Как правильно производить термообработку стекла с использованием инфракрасного контроля
Если у вас когда-либо разбивался лабораторный стеклянный прибор без явной причины, вы понимаете, насколько это раздражает. Обычно это происходит из-за внутренних напряжений в стекле. Если его слишком быстро нагревать или охлаждать неравномерно, стекло просто разрушается.
Поэтому мы используем инфракрасные элементы. Наша цель — добиться точности в регулировании температуры до 0,1°C. Это может показаться чрезмерной требовательностью, но когда речь идет о поддержании стекла в оптимальных условиях для термообработки, каждая доля градуса имеет значение.
Почему так важна точность в 0,1°C?
У стекла существует очень узкий диапазон температур, при котором оно остается мягким. Если температура изменится хотя бы на несколько градусов, это приведет к возникновению новых напряжений в материале.
Мы используем инфракрасные элементы с высокой скоростью реакции в сочетании с контроллерами PID для достижения такой точности. Это предотвращает возникновение «термического шока», а значит, стеклянные приборы не будут разрушаться в процессе охлаждения.
Инфракрасные элементы против обычных печей
Обычные конвекционные печи просто перемещают воздух. Проблема в том, что воздух — плохой проводник тепла. Инфракрасные элементы работают иначе: они используют излучение для прямого воздействия на поверхность стекла. Это позволяет контролировать температуру в конкретных участках стеклянного прибора, а не всего помещения. Мы используем коротковолновое инфракрасное излучение, так как оно эффективно проникает в стекло с толстыми стенками и быстро повышает температуру.
Недостатки
Это не так просто, как кажется. Высокоточные системы инфракрасного контроля очень чувствительны к параметрам питания. Если напряжение в электросети колеблется, температура будет меняться, и точность в 0,1°C будет потеряна. Чтобы этого избежать, необходим специальный стабилизатор напряжения или высококачественный твердотельный реле. Необходимо, чтобы подача энергии была стