آکسیجن سے پاک، انرٹ ایٹموسفیئر گلوو باکس میں استعمال کے لیے ہیٹنگ پلیٹن کی وضاحت کیسے کریں؟

ریسرچ گلوو باکس، انتہائی-ری ایکٹیو بیٹری مواد کو سنبھالنے کے لیے پرزوں-فی-ملین حصوں میں ماپا آکسیجن اور نمی کی سطح کے ساتھ الٹرا-خالص آرگن سے بھرا ہوا ہے۔ اس بے عیب، مہر بند باکس کے اندر ہیٹنگ پلیٹن لگا ہوا ہے اور یہ کسی قسم کی آلودگی کا ذریعہ نہیں بن سکتا۔ ایک عام پینٹ شدہ، تیل والا صنعتی پلیٹ نمی، سالوینٹس اور پلاسٹکائزرز کی دھند کو باہر نکال دیتا ہے، جو خاموشی سے حساس تجربے کو ختم کر دیتا ہے۔ ایک غیر فعال ماحول کے گلوو باکس کے لئے ایک پلیٹین کی تفصیلات مطلق مادی پاکیزگی میں ایک مشق ہے۔

یہ مضمون ایسی ایپلی کیشنز کے لیے ایک ہیٹنگ پلیٹن انرٹ انوائرمنٹ گلوو باکس کے تقاضوں کی تفصیلات بتاتا ہے جہاں باہر گیس یا پارٹکیولیٹ خارج ہونے کی اجازت نہیں ہے۔ معیارات میں مواد، حرارتی عنصر کی تعمیر، سگ ماہی اور صفائی کی تصدیق شامل ہے۔

معیاری پلاٹین گلوو بکس میں کیوں کام نہیں کرے گا۔
روایتی پلیٹین کی آلودگی کے ذرائع
ایک عام صنعتی حرارتی پلیٹ میں بہت سے مواد ہوتے ہیں جو گرم ہونے پر غیر مستحکم نامیاتی مرکبات (VOC's)، نمی اور دیگر آلودگیوں کو باہر نکال دیتے ہیں:

بیرونی سطح پر پینٹ یا پاؤڈر کی کوٹنگ

کیمیکلز کو اینوڈائزڈ یا چڑھایا ہوا فنش میں پروسیس کرنا

پولیمرک کیبل کی موصلیت جاری کرنے والے پلاسٹکائزرز (پی وی سی، ربڑ یا عام سلیکون)

چپکنے والی بانڈنگ اور چپکنے والی پرت کی آؤٹ گیسنگ کے ساتھ ہیٹر

مشینی یا اسمبلی سے چکنائی یا تیل کی باقیات

سیلنگ گاسکیٹ (عام ایلسٹومرز سے (نائٹرائل، ای پی ڈی ایم، نیوپرین)

ایسا پلیٹین، جب بند گلوب باکس کے اندر آپریٹنگ درجہ حرارت پر گرم ہوتا ہے، تو ان مواد سے آلودگیوں کا ایک مسلسل سلسلہ خارج کر سکتا ہے جو رد عمل کے نمونوں میں جذب ہو سکتا ہے، سطح کی کیمسٹری کو تبدیل کر سکتا ہے، یا تجزیاتی آلات میں پس منظر کے شور کے طور پر پتہ چلا جا سکتا ہے۔

آؤٹ گیسنگ کے اثرات
یہاں تک کہ خارج ہونے والی پرجاتیوں کی مقدار کا پتہ لگائیں -- پانی کے بخارات، ہائیڈرو کاربن یا سلیکون تیل -- کر سکتے ہیں:

ہوا کے حساس مواد کو آکسائڈائز کریں (مثلاً لتیم دھات، آرگنومیٹالک مرکبات)

زہر دینے کے لیے الیکٹرو کیٹیلیسٹ یا اتپریرک

ماس اسپیکٹومیٹری یا گیس کرومیٹوگرافی میں غلط ریڈنگ کا باعث بننا؛

آپٹیکل کھڑکیوں پر گاڑھا ہونا، کم شفافیت

لہٰذا، ایک گلوو باکس-مطابق پلیٹین لازمی طور پر ماحول میں خارج نہ ہونے کے لیے بنایا جانا چاہیے۔

