Vakuumski izazov – Zašto standardni grijači s patronom ne uspijevaju na tankom zraku
Ostavi poruku
Razmislite o vakuumskoj peći koja obavlja važan ciklus lemljenja. Komora se spušta na 10⁻⁵ torr, temperatura raste do 1000 stepeni, a zatim se grijač patrone lomi. Proces je uništen, serija je smeće, a dani rada su nestali. Grijač je na papiru izgledao OK, što ga čini toliko otežavajućim. Bio je savršene veličine, imao je pravu snagu i dolazio je od-poznatog brenda. Šta se desilo? Rješenje je u neobičnoj fizici vakuumskih uvjeta i kako oni funkcioniraju s običnim dizajnom grijača s patronom.
Pravila za kretanje toplote se potpuno menjaju u vakuumu. Patronski grijač koristi tri načina da se riješi topline pod normalnim pritiskom: vođenje u materijal oko njega, konvekcija s površina koje su izložene i zračenje. Ako izbacite zrak, konvekcija potpuno nestaje. U omotaču nema molekula plina koji prenose toplinu. To znači da će se bilo koji dio grijača kertridža koji nije u direktnom kontaktu sa čvrstim hladnjakom, kao što je kraj terminala, nezagrijani dijelovi, ili čak male praznine na sučelju za montažu, zagrijati mnogo toplije nego što bi bilo u zraku.
Iskustvo pokazuje da kertridž grijač u vakuumu može imati temperaturu omotača koja je za 100 do 200 stepeni viša od istog grijača u zraku pri istoj snazi. Ako dizajn ne uzme u obzir ovaj temperaturni skok, to bi moglo opteretiti unutrašnje dijelove, ubrzati oksidaciju, pa čak i uzrokovati rani kvar. Standardni kertridž grijači napravljeni za upotrebu na zraku uglavnom nemaju dovoljno toplinske margine da rade u vakuumu.
Ispuštanje gasa je još jedan problem koji se dešava samo u vakuumu. Kada je pritisak nizak, materijali otpuštaju gasove i druge isparljive supstance koje su apsorbovali. Izolacija od magnezijum oksida, materijali za brtvljenje, pa čak i površina omota mogu ispuštati plin u grijaču uloška. Ovo ispuštanje gasa zagađuje komoru i ometa rad u osetljivim oblastima kao što je obrada poluprovodnika ili optički premaz. Da bi se smanjilo ispuštanje plinova, grijači s patronama vakuum{4}}koriste materijale koji su pažljivo obrađeni kako bi imali nizak pritisak pare i visoku čistoću.
Električno ponašanje grijača se također mijenja kada je u vakuumu. Rizik od stvaranja luka i sloma napona raste kada nema zraka koji bi dao dielektričnu čvrstoću, posebno na terminalima i spojevima vodećih žica. Vakuumski{2}}katuirani grijači uključuju duže staze puzanja, keramičku izolaciju i pažljivo izrađene završetke kako bi se spriječili električni problemi.
Šta čini patronski grijač dobrim za vakuum? Prvo, materijal omotača treba da bude u stanju da izdrži više temperature bez da se pokvari. Ljudi često koriste legure na bazi nikla-kao što je Inconel. Drugo, unutrašnja izolacija treba da bude magnezijum oksid koji je visoke-čistoće i dobro upakovan kako bi se ostvario najveći prijenos topline i najmanje ispuštanje plinova. Treće, kraj terminala mora biti napravljen za vakuumski servis, što obično znači korištenje keramičkih zaptivki i metala-na-vezivanje metala umjesto organskih zaptivača. Četvrto, gustina snage se mora smanjiti kako bi se nadoknadio gubitak konvektivnog hlađenja.
Ukratko, kertridž grijač za servis vakuuma nije samo fensi naziv za običan proizvod. To je prilagođeni alat napravljen za mjesto gdje uobičajena pravila ne funkcionišu. Različite primjene vakuuma, kao što su komore za simulaciju prostora i peći na visokim{2}}temperaturama, zahtijevaju različite nivoe pritiska, temperature i čistoće. Profesionalni savjet osigurava da grijač uloška koji odaberete bude napravljen da traje i dobro radi u vakuumskim uvjetima procesa.
