தெர்மோகப்பிள் நம்பகத்தன்மையை மேம்படுத்தும் நீலக்கல் குழாய்கள்
விரிவான வரைபடம்


அறிமுகம்
நவீன தொழில்துறையில், துல்லியமான வெப்பநிலை கண்காணிப்பு செயல்முறை கட்டுப்பாடு, தர உறுதி மற்றும் பாதுகாப்பு அமைப்புகளின் ஒரு முக்கிய பகுதியாகும். பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் வெப்பநிலை உணரிகள் - வெப்ப மின்னிரட்டைகள் - பெரும்பாலும் அதிக வெப்பநிலை, அரிக்கும் இரசாயனங்கள், வெற்றிட அமைப்புகள் மற்றும் பிளாஸ்மா புலங்கள் போன்ற சவாலான சூழல்களுக்கு ஆளாகின்றன. இந்த உணரிகளை திறம்பட பாதுகாப்பது செயல்பாட்டு நிலைத்தன்மைக்கு அவசியம். செயற்கை ஒற்றை-படிக அலுமினிய ஆக்சைடிலிருந்து தயாரிக்கப்பட்ட சபையர் குழாய்கள், அத்தகைய பாதுகாப்பிற்கான மிகவும் நம்பகமான பொருட்களில் ஒன்றாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளன. இந்தக் கட்டுரை சபையர் குழாய்களின் தனித்துவமான பண்புகள், அவற்றின் பல்வேறு பயன்பாடுகள் மற்றும் குறிப்பாக, வெப்ப மின்னிரட்டை பாதுகாப்பு உறைகளாக அவற்றின் விதிவிலக்கான செயல்திறனை ஆராய்கிறது.
தேவைப்படும் பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்ற உயர்ந்த பொருள்
நீலக்கல் என்பது அலுமினிய ஆக்சைட்டின் (Al₂O₃) படிக வடிவமாகும், மேலும் கடினத்தன்மையின் அடிப்படையில் வைரத்திற்கு சற்று கீழே தரவரிசைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது, மோஸ் அளவில் 9 புள்ளிகளைப் பெறுகிறது. இந்த விதிவிலக்கான கடினத்தன்மை, அடிக்கடி அல்லது தீவிரமாகப் பயன்படுத்தப்பட்டாலும் கூட, நீலக்கல் குழாய்கள் அரிப்பு, சிராய்ப்பு மற்றும் இயந்திர தாக்கத்திற்கு மிகவும் எதிர்ப்புத் திறன் கொண்டதாக ஆக்குகிறது.
இயந்திர வலிமைக்கு அப்பால், நீலக்கல் குழாய்கள் அவற்றின் வேதியியல் எதிர்ப்பிற்காக மிகவும் மதிக்கப்படுகின்றன. ஹைட்ரஜன் ஃப்ளோரைடு, குளோரின் மற்றும் சல்பர் சேர்மங்கள் உள்ளிட்ட பெரும்பாலான அமிலங்கள், கரைப்பான்கள் மற்றும் வினைபுரியும் வாயுக்களின் முன்னிலையில் அவை நிலையானதாகவும் செயலற்றதாகவும் இருக்கும். இது ஆக்கிரமிப்பு இரசாயனங்கள் அல்லது பிளாஸ்மாவை உள்ளடக்கிய செயல்முறைகளில் திறம்பட செயல்பட அனுமதிக்கிறது.
கூடுதலாக, சபையரின் வெப்ப செயல்திறன் குறிப்பிடத்தக்கது. இது 2000°C வரையிலான வெப்பநிலைக்கு நீண்டகால வெளிப்பாட்டைத் தாங்கும் அதே வேளையில், அதன் கட்டமைப்பு ஒருமைப்பாட்டைத் தக்க வைத்துக் கொள்ளும். அதன் வெப்ப கடத்துத்திறன் விரைவான வெப்பப் பரிமாற்றத்தை ஆதரிக்கிறது, இது வெப்பநிலை உணர்தல் அமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படும்போது மிகவும் முக்கியமான அம்சமாகும்.