ہیٹنگ پلیٹن کے لیے بنیادی تقاضے جو گلوو باکس میں کام کرتا ہے۔
پلیٹین کا جسمانی مواد
پلاٹین باڈی ایسے مواد سے بنی ہو گی جو باہر نہ نکلے اور اسے صحیح طریقے سے صاف کیا جا سکے۔ ترجیحی انتخاب یہ ہے:

316L سٹینلیس سٹیل، ایک ہموار غیر فعال سطح ختم کرنے کے لئے الیکٹرو پولش۔ الیکٹرو پولشنگ ایک صاف غیر-کوٹنگ بنانے کے لیے سطح کے آکسائیڈز اور انبیڈڈ ذرات کو ختم کرتی ہے۔ دیگر ممکنہ مرکبات میں 304L یا 316Ti شامل ہیں لیکن 316L زیادہ سنکنرن مزاحم ہے۔

پلاٹین پینٹ، اینوڈائزنگ، پولیمرک کوٹنگز، یا پلیٹڈ فنشز سے پاک ہونا چاہیے۔ ننگی دھات یا ٹوٹی۔

حرارتی عنصر: معدنی موصل، ہرمیٹک طور پر مہربند
حرارتی عنصر جو پلیٹین میں سرایت کرتا ہے یا اس سے منسلک ہوتا ہے اسے باہر نہیں نکلنا چاہئے۔ روایتی پولیمر موصل ہیٹنگ کیبلز کے استعمال کی اجازت نہیں ہے۔ صحیح ٹیکنالوجی ہے:

سٹینلیس سٹیل میان کے ساتھ معدنی موصل (MgO) کارٹریج ہیٹر۔

اندرونی MgO پاؤڈر سے نمی کے داخلے یا خارج ہونے کو روکنے کے لیے ہرمیٹک طور پر سیل شدہ اینڈ کیپس - لیزر یا الیکٹران بیم کو ویلڈ کیا جاتا ہے۔

ٹرمینل ایریا میں کوئی نامیاتی برتن بنانے والے مرکبات نہیں ہیں۔

معدنی موصلیت (میگنیشیم آکسائڈ) اعلی درجہ حرارت پر غیر نامیاتی اور مستحکم ہے۔ جب مناسب طریقے سے سیل کر دیا جائے تو یہ نمی کو جذب یا جاری نہیں کرے گا۔

وائرنگ اور کیبل کی موصلیت
گلوو باکس میں داخل ہونے والے تمام تار (پاور لیڈز، تھرموکوپل یا RTD لیڈز) کم آؤٹ گیسنگ موصلیت والے مواد کے ہونے چاہئیں۔ قابل قبول انتخاب ہیں:

Polyimide (Kapton®) - کم آؤٹ گیسنگ، اعلی درجہ حرارت کی درجہ بندی (ہوا میں 200 ڈگری تک، غیر فعال ماحول میں زیادہ) کپٹن عام طور پر ویکیوم اور گلوو باکس ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتا ہے

معدنی موصل کیبل (MI) - اعلی ترین پاکیزگی کے لیے بہترین انتخاب۔ MgO موصلیت اور ایک یا زیادہ اندرونی کنڈکٹر ایک سٹینلیس سٹیل دھاتی میان میں بند ہیں۔ یہ مکمل طور پر ہرمیٹک اور غیر نامیاتی ہے۔

موصلیت کا مواد جو ممنوع ہیں وہ ہیں PVC، پولیتھیلین، عام سلیکون ربڑ، Teflon™ FEP (بلند درجہ حرارت پر آؤٹ گیس)، اور کوئی بھی پلاسٹکائزڈ مادہ۔

کنیکٹر: ویکیوم-ریٹیڈ، گیس-ٹائٹ سٹینلیس سٹیل جنکشن باکس
پاور اور سینسر لیڈ کنکشن جنکشن باکس یہ ہوگا:

ٹھوس سٹینلیس سٹیل (304 یا 316L)، ویلڈڈ کنسٹرکشن - کوئی کاسٹ ایلومینیم یا پلاسٹک کے ڈبے نہیں۔

