ভ্যাকুয়াম চেম্বার ব্যবহারের জন্য একটি হিটিং প্লেট কীভাবে নির্দিষ্ট করবেন?

ভ্যাকুয়াম চেম্বারে বাতাসের অনুপস্থিতি পরিবাহী তাপ স্থানান্তরকে সরিয়ে দেয়। তাপ শুধুমাত্র পরিবাহী (ওয়ার্কপিস যোগাযোগ) এবং বিকিরণের মাধ্যমে স্থানান্তরিত হয়। ভ্যাকুয়াম পরিষেবার জন্য হিটিং প্লেটগুলি অবশ্যই এই অস্বাভাবিক তাপ স্থানান্তর ব্যবস্থার জন্য তৈরি করা উচিত এবং তারা নিজেরাই দূষণের উত্স হয়ে উঠবে না। ভ্যাকুয়াম অ্যাপ্লিকেশনের জন্য একটি হিটিং প্লেটের নকশা তুচ্ছ নয়, কারণ এটির জন্য তাপ ব্যবস্থাপনা, পদার্থের আউটগ্যাসিং, বৈদ্যুতিক ফিডথ্রু এবং উচ্চ ভোল্টেজের নিরাপত্তা বিবেচনা করা প্রয়োজন। একটি প্লেট যা বাতাসে ভাল কাজ করে তা ভ্যাকুয়ামের নিচে রাখলে অতিরিক্ত গরম, আউটগ্যাস বা আর্ক হতে পারে।

ভ্যাকুয়াম সিস্টেমে তাপ ব্যবস্থাপনা
কনভেক্টিভ কুলিং ছাড়া একটি হিটিং প্লেট একই পাওয়ার ইনপুটের জন্য বাতাসের তুলনায় অনেক বেশি তাপমাত্রায় পৌঁছাতে পারে। প্লেটে চাপা হিটার উপাদানগুলিকে স্থানীয়ভাবে অতিরিক্ত গরম হওয়া এড়াতে প্লেটের ভরের সাথে ভালভাবে মিলিত হতে হবে-। ভ্যাকুয়াম অ্যাপ্লিকেশনের জন্য নিম্নলিখিত তাপীয় উদ্বেগগুলি গুরুত্বপূর্ণ।

তাপ স্থানান্তর প্রক্রিয়া
পরিবাহী - প্লেটের সংস্পর্শে একটি ওয়ার্কপিসে তাপ স্থানান্তর করার প্রধান পদ্ধতি। ভাল তাপীয় যোগাযোগ (সমতল পৃষ্ঠ, ঐচ্ছিক তাপীয় ইন্টারফেস উপাদান) প্রয়োজন।

বিকিরণ - প্লেটের তাপমাত্রা 150 ডিগ্রির উপরে গুরুত্বপূর্ণ। তেজস্ক্রিয় তাপ সংক্রমণ স্টেফান-বোল্টজম্যান নিয়ম অনুসরণ করে (q=εσ(Tp4−Tc4))। প্লেটের পৃষ্ঠ নির্গমন (ε) যোগাযোগবিহীন অঞ্চলের উত্তাপকে প্রভাবিত করে।

কোন পরিচলন নেই - প্লেটের পিছনের দিক বা সীমানাগুলির বায়ু শীতল নয়৷ যে তাপ ওয়ার্কপিসে সরবরাহ করা হয় না তা প্লেটে জমা হয় এবং এর তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়।

প্লেট থেকে হিটারের কাপলিং
হিটারগুলিকে স্থায়ীভাবে এবং ঘনিষ্ঠভাবে প্লেটের সাথে সংযুক্ত করা উচিত যাতে তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা কম হয়। উচ্চ তাপমাত্রা পরিবাহী পেস্ট (গ্রাফাইট ভিত্তিক) সহ ব্রেজড বা ক্ল্যাম্পড কার্টিজ হিটারগুলি পছন্দনীয়। যে হিটারগুলি তাদের নিজস্ব দেহের পরিবাহী শীতলকরণ ব্যবহার করে (উদাহরণস্বরূপ খোলা তারের হিটার) উপযুক্ত নয়। একটি প্রধান ডিজাইনের পার্থক্য হল যে হিটারের খাপ অতিরিক্ত গরম হওয়া এড়াতে, ভ্যাকুয়াম পরিষেবার জন্য হিটার ওয়াটের ঘনত্ব অবশ্যই ডিরেটেড হতে হবে, সাধারণত 30-50% বাতাসের জন্য ব্যবহৃত হয়।

