Come ottenere un corretto trattamento termico del vetro tramite controllo infrarosso
Se mai vi è capitato che un pezzo di strumento in vetro si sia rotto senza motivo apparente, sapete quanto possa essere frustrante. Di solito, ciò accade a causa di tensioni interne nel vetro: se lo si riscalda troppo velocemente o lo si raffredda in modo irregolare, il vetro semplicemente cede.
Ecco perché utilizziamo elementi a infrarossi. Cerchiamo di mantenere una tolleranza di temperatura di soli 0,1°C. Potrebbe sembrare un dettaglio insignificante, ma quando si cerca di mantenere il vetro esattamente nella giusta temperatura per il trattamento termico, ogni frazione di grado è importante.
Perché insistere su 0,1°C?
Il vetro presenta una finestra molto stretta tra lo stato di ammorbidimento e quello in cui inizia a subire tensioni. Se la temperatura varia anche solo di pochi gradi, si creano nuove tensioni all’interno del materiale.
Utilizziamo quindi elementi a infrarossi ad alta risposta, abbinati a controller PID ad alta precisione, per raggiungere quel livello di precisione di 0,1°C. In questo modo si evita lo “shock termico”, il che significa che gli strumenti in vetro non si romperanno durante il raffreddamento.
Infrarossi contro i forni tradizionali
I forni convenzionali si limitano a muovere l’aria all’interno della stanza. Il problema è che l’aria è un pessimo conduttore termico. Gli elementi a infrarossi, invece, utilizzano radiazioni per riscaldare direttamente la superficie del vetro. In questo modo possiamo riscaldare solo le parti specifiche dello strumento, invece di riscaldare l’intera stanza. Utilizziamo onde a breve lunghezza, poiché permettono di riscaldare rapidamente anche i contenitori con pareti spesse.
I limiti
Tuttavia, non tutto è così semplice. Le apparecchiature a infrarossi ad alta precisione richiedono una tensione elettrica costante. Se la fonte di alimentazione presenta fluttuazioni di tensione, la temperatura varierà, e quindi la precisione di 0,1°C non sarà più garantita. Per evitare questo problema, è necessario utilizzare stabilizzatori di tensione dedicati o relè a stato solido di qualità elevata. È fondamentale che l’alimentazione sia stabile e costante.
I risultati
Quando si mantiene una temperatura costante durante il trattamento termico e si controlla attentamente il processo di raffreddamento, le tensioni molecolari scompaiono. In questo modo, gli strumenti in vetro diventano sicuri da utilizzare in reazioni ad alta pressione o in ambienti a vuoto. Inoltre, si ottiene un finish lucido e uniforme, e, cosa ancora più importante, si ha la certezza che gli strumenti non esploderanno nel bel mezzo del laboratorio.