رساو کی شرح < 1×10-6 mbar·L/s (ہیلیم لیک-ٹیسٹ شدہ)، گیس سے تنگ

ہائی-ویکیوم ریٹیڈ ہرمیٹک فیڈ تھرو (جیسے ملٹی-پن فیڈ تھرو سیرامک ​​موصلیت کے ساتھ یا معدنی موصل کیبل پاس-تھرو)۔ معیاری کیبل گلینڈز یا کمپریشن فٹنگز مناسب نہیں ہیں کیونکہ وہ لیک ہوتے ہیں۔

کنیکٹر کو پلیٹین کے آپریٹنگ درجہ حرارت کے لیے درجہ بندی کرنا چاہیے اور اس کی رساو کی شرح 1 \\times 10^{-7}mbar L/s سے زیادہ نہیں ہونی چاہیے۔ عام امکانات میں شامل ہیں:

مہر بند سیرامک ​​ملٹی پن کنکشن (مثلاً MDC، کرٹ جے لیسکر)

جب MI کیبل براہ راست ویلڈیڈ ٹیوب کے ذریعے سفر کرتی ہے تو معدنی موصل فیڈ تھرو

پورے جنکشن باکس کو پلاٹین باڈی پر سولڈر کیا جانا چاہئے یا دھاتی گسکیٹ (کوئی ایلسٹومر سیل نہیں) کے ساتھ فراہم کیا جانا چاہئے۔ اگر مہر ناگزیر ہے تو، ایک تانبے یا انڈیم گسکیٹ کا استعمال کیا جانا چاہئے.

طہارت کی دستاویز اور تصدیق
ASTM E595 پر آؤٹ گیسنگ ٹیسٹنگ
اسمبل شدہ ہیٹنگ پلیٹن اسمبلی کو ASTM E595 کے مطابق آؤٹ گیس کرنے کے لیے ٹیسٹ کیا جائے گا - ایک ویکیوم ماحول میں آؤٹ گیسنگ سے کل بڑے پیمانے پر نقصان اور جمع شدہ اتار چڑھاؤ سے کم کنڈینس ایبل مواد کے لیے معیاری ٹیسٹ کا طریقہ۔ یہ ٹیسٹ 24 گھنٹے کی مدت کے لیے 125 ڈگری پر ہائی ویکیوم میں کیا جاتا ہے اور اس کے اقدامات:

ٹوٹل ماس لاسس (TML) - ابتدائی نمونے کے بڑے پیمانے کا فیصد اتار چڑھاؤ کے طور پر ضائع ہوا۔ دستانے کے استعمال کی ضرورت:<1.0% (preferrably <0.5%).

جمع شدہ اتار چڑھاؤ والا کمڈینس ایبل میٹریل (CVCM) - اتار چڑھاؤ کا فیصد جو 25 ڈگری پلیٹ پر گاڑھا ہوتا ہے۔ ضرورت <0.1% مثالی طور پر <0.05%

پانی کے بخارات کی بازیافت (WVR) - کی ضرورت نہیں ہے، لیکن عام طور پر اطلاع دی جاتی ہے۔ پانی کا تھوڑا سا اخراج اچھا ہے۔

فراہم کنندہ کو اصل پیمائش شدہ TML اور CVCM قدروں کے ساتھ ASTM E595 کو مطابقت کا سرٹیفکیٹ جمع کرانا ہوگا۔

ویکیوم بیک آؤٹ
مکمل پلیٹین اسمبلی کو ترسیل سے پہلے ویکیوم بیک کیا جائے گا تاکہ کسی بھی بقایا نمی اور غیر مستحکم نامیاتی مرکبات کو دور کیا جا سکے جو کہ تیاری کے دوران جذب ہو چکے ہوں۔ عام بیکنگ-طریقہ:

درجہ حرارت: 120-150 ڈگری (یا زیادہ سے زیادہ کام کرنے والے درجہ حرارت سے کم)

دباؤ: 10−4 سے 10−410−5 mbar (مثالی طور پر 10−5 سے 10−6 mbar)