তাপমাত্রা সনাক্তকরণ
টেম্পারেচার সেন্সর (থার্মোকল বা আরটিডি) কাজ করার পৃষ্ঠের যতটা সম্ভব কাছাকাছি এম্বেড করা উচিত, বিশেষত উপরের মুখ থেকে 2-5 মিমি এর মধ্যে। ভ্যাকুয়ামে পৃষ্ঠের তাপমাত্রা পিছনের দিক বা বায়ু সাইড রিডিং থেকে প্রাপ্ত করা যাবে না। হট স্পটগুলি পরিবাহী সমতা ছাড়াই বেশি সাধারণ এবং তাদের সনাক্ত করার জন্য প্লেটের চারপাশে বেশ কয়েকটি সেন্সর ছড়িয়ে দেওয়ার পরামর্শ দেওয়া হয়।

ভ্যাকুয়াম হিটিং প্লেটে আউটগ্যাসিং নিয়ন্ত্রণ
আউটগ্যাসিং, আটকে থাকা গ্যাস, আর্দ্রতা বা উদ্বায়ী পদার্থের মুক্তি, ভ্যাকুয়াম অপারেশনে গ্রহণযোগ্য নয়, বিশেষত উচ্চ বা অতি{0}}হাই ভ্যাকুয়াম (UHV)। হিটিং প্লেট সমাবেশের সমস্ত উপকরণের কম বাষ্পের চাপ এবং কম আউটগ্যাসিং হার থাকতে হবে।

প্লেট উপাদান
স্টেইনলেস স্টীল (304, 316, 316L) - ভ্যাকুয়াম হিটিং প্লেটের জন্য আদর্শ বিকল্প। কম আউটগ্যাসিং। উচ্চ শক্তি. ইলেক্ট্রোপলিশিং পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল এবং আটকে থাকা অমেধ্য কমানোর জন্য উপযুক্ত।

অ্যালুমিনিয়াম - মাঝারি ভ্যাকুয়ামের জন্য ভাল (10-3 থেকে 10-5 টর) যদি সঠিকভাবে পরিষ্কার করা হয় এবং অ্যানোডাইজ করা হয়। কিন্তু অ্যালুমিনিয়ামে একটি ছিদ্রযুক্ত অক্সাইড আবরণ রয়েছে যা আর্দ্রতা আটকে রাখে তাই এটি বেক হতে অনেক সময় নেয়।

তামা - ভাল তাপ পরিবাহিতার কারণে ব্যবহৃত হয়, তামা জারিত হয় এবং প্রলেপ বা ভ্যাকুয়াম-চালিত না হলে তা বের হয়ে যেতে পারে।

অন্যান্য পলিমার এবং PTFE
PTFE আবরণ বা কঠিন PTFE প্লেট ভ্যাকুয়ামে গ্রহণযোগ্য, যদিও বিশেষ হ্যান্ডলিং প্রয়োজন। PTFE-তে প্রাথমিক বেক করার পরে নগণ্য আউটগ্যাস হয়- কারণ এটি খুব কম আর্দ্রতা শোষণ করে। যাইহোক, UHV (10-7 Torr-এর নিচে) জন্য PTFE সুপারিশ করা হয় না কারণ ফ্লোরিন যৌগগুলির ধীর গতিতে গ্যাস বের হয়। বেশিরভাগ শিল্প ভ্যাকুয়াম অ্যাপ্লিকেশনের জন্য (10⁻³ থেকে 10⁻⁶ Torr) সঠিকভাবে চিকিত্সা করা PTFE গ্রহণযোগ্য। একটি প্রাক-ইনস্টলেশন বেক-আউট 150-200 ডিগ্রিতে 24-48 ঘন্টার জন্য ভ্যাকুয়ামের অধীনে শোষণ করা গ্যাসগুলিকে নির্মূল করে।

তারের নিরোধক এবং আঠালো
তারের নিরোধক ভ্যাকুয়াম রেট করা আবশ্যক। যে উপকরণগুলি ব্যবহার করা যেতে পারে তা হল:

PTFE (Teflon) - সামান্য আউটগ্যাসিং পরে বেক আউট ম্যাক্স। তাপমাত্রা 260 ডিগ্রী।

পলিমাইড (ক্যাপটন) - খুব ভাল ভ্যাকুয়াম সামঞ্জস্য, তাপমাত্রা রেটিং 400C, সামান্য আউটগ্যাসিং।

