1. Xây dựng hệ nhiệt CVD
1.8. Hệ tạo nhiệt
1.8.1. Bộ phận lò
Lò nhiệt là một ống sứ chịu nhiệt có đường kính được nâng nhiệt bằng dây điện trở Constantan có đường kính quấn xung quanh. Tiến trình chế tạo lò
nung được thực hiện bằng cách quấn dây Constantan một cách đầy đặn quanh thân lò, tiếp theo phủ một lớp hỗn hợp silicat lỏng và xi măng chịu nhiệt để cố định các sợi Constantan.
Dây điện trở Constantan khi được cấp điện sẽ nóng lên và truyền nhiệt cho ống sứ cũng như buồng làm việc của hệ CVD.
Hình II.1.10 Sơ đồ bộ phận lò của hệ nhiệt bốc bay vận chuyển
Lò được bảo vệ bằng xi măng chịu nhiệt và vỏ sắt ở bên ngoài để tránh thất thoát nhiệt ra môi trường.
Hình II.1.11 Lò nhiệt của hệ CVD
Dây điện trở được cung cấp điện bằng bộ nguồn thế thay đổi từ 0 đến 250 Vol với dòng tải có thể lên tới 50Ampe.
1.8.2. Bộ phận điều khiển nhiệt
Bộ phận điều khiển nhiệt cho phép kiểm soát tốc độ nâng nhiệt của lò. Vì tốc độ nâng nhiệt có ảnh hưởng lớn đến hình thái tính chất tạo thành. Do vậy một bộ phận điều khiển nhiệt độ chính xác là điều kiện quan trọng cho sự thành công của quá trình tạo cấu trúc nano.
Hình II.1.12 Bộ điều khiển nhiệt
Bộ điều khiển nhiệt độ được dùng để kiểm soát tốc độ nâng nhiệt cho phù hợp với mục đích của từng thí nhiệm tạo cấu trúc vật liệu.
Hình II.1.13 Bộ cấp nguồn cho dây điện trở
Bộ cấp nguồn cho dây điện trở được kết nối với bộ điều khiển nhiệt. Nếu nhiệt độ vượt ngưỡng quy định thì nguồn sẽ tự động ngắt, ngược lại nếu nhiệt độ chưa tới ngưỡng quy định thì nguồn đóng thông qua bộ điều khiển nhiệt độ.
1.8.3. Bộ phận hiển thị nhiệt
Nhiệt độ trong buồng được đo bằng cặp nhiệt điện có khả năng đo nhiệt trong khoảng từ -200 đến 1400. Cặp nhiệt điện co cấu tạo gồm 2 kim loại có chất kiệu khác nhau
(Crom-Constantan) được hàn đính một đầu với nhau. Hai đầu còn lại của chúng được nối vào máy đo hiệu điện thế (hình II.1.14).
Hình II.1.14 Sơ đồ cặp nhiệt điện
Cấu tạo của cặp nhiệt điện bao gồm 2 dây kim loại khác nhau (Crom- Constantan)
được hàn đính một đầu gọi là đầu đo, hai đầu còn lại gọi là đầu chuẩn. Khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa đầu đo và đầu chuẩn thì giữa hai kim loại sẽ xuất hiện hiệu điện thế tỉ lệ với hiệu nhiệt độ của hai đầu. Do đó ta có thể xác định được hiệu nhiệt độ của cặp đầu nhiệt thông qua sự chênh lệch hiệu điện thế trên. Nhiệt độ ở đầu chuẩn cần phải ổn định để cặp nhiệt điện có thể hoạt động hiệu quả.
Cặp nhiệt điện có khả năng đo nhiệt độ cao, dải nhiệt rộng, độ bền cao nhưng độ nhạy lại không cao và có nhiều yếu tố ảnh hưởng gây sai số.
Hình II.1.15 giới thiệu cặp nhiệt điện được sử dụng để xác định nhiệt độ buồng của hệ Nhiệt CVD được xây dựng trong khóa luận này.
Hình II.1.15 Cặp nhiệt điện