Nei campi della ricerca e dello sviluppo delle batterie al litio, dell'imballaggio dei semiconduttori o della sintesi dei materiali, le fluttuazioni di temperatura all'interno le scatole a guanti possono influenzare direttamente le prestazioni dei materiali e persino il successo o il fallimento degli esperimenti. Quali fattori influenzano le variazioni di temperatura all'interno del vano portaoggetti? Come misurare con precisione la temperatura all'interno del vano portaoggetti? Come controllare con precisione la temperatura all'interno del vano portaoggetti?
1. Conduzione della temperatura ambientale
La conduttività termica del materiale del corpo del vano portaoggetti può causare infiltrazioni di temperatura esterna, influenzando così la temperatura all'interno del vano portaoggetti (il coefficiente di conduttività termica dell'acciaio inossidabile 304 è di circa 16,3 W/(m · K)). In estate o in inverno, se la temperatura interna oscilla eccessivamente, ciò influenzerà indirettamente la temperatura all'interno del vano portaoggetti.
2. Impianto di riscaldamento autonomo
Il ventilatore circolante, la pompa a vuoto e il modulo di riscaldamento integrato (come una macchina per la deposizione di vapore) del vano portaoggetti genereranno calore durante il funzionamento, influenzando indirettamente le variazioni di temperatura all'interno del vano portaoggetti.
3. Interferenza nelle operazioni umane
Ogni volta che il magazzino di transizione viene aperto per il trasferimento degli articoli, possono verificarsi anche differenze istantanee di temperatura e operazioni frequenti possono causare variazioni di temperatura all'interno della scatola. Se si tratta di un esperimento che richiede un trasferimento frequente di elementi, è possibile utilizzare un sistema di trasferimento automatico del campione per ridurre l'intervento manuale.
4. Radiazione luminosa
Anche l'illuminazione ad alta intensità o la luce solare diretta nei laboratori o nelle officine di produzione possono causare il surriscaldamento del vano portaoggetti e influenzare la temperatura all'interno del vano portaoggetti.
1. Termometro a infrarossi
Il termometro a infrarossi è uno strumento di misurazione della temperatura senza contatto in grado di stimare la temperatura all'interno del vano portaoggetti misurando la radiazione infrarossa sulla superficie del vano portaoggetti (come una finestra di osservazione trasparente). Tuttavia, va notato che la precisione dei termometri a infrarossi può essere influenzata da vari fattori, come il materiale, il colore, lo spessore e la temperatura ambiente della superficie del vano portaoggetti.
2. Sensore di temperatura integrato
I sensori di temperatura professionali come termistori o termocoppie possono misurare con precisione la temperatura all'interno del vano portaoggetti. I sensori vengono generalmente utilizzati insieme a registratori di dati o sistemi di acquisizione dati per monitorare e registrare i dati di temperatura in tempo reale.
1. Causando una diminuzione delle proprietà del materiale
Una temperatura imprecisa all'interno del vano portaoggetti può portare a una qualità cristallina non uniforme delle pellicole di perovskite, con conseguenti difetti e una diminuzione dell'efficienza di conversione fotoelettrica delle celle di perovskite; Negli esperimenti con batterie al litio metallico, se la temperatura all'interno della scatola è troppo elevata, potrebbe accelerare la crescita dei dendriti di litio, mentre se la temperatura è troppo bassa, aumenterà l'impedenza dell'interfaccia, portando infine a una durata del ciclo di batteria ridotta e persino a causare cortocircuiti o instabilità termica.
2. Reazione chimica fuori controllo
In alcuni esperimenti di reazione chimica, anche i cambiamenti di temperatura possono avere un impatto significativo. Ad esempio, negli esperimenti di reazione catalitica asimmetrica, se la temperatura è troppo elevata, può accelerare le reazioni collaterali e portare a una diminuzione della selettività del prodotto; Se si verifica la transizione di temperatura, può portare a una velocità di reazione lenta, a un tempo di reazione prolungato e alla disattivazione del catalizzatore. Le fluttuazioni di temperatura possono portare a una selettività di reazione instabile e i risultati di ciascun esperimento non sono confrontabili.
1. Accendi l'aria condizionata
Accendere l'aria condizionata nel laboratorio o nell'officina di produzione per mantenere una temperatura ambiente equilibrata e ridurre l'impatto della temperatura esterna sulla temperatura interna.
2. Modulo di controllo della temperatura integrato
Integra l'aria condizionata o altri sistemi di controllo della temperatura nel vano portaoggetti, funziona con sensori di temperatura e combinali con il sistema di controllo della temperatura per regolare automaticamente la temperatura all'interno del vano portaoggetti. In ambienti a bassa temperatura, la temperatura all'interno del vano portaoggetti può essere aumentata mediante un riscaldatore. In ambienti ad alta temperatura, il frigorifero può abbassare la temperatura all'interno del vano portaoggetti.
3. Bagno a circolazione esterna
Circolazione del fluido termovettore (acqua/olio siliconico) attraverso l'intercalare della scatola o della batteria incorporata, controllata da un bagno esterno.
4. Sistema di preraffreddamento/preriscaldamento del gas
Il vano portaoggetti utilizzato nel campo dei processi ad alta temperatura può anche aggiungere uno scambiatore di calore nel percorso di purificazione del gas del vano portaoggetti per eseguire il pretrattamento della temperatura sul gas in ingresso.
5. Piattaforma di gestione intelligente
Integrando sensori di temperatura, condizionamento dell'aria e sistemi di circolazione attraverso l'Internet delle cose, è possibile ottenere il controllo remoto. Quando la temperatura cambia oltre il valore preimpostato e il sistema di controllo della temperatura non si regola automaticamente, il telefono cellulare riceverà un promemoria per controllare e regolare in modo tempestivo, evitando guasti sperimentali causati dai cambiamenti di temperatura.