পিভিসি, পলিথিন বা নাইলন। গ্রহণযোগ্য নয়, তারা প্লাস্টিকাইজার এবং অন্যান্য উদ্বায়ীকে আউটগ্যাস করে।

কম-আউটগ্যাসিং ইপোক্সি (যেমন, EpoTek H77, Torr Seal) অবশ্যই সেন্সর সংযুক্ত করতে বা তারের সুরক্ষিত করার জন্য ব্যবহার করতে হবে৷ সিলিকন-ভিত্তিক আঠালো বা আরটিভি সিলেন্ট ব্যবহার করবেন না যেহেতু তারা সিলোক্সেনকে ছাড়িয়ে যায়।

পরিষ্কার এবং বেক আউট
ভ্যাকুয়াম গ্রেড দ্রাবক (এসিটোন, আইসোপ্রোপাইল অ্যালকোহল) ব্যবহার করে সমস্ত অংশ পরিষ্কার করা উচিত এবং একটি পরিষ্কার পরিবেশে একত্রিত করা উচিত। প্লেটটিকে পরিষেবাতে রাখার আগে, 100-150 ডিগ্রিতে 24-48 ঘন্টার জন্য একটি সম্পূর্ণ অ্যাসেম্বলি বেক- করার পরামর্শ দেওয়া হয়৷ এই কৌশলটি পৃষ্ঠে জমা জল এবং উদ্বায়ী অবশিষ্টাংশগুলিকে নির্মূল করে।

বৈদ্যুতিক হারমেটিক ফিডথ্রুস
পাওয়ার এবং সেন্সর তারগুলিকে লিক না করেই ভ্যাকুয়াম চেম্বারের দেয়ালের মধ্য দিয়ে যেতে হবে। ইলাস্টোমার সিল সহ স্ট্যান্ডার্ড বৈদ্যুতিক সংযোগকারীগুলি ভ্যাকুয়ামে ব্যবহারযোগ্য নয় কারণ তারা-গ্যাস বের করে এবং মাইক্রো-লিকের অনুমতি দেয়। হারমেটিক ফিডথ্রাস প্রয়োজনীয়।

হিটিং প্লেট - ফিডথ্রুসের প্রকারগুলি
গ্লাস-থেকে-মেটাল সিলিং - একটি গ্লাস ইনসুলেটর একটি ধাতব হাউজিং এবং কন্ডাক্টর পিনের সাথে সংযুক্ত থাকে। কাচের ধরণের উপর নির্ভর করে 250-400 ডিগ্রি পর্যন্ত তাপমাত্রার জন্য উপযুক্ত। কম থেকে মাঝারি শক্তির হিটিং প্লেটের জন্য সাধারণ (একক ফেজ 10 এ প্রতি পিন পর্যন্ত)।

সিরামিক একটি ধাতব ফ্ল্যাঞ্জে আঠালো (অ্যালুমিনা বা বেরিলিয়া)। ধাতু সীল থেকে সিরামিক. উচ্চ তাপমাত্রা রেটিং (500 ডিগ্রি +) এবং উন্নত ভ্যাকুয়াম অখণ্ডতা (লিক রেট <1×10-10 atm cc/sec)। উচ্চ ক্ষমতা বা UHV অ্যাপ্লিকেশনের জন্য.

কম্প্রেশন গ্লাস সিলিং - সস্তা, কিন্তু তাপমাত্রা প্রায় 150 ডিগ্রিতে সীমাবদ্ধ।

Feedthroughs পিন সংখ্যা এবং রেটিং
ভ্যাকুয়াম চেম্বার হিটিং প্লেট স্পেসিফিকেশন বৈদ্যুতিক সার্কিটের সংখ্যা নির্দিষ্ট করবে:

প্রতিটি হিটিং জোনে পাওয়ার (2টি তার/জোন)

তাপমাত্রা সেন্সর তারগুলি (থার্মোকল বা আরটিডি প্রতি দুটি তার)

একটি একক মাল্টিপিন ফিডথ্রুতে একাধিক পিন থাকতে পারে। প্রতিটি পিন সর্বোচ্চ হিটার কারেন্টের চেয়ে বড় কারেন্টের জন্য রেট করা আবশ্যক। উদাহরণস্বরূপ, 120 V তে একটি 500 W হিটার 4.2 A ব্যবহার করে। A 10 A ফিডথ্রু পিন ব্যবহার করবে।

