Tại sao vàng lại là vật liệu lý tưởng cho các bộ sưởi hồng ngoại trong môi trường chân không?
Nếu bạn đang sử dụng các bộ sưởi để làm nóng các tấm silicon trong môi trường chân không, có lẽ bạn đã nhận thấy rằng những quy luật thông thường không còn áp dụng nữa. Không có không khí để truyền nhiệt, vì vậy hiện tượng đối lưu không xảy ra. Bạn chỉ có thể dựa vào sự truyền nhiệt bằng bức xạ mà thôi.
Vấn đề là: nếu bạn sử dụng các tấm phản xạ bằng nhôm hoặc thép không gỉ thông thường, bạn đang lãng phí tiền bạc một cách vô ích. Một lượng lớn năng lượng bị lãng phí trong thân máy, thay vì được truyền vào các tấm silicon.
Đó là lý do tại sao chúng tôi chọn vàng.
Sức mạnh phản chiếu của vàng
Nghe có vẻ huyền bí, nhưng thực ra có lý do thực tế cho điều này. Trong phổ hồng ngoại, vàng là chất có khả năng phản chiếu lên tới 98% năng lượng bức xạ. Bằng cách phủ một lớp vàng mỏng lên bề mặt tấm phản xạ, chúng ta có thể đảm bảo rằng các photon được truyền trực tiếp vào các tấm silicon. Điều này giúp tăng hiệu suất sưởi ấm và giảm thời gian cần thiết để đạt được nhiệt độ mong muốn. Nói chung, việc sử dụng vàng giúp tăng hiệu quả hoạt động của thiết bị.
Bảo vệ thiết bị khỏi tác động của nhiệt
Để làm nóng các tấm silicon, bạn cần sử dụng các bóng đèn có công suất cao. Nhưng việc sử dụng quá nhiều công suất như vậy sẽ gây ra nhiều rủi ro. Nếu không có lớp vàng bảo vệ, thân máy sẽ hấp thụ toàn bộ năng lượng bức xạ. Kết quả là thân máy sẽ bị quá nhiệt, điều này có thể làm biến dạng buồng thí nghiệm hoặc phá hủy các bộ phận khóa chân không. Đó là một tình huống khó khắc phục. Vàng giúp chuyển hướng nhiệt sang mục tiêu mong muốn, tránh việc nhiệt tích tụ trong thân máy.
Những hy sinh cần chấp nhận
Rõ ràng, vàng không phải là vật liệu rẻ tiền. Chi phí ban đầu khi sử dụng vàng chắc chắn cao hơn so với nhôm. Bạn cũng cần cẩn thận khi sử dụng vàng. Nếu bạn dùng các vật liệu mài mòn để làm sạch tấm phản xạ trong quá trình bảo trì, lớp vàng sẽ bị mất đi. Khi đó, hiệu suất của thiết bị sẽ giảm sút. Tôi thường khuyên nên kiểm tra lớp phủ vàng mỗi 1.000 giờ sử dụng. Hãy chú ý đến các dấu hiệu như vết ăn mòn hoặc sự thay đổi màu sắc của lớp phủ. Nếu xuất hiện những dấu hiệu này, các tấm silicon sẽ không thể đạt được nhiệt độ mong muốn. Điều kỳ lạ là các thiết bị đo công suất vẫn cho thấy cùng một mức công suất, nhưng bề mặt tấm silicon vẫn chưa đạt được nhiệt độ cần thiết. Đó là cách mà hiệu suất của thiết bị bị giảm sút một cách âm thầm.