دورانیہ: 24-48 گھنٹے

کولنگ: ویکیوم میں یا خشک آرگن صاف کرنے کے نیچے

بیک کرنے کے بعد-آؤٹ ہونے کے بعد، پلیٹین کو ایک صاف گیس-تنگ بیگ میں پیک کیا جاتا ہے جو آرگن یا نائٹروجن سے بھرا ہوتا ہے اور اسے ڈیسیکینٹ پیک کے ساتھ پہنچایا جاتا ہے۔ کنٹینر صرف دستانے کے اندر ہی کھولا جا سکتا ہے۔

ہیلیم کا استعمال کرتے ہوئے لیک ٹیسٹ
تمام ہرمیٹک سیل، بشمول ہیٹر اینڈ کیپس، جنکشن باکس ویلڈز، اور الیکٹریکل فیڈ تھرو کا ہیلیم لیک ٹیسٹ کیا جائے گا۔ گلوو باکس ہیٹنگ پلیٹن کے لیے قابل قبول رساو کی شرح عام طور پر ہوتی ہے۔<1×10−8 mbar·L/s (or better). The test report shall be included in the documentation.

صفائی کا سرٹیفکیٹ
وینڈر ایک سرٹیفکیٹ جاری کرے گا جس میں کہا گیا ہے:

تعمیراتی مواد (ملاوٹ کے درجات، موصلیت کی اقسام)

• کوئی نامیاتی کوٹنگز، چپکنے والے یا سیلانٹس کا استعمال نہیں کیا جاتا ہے۔

اسمبلی کو کم ریزیڈیو سالوینٹ (جیسے ایسٹون یا آئسوپروپل الکحل) سے کم کیا جاتا ہے اور ڈیونائزڈ پانی سے دھویا جاتا ہے، پھر الٹراسونک طور پر صاف کیا جاتا ہے۔

حتمی اسمبلی کلین روم کے دستانے کا استعمال کرتے ہوئے انجام دی گئی تھی اور ایک ذرہ-مفت ماحول (ISO کلاس 5 یا اس سے زیادہ) میں پیک کیا گیا تھا۔

Glovebox انٹیگریشن کے لیے اضافی ڈیزائن کے تحفظات
درجہ حرارت سینسر کی تفصیلات
درجہ حرارت کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال ہونے والا تھرموکوپل یا RTD بھی آؤٹ گیسنگ کے مطابق ہونا چاہیے۔ * ٹائپ K یا ٹائپ N تھرموکوپل، معدنی-موصل، سٹینلیس-شیتھڈ، بے بنیاد جنکشن اور ہرمیٹک سیل کے ساتھ۔ پولیمر موصل تھرموکوپل مناسب نہیں ہیں۔ تھرموکوپل لیڈز کو ہرمیٹک فیڈ تھرو کے ذریعے گلوو باکس سے باہر نکلنا چاہیے۔

پاور فیڈ تھرو ٹو گلوو باکس
پلاٹین کی پاور اور سینسر کیبلز کو گلوو باکس کی دیوار میں تصدیق شدہ ہرمیٹک فیڈ تھرو سے گزرنا چاہیے۔ ایک عام طریقہ یہ ہے کہ ایک ملٹی پن ویکیوم فیڈ تھرو (مثلاً سیرامک ​​انسولیڈ) کو گلوو باکس فلینج پر لگایا جائے، پھر باکس کے اندر پلیٹین کیبلز کو تار کریں۔ پلاٹین میں ایک ہرمیٹک کنیکٹر ہونا چاہئے جو جوڑتا ہے، نہ کہ پگٹیل جو سیدھا کمپریشن غدود سے گزرتا ہے۔

سیفٹی گراؤنڈز
الیکٹریکل گراؤنڈنگ کو صحیح طریقے سے کیا جانا چاہیے چاہے ماحول غیر فعال ہو۔ پلیٹ کے سٹینلیس سٹیل باڈی کو گلوو باکس گراؤنڈ سے جوڑنے کے لیے ایک صاف، ننگے دھاتی گراؤنڈ کا پٹا استعمال کرنا چاہیے۔ گراؤنڈنگ پوائنٹ پر استعمال ہونے والی کوئی کنڈکٹو چکنائی یا اینٹی-سیز مادہ نہیں ہونا چاہیے۔