অভ্যন্তরীণ ওয়্যারিং
গুরুত্বপূর্ণ: ভ্যাকুয়াম চেম্বারের ফিডথ্রু থেকে হিটিং প্লেট পর্যন্ত তারগুলি অবশ্যই ভ্যাকুয়াম রেটযুক্ত (PTFE বা ক্যাপ্টন ইনসুলেটেড) এবং গরম পৃষ্ঠ মুক্ত হতে হবে। সিরামিক টার্মিনাল ব্লক বা স্ট্যান্ডঅফ ব্যবহার করে সংযোগ সুরক্ষিত করুন। কোনো প্লাস্টিকের তারের বন্ধন বা আঠালো টেপ অনুমোদিত নয়।

পাসচেনের আইন (শূন্যতায় বৈদ্যুতিক ভাঙ্গন)
প্যাশেনের আইন অনুসারে দুটি পরিবাহীর মধ্যে ভাঙ্গন ভোল্টেজ চাপ এবং দূরত্বের উপর নির্ভর করে। বায়ুমণ্ডলীয় চাপের ভাঙ্গন উচ্চ ভোল্টেজে ঘটে (ক্ষুদ্র ফাঁকের জন্য kV পরিসীমা)। মাঝারি ভ্যাকুয়ামে (10-1 থেকে 10-3 টর) ব্রেকডাউন ভোল্টেজ ব্যাপকভাবে হ্রাস পায় - কিছু ক্ষেত্রে 1 মিমি ব্যবধানের জন্য কয়েকশ ভোল্ট। উচ্চ শূন্যতায় (<10^5 Torr) the breakdown voltage increases again.

ভ্যাকুয়াম উত্তপ্ত প্লেটগুলির জন্য নিম্নলিখিত সতর্কতাগুলি প্রয়োজনীয়:

গ্রাউন্ডেড পৃষ্ঠ থেকে সক্রিয় কন্ডাক্টর (যেমন হিটার টার্মিনাল, ফিডথ্রু পিন) থেকে পর্যাপ্ত বিচ্ছিন্নতা বজায় রাখুন। 240 V ac এর জন্য ন্যূনতম 5 মিমি বা বৃহত্তর ভোল্টেজের জন্য 10 মিমি প্রস্তাবিত।

তীক্ষ্ণ প্রান্তগুলি এড়িয়ে চলুন - তীক্ষ্ণ বিন্দুগুলি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রেকে কেন্দ্রীভূত করে এবং ব্রেকডাউন ভোল্টেজ হ্রাস করে৷ গোলাকার টার্মিনাল, মসৃণ কন্ডাক্টর রুট পছন্দ করা হয়।

দীর্ঘ অভ্যন্তরীণ লাইনের ক্ষেত্রে, চেম্বারের ফিডথ্রুতে গ্রাউন্ডেড শিল্ডেড তার ব্যবহার করুন।

সম্পূর্ণ শক্তি প্রয়োগের আগে, ভ্যাকুয়ামের অধীনে নিরোধক প্রতিরোধের পরীক্ষা করুন।

ভ্যাকুয়াম ডিজাইন চেকলিস্ট - হট প্লেট
নীচে একটি ভ্যাকুয়াম চেম্বার হিটিং প্লেটের জন্য একটি স্পেসিফিকেশন অন্তর্ভুক্ত করার জন্য প্রধান পয়েন্টগুলির একটি সারাংশ রয়েছে৷