மற்றொரு முக்கியமான நன்மை என்னவென்றால், புற ஊதா, புலப்படும் மற்றும் அகச்சிவப்பு அலைநீளங்களில் அதன் ஒளியியல் வெளிப்படைத்தன்மை - தோராயமாக 0.3 μm முதல் 5 μm வரை. இது சபையர் குழாய்களை ஒளியியல் உணர்திறன் அல்லது ஒருங்கிணைந்த வெப்ப-ஒளியியல் கண்காணிப்பு அமைப்புகளுக்கு ஏற்றதாக ஆக்குகிறது.
வெப்ப மின்னிரட்டைகளும் பாதுகாப்பின் தேவையும்
எஃகு உலைகள் மற்றும் டர்பைன் இயந்திரங்கள் முதல் குறைக்கடத்தி உலைகள் மற்றும் வேதியியல் செயல்முறை உபகரணங்கள் வரை பல்வேறு அமைப்புகளில் தெர்மோகப்பிள்கள் அத்தியாவசிய கூறுகளாகும். இந்த சாதனங்கள் ஒரு முனையில் இணைக்கப்பட்ட இரண்டு வேறுபட்ட உலோகங்களுக்கு இடையிலான வெப்பநிலை வேறுபாட்டின் அடிப்படையில் ஒரு மின்னழுத்தத்தை உருவாக்குகின்றன. தெர்மோகப்பிள்கள் பல்துறை மற்றும் வலுவானவை என்றாலும், வெப்பம், அரிக்கும் பொருட்கள் மற்றும் இயந்திர அதிர்ச்சிக்கு அவற்றின் நேரடி வெளிப்பாடு அவற்றின் சேவை வாழ்க்கையை வெகுவாகக் குறைக்கலாம் அல்லது வெப்பநிலை அளவீடுகளின் துல்லியத்தை குறைக்கலாம்.
இங்குதான் சபையர் குழாய்கள் பாதுகாப்பு உறைகளாக செயல்படுகின்றன. ஒரு சபையர் குழாயின் உள்ளே தெர்மோகப்பிளை அடைப்பதன் மூலம், சென்சார் கடுமையான சூழலில் இருந்து தனிமைப்படுத்தப்படுகிறது, அதே நேரத்தில் திறமையான வெப்ப பரிமாற்றத்தை அனுமதிக்கிறது. இதன் விளைவாக, ஆக்கிரமிப்பு இயக்க நிலைமைகளுக்கு நீண்டகால வெளிப்பாட்டிற்குப் பிறகும் நிலையான துல்லியத்தை பராமரிக்கும் நீண்ட கால, நம்பகமான சென்சார் உள்ளது.
சபையரின் வெப்ப கடத்துத்திறன் வெப்பத்தை விரைவாகவும் சீராகவும் வெப்பம் தெர்மோகப்பிளை அடைய அனுமதிக்கிறது, வெப்பநிலை தாமதத்தைக் குறைக்கிறது மற்றும் மறுமொழி நேரத்தை மேம்படுத்துகிறது. மேலும், வேதியியல் தாக்குதலுக்கு அதன் எதிர்ப்பு, சென்சார் எச்சங்கள், அரிப்பு அல்லது பொருள் குவிப்பு ஆகியவற்றால் பாதிக்கப்படாமல் இருப்பதை உறுதி செய்கிறது - இவை பெரும்பாலும் உலோகம் அல்லது பீங்கான் பாதுகாப்பு சட்டைகளை பாதிக்கும் பிரச்சினைகள்.
வெப்பநிலை கண்காணிப்பில் வழக்குகளைப் பயன்படுத்தவும்
உயர் வெப்பநிலை உலைகளில், முக்கியமான செயல்முறை நிலைமைகளைக் கண்காணிக்கும் தெர்மோகப்பிள்களைப் பாதுகாக்க சபையர் குழாய்கள் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஆலசன் வாயுக்கள், உருகிய உலோகங்கள் அல்லது வினைத்திறன் கொண்ட நீராவி நிறைந்த வளிமண்டலங்களில் அவற்றின் வேதியியல் நிலைத்தன்மை அவசியம். எடுத்துக்காட்டாக:
-
குறைக்கடத்தி உற்பத்தி: சுத்தமான சூழல்களும் துல்லியமான வெப்பநிலைக் கட்டுப்பாடும் இன்றியமையாததாக இருக்கும் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி, வேஃபர் அனீலிங் மற்றும் டோப்பிங் செயல்முறைகளின் போது நீலக்கல் உறைகள் தெர்மோகப்பிள்களைப் பாதுகாக்கின்றன.