ممنوعہ مواد کی فہرست
گلوو باکس کے ساتھ موزوں حرارتی پلیٹین کے لیے سختی سے خارج کردہ مواد:

ممنوعہ مادی وجوہات
پینٹ، پاؤڈر کوٹ، اینوڈائزنگ آؤٹ گیسنگ، بہانے کے ذرات،
سلیکون ربڑ سائکلک سائلوکسینز کی ہائی آؤٹ گیسنگ
پیویسی موصلیت کلورین کی رہائی، پلاسٹکائزرز کی آؤٹ گیسنگ
معیاری epoxy encapsulation.Outgassing، نمی پک اپ
گیسکیٹس، نیوپرین یا نائٹریل سلفر جس میں مرکبات آؤٹ گیسنگ ہوتے ہیں۔
Teflon™ PTFE ٹیپ (پیلا گیس ٹیپ) جب گرم کیا جاتا ہے تو فلورین مرکبات جاری کرتا ہے۔
چکنا کرنے والے مادے/چکنائی کا اخراج، آلودگی
خود-چپکنے والے ہیٹر بانڈ کی ناکامی، چپکنے والی آؤٹ گیسنگ
عملی مثال: تصریحات کا خلاصہ جدول
ایک عام گلوو باکس ہیٹنگ پلیٹین کو آرگن ماحول میں 150 ڈگری سینٹی گریڈ پر چلنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ تفصیلات شیٹ ہونا چاہئے:

اجزاء کی تفصیلات
پلیٹ کا باڈی: 316L سٹینلیس سٹیل، الیکٹرو پولش، کوئی کوٹنگ نہیں۔
حرارتی عنصر 316L میان اور لیزر ویلڈڈ سروں کے ساتھ ہرمیٹک طور پر مہربند MgO موصل کارٹریج ہیٹر
وائرنگ پولیمائڈ (کیپٹن) موصل یا معدنی موصل کیبل
جنکشن باکس گیس-ٹائٹ، ہیلیم لیک-ٹیسٹ (<1×10⁻⁸ mbar·L/s), welded 316L stainless steel
کنیکٹر ہائی-ویکیوم سیرامک-سیل شدہ ملٹی پن فیڈ تھرو آؤٹ گیسنگ ٹیسٹ ASTM E595: TML <0.5%، CVCM <0.05%
120 ڈگری، 48 گھنٹے، <10-4 mbar پیکیجنگ کلین روم بیگ، آرگن بیک فل، ڈیسیکینٹ سے باہر- بیک کریں
دستاویزی مواد کے سرٹیفکیٹ، رساو ٹیسٹ، آؤٹ گیسنگ، صفائی
نتیجہ: ایک مکمل مہر، ننگی دھاتی تھرمل آلہ
ایک گلوو باکس کمپلائنٹ ہیٹنگ پلیٹین مادی پاکیزگی کا ایک شاہکار ہے، ایک ننگی دھات، مکمل طور پر مہر بند تھرمل آلہ ہے جو انتہائی نازک انارٹ ماحول کو آلودہ نہیں کرے گا۔ پلاٹین ٹھوس، الیکٹرو پولش سٹینلیس سٹیل، ہرمیٹک طور پر مہر بند معدنیات-موصل ہیٹر، کم-آؤٹ گیسنگ پولیمائیڈ یا ایم آئی وائر اور ایک گیس-ٹائٹ ویلڈڈ جنکشن باکس کے ساتھ ویکیوم- ریٹیڈ فیڈ کی وضاحت کرکے احتیاط سے کنٹرول کی گئی حرارت کے علاوہ کچھ نہیں جوڑتا ہے۔ صفائی کی توثیق ASTM E595 ٹیسٹنگ، ہیلیم لیک کی جانچ اور ویکیوم بیک-کے ذریعے کی جاتی ہے۔ بہترین ماحول صرف ضروری چیزوں کے آلات کا مطالبہ کرتا ہے-اور ایک غیر فعال-ماحول کے گلوب باکس کے لیے، اس کا مطلب ہے کہ ایک ہیٹنگ پلیٹین ہر خارجی مالیکیول، خاموش، گرم، اور مکمل طور پر خالص سے چھین لیا جاتا ہے۔