ক্যাটাগরির প্রয়োজনীয়তা স্বাভাবিক সমাধান
প্লেট উপাদান 316 স্টেইনলেস স্টীল, কম আউটগ্যাসিং, ইলেক্ট্রোপলিশড, পরিষ্কারযোগ্য
প্লেট থেকে অন্তরঙ্গ কাপলিং হিটারের ধরন; ভ্যাকুয়ামব্রেজড কার্টিজ হিটার (ইনকোলয় জ্যাকেট) এর জন্য নির্ধারিত
অতিরিক্ত গরম এড়াতে ওয়াটের ঘনত্ব কমানো হয়েছে 5 ওয়াট/সেমি2 এর কম বা সমান (বনাম 8-10 ওয়াট/সেমি2 বাতাসে)
তাপমাত্রা সনাক্তকরণ কাজ পৃষ্ঠের কাছাকাছি এমবেডেড টাইপ কে থার্মোকল বা PT100 RTD
তারের নিরোধক PTFE (টেফলন) বা ক্যাপ্টন লো আউটগ্যাসিং, ভ্যাকুয়াম রেট
সিলেন্ট / আঠালো কম আউটগ্যাসিং ইপোটেক এইচ৭৭, টর সিল (কোন সিলিকন নেই)
বৈদ্যুতিক ফিডথ্রু হারমেটিক, লিক-টাইট গ্লাস-থেকে-ধাতু বা সিরামিক থেকে ধাতু
ফিডথ্রু বর্তমান রেটিং সাধারণ 1-2 কিলোওয়াট প্লেটের জন্য প্রতি পাওয়ার পিনে 10 A এর থেকে বেশি বা সমান হিটার লোড অতিক্রম করে
উচ্চ-ভোল্টেজ ক্লিয়ারেন্স 5 মিমি ব্যবধান (240 V), গোলাকার টার্মিনালের চেয়ে বড় বা সমান প্যাশেন ভাঙ্গন প্রতিরোধ করে
প্রি-সার্ভিস বেক-আউট 24-48 ঘন্টার জন্য ভ্যাকুয়ামের অধীনে 100-150 ডিগ্রি শোষণ করা গ্যাসগুলিকে সরিয়ে দেয়
বিশেষ ক্ষেত্রে: রেডিয়েন্ট হিটিং প্লেট
কিছু ভ্যাকুয়াম প্রক্রিয়ায়, গরম করার প্লেটটি সরাসরি ওয়ার্কপিসের সাথে যোগাযোগ করার উদ্দেশ্যে নয়। পরিবর্তে, প্লেটটি একটি ফাঁক জুড়ে ওয়ার্কপিসে তাপ বিকিরণ করে। এই কনফিগারেশনে, প্লেটের পৃষ্ঠ নির্গততা সমালোচনামূলক হয়ে ওঠে। উজ্জ্বল তাপ স্থানান্তর বাড়ানোর জন্য একটি উচ্চ-ইমিসিভিটি আবরণ (যেমন, অ্যালুমিনিয়ামের উপর কালো অ্যানোডাইজ বা স্টেইনলেস স্টিলের উপর Pyromark 2500) প্রয়োগ করা হয়। যাইহোক, আবরণ অবশ্যই ভ্যাকুয়াম-সামঞ্জস্যপূর্ণ হতে হবে এবং আউটগ্যাস নয়। Pyromark 2500, একটি সিরামিক-ভিত্তিক আবরণ, প্রায়ই 600 ডিগ্রি পর্যন্ত ভ্যাকুয়াম রেডিয়েন্ট হিটারের জন্য ব্যবহৃত হয়।

উপসংহার
ভ্যাকুয়াম চেম্বার হিটিং প্লেটের তাপ ব্যবস্থাপনা এবং দূষণ নিয়ন্ত্রণের জন্য বিশেষ নকশা প্রয়োজন। কনভেক্টিভ কুলিংয়ের অনুপস্থিতির অর্থ হল হিটারগুলিকে অবশ্যই প্লেটের সাথে ভালভাবে সংযুক্ত করতে হবে এবং কম ওয়াট ঘনত্বে পরিচালনা করতে হবে। কম-বাষ্প-চাপের উপকরণ (স্টেইনলেস স্টিল, PTFE, ক্যাপ্টন) নির্বাচন করে এবং প্রি-সার্ভিস বেক-আউট করার মাধ্যমে আউটগ্যাসিং নিয়ন্ত্রণ করা হয়। চেম্বারের অখণ্ডতা বজায় রাখার জন্য হারমেটিক বৈদ্যুতিক ফিডথ্রু (গ্লাস-থেকে-মেটাল বা সিরামিক-থেকে-ধাতু) বাধ্যতামূলক। প্যাশেনের আইন মাঝারি ভ্যাকুয়াম স্তরে আর্কিং প্রতিরোধ করার জন্য ছাড়পত্রের প্রয়োজনীয়তা আরোপ করে। অ্যাপ্লিকেশন এনভায়রনমেন্ট-ভ্যাকুয়াম লেভেল, তাপমাত্রা পরিসীমা, এবং প্রক্রিয়া সংবেদনশীলতা-ডিজাইন স্পেসিফিকেশন নির্দেশ করে। একটি সঠিকভাবে নির্দিষ্ট করা ভ্যাকুয়াম হিটিং প্লেট এমন পরিবেশে নির্ভরযোগ্য, দূষণমুক্ত তাপ স্থানান্তর প্রদান করে যেখানে পরিচলন অনুপস্থিত এবং প্রতিটি উপাদান পছন্দ গুরুত্বপূর্ণ।