-
வேதியியல் உலைகள்: வினையூக்க எதிர்வினைகள் அல்லது அரிக்கும் நீராவி சூழல்களில், சபையர் குழாய்கள் வெப்பநிலை ஆய்வுகளின் நீண்டகால பாதுகாப்பை உறுதிசெய்து, மாசுபாடு கவலைகளை நீக்குகின்றன.
-
வெற்றிட உலைகள்: வெற்றிடம் அல்லது குறைந்த அழுத்த மந்த வாயுக்களின் கீழ் இயங்கும்போது, நீலக்கல் குழாய்கள் தெர்மோகப்பிள்களுக்கு ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் இயந்திர சேதத்தைத் தடுக்கின்றன.
-
எரிப்பு அமைப்புகள்: ஜெட் என்ஜின்கள், எரிவாயு விசையாழிகள் மற்றும் தொழில்துறை பர்னர்கள் பெரும்பாலும் செயல்திறன் மற்றும் பாதுகாப்பு மேம்படுத்தலுக்காக தீவிர வெப்ப அளவைக் கண்காணிக்க சபையர்-பாதுகாக்கப்பட்ட தெர்மோகப்பிள்களை நம்பியுள்ளன.
சபையர் குழாய்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், நிலையான உலோகம் அல்லது கண்ணாடி உறைகளுக்கு மிகவும் அழிவுகரமான சூழ்நிலைகளில் பொறியாளர்கள் தெர்மோகப்பிள்களைப் பயன்படுத்த முடியும். இது வெப்ப கண்காணிப்பு அமைப்புகளின் இயக்க வரம்பை விரிவுபடுத்துகிறது மற்றும் அவற்றின் நீண்டகால செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது.
சபையர் குழாய்களின் கூடுதல் தொழில்துறை பயன்பாடுகள்
தெர்மோகப்பிள் பாதுகாப்பு ஒரு முன்னணி பயன்பாடாக இருந்தாலும், சபையர் குழாய்கள் பல மேம்பட்ட தொழில்நுட்பங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன:
-
உயர்-தீவிர வெளியேற்ற (HID) விளக்குகள்: உறைப் பொருட்களாக, சபையர் குழாய்கள் மேகமூட்டம் அல்லது மென்மையாக்கல் இல்லாமல் கடுமையான வெப்பத்தையும் UV/IR கதிர்வீச்சையும் தாங்கும்.
-
பிளாஸ்மா எட்சிங் சேம்பர்கள்: அரிப்பு எதிர்ப்பு காரணமாக காட்சிப் பகுதிகளாகவும், கட்டுப்பாட்டுக் கப்பல்களாகவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
-
இன்லைன் ஆப்டிகல் சென்சிங்: ஊடகத்தை மாசுபடுத்தாமல் செயல்முறை குழாய்கள் மூலம் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி, இமேஜிங் மற்றும் லேசர் நோயறிதலை இயக்கவும்.
-
நீர் சுத்திகரிப்பு மற்றும் மருத்துவ சாதனங்கள்: அவற்றின் உயிரியல்-செயலற்ற தன்மை மற்றும் வேதியியல் எதிர்ப்பு காரணமாக, மலட்டுத்தன்மை மற்றும் வினைத்திறன் இல்லாத அமைப்புகளுக்கு சபையர் குழாய்கள் சிறந்தவை.
-
லேசர் டெலிவரி சிஸ்டம்ஸ்: நீலக்கல் குழாய்கள் குறைந்த ஒளியியல் இழப்பு மற்றும் அதிகபட்ச வெப்ப நிலைத்தன்மையுடன் உயர்-சக்தி கற்றைகளை வழிநடத்துகின்றன.
விண்வெளி, சுகாதாரம், பெட்ரோ கெமிக்கல்ஸ் மற்றும் மின்னணுவியல் போன்ற பல்வேறு தொழில்களில், சபையரின் முக்கிய பண்புகளான - வேதியியல் மந்தநிலை, ஒளியியல் தெளிவு, அதிக கடினத்தன்மை மற்றும் வெப்ப நிலைத்தன்மை - ஆகியவற்றிலிருந்து இந்தப் பயன்பாடுகள் பயனடைகின்றன.
சபையர் குழாய்களின் முக்கிய இயற்பியல் பண்புகள்
-
வெளிப்படைத்தன்மை வரம்பு: 0.3–5.0 μm (UV முதல் IR வரை), காட்சி, லேசர் மற்றும் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபிக் பயன்பாட்டிற்கு ஏற்றது.
-
கடினத்தன்மை: Mohs 9—சிராய்ப்பு மற்றும் மேற்பரப்பு சேதத்திற்கு எதிர்ப்புத் திறன் கொண்டது
-
வெப்ப எதிர்ப்பு: 2030°C வரை நிலையானது, விரைவான வெப்ப பரிமாற்றத்திற்கான அதிக கடத்துத்திறனுடன்.
-
வேதியியல் ஆயுள்: பெரும்பாலான கரைப்பான்கள், அமிலங்கள் மற்றும் காரங்களுக்கு ஊடுருவாது.
-
மின் காப்பு: நிலையான மின்கடத்தா மாறிலி மற்றும் குறைந்த மின்கடத்தா இழப்பு
-
பரிமாண நிலைத்தன்மை: அழுத்தத்தின் கீழ் வெப்ப விரிவாக்கம் மற்றும் சிதைவை எதிர்க்கும்.
-
பிளாஸ்மா எதிர்ப்பு: PECVD அல்லது அயன் பொருத்துதல் போன்ற உயர் ஆற்றல் துறைகளில் பயன்படுத்த ஏற்றது.
தெர்மோகப்பிள் அமைப்புகளுக்கான சுருக்கம் மற்றும் நன்மைகள்
-
நீலக்கல் குழாய்கள் தனித்துவமான பண்புகளின் கலவையைக் கொண்டு வருகின்றன, அவை அவற்றை சிறந்ததாக ஆக்குகின்றனவெப்ப மின்னிறக்கப் பாதுகாப்பு:
-
மேம்படுத்தப்பட்ட துல்லியம்: அதிக வெப்ப கடத்துத்திறன் விரைவான பதிலை செயல்படுத்துகிறது
-
நீட்டிக்கப்பட்ட ஆயுள்: தேய்மானம் மற்றும் அரிப்புக்கு எதிர்ப்பு சென்சார்களை நீண்ட காலத்திற்கு பாதுகாக்கிறது.
-
நிலையான செயல்திறன்: வெப்ப சுமைகளை சுழற்சி செய்யும் போதும் இயந்திர ஒருமைப்பாட்டை பராமரிக்கிறது.
-
மாசுபடுத்தாதது: வேதியியல் ரீதியாக மந்தமான மேற்பரப்புகள் பிழை மூலங்களைக் குறைக்கின்றன
-
மல்டிஃபங்க்ஸ்னல் திறன்: வெப்ப கண்காணிப்புடன் ஒளியியல் உணர்தலை ஒருங்கிணைக்க உதவுகிறது.
-
முடிவுரை
-
வெப்ப-உணர்திறன் அமைப்புகளின் மையத்தில் தெர்மோகப்பிள்கள் உள்ளன, மேலும் அவற்றின் நம்பகத்தன்மை அவற்றின் பாதுகாப்பு உறைகளின் தரத்தைப் பெரிதும் சார்ந்துள்ளது. சபையர் குழாய்கள், அவற்றின் அசாதாரண பொருள் பண்புகளுக்கு நன்றி, வெப்ப எதிர்ப்பு, இயந்திர பாதுகாப்பு மற்றும் வேதியியல் தூய்மை ஆகியவற்றின் சிறந்த கலவையை வழங்குகின்றன. வெப்ப அமைப்புகளில் அதிக துல்லியம் மற்றும் நீடித்துழைப்பைத் தொழில்கள் தொடர்ந்து கோருவதால், சபையர் குழாய்-பாதுகாக்கப்பட்ட தெர்மோகப்பிள்கள் அந்த எதிர்பார்ப்புகளைப் பூர்த்தி செய்வதற்கு ஒரு அத்தியாவசிய தீர்வாக மாறி வருகின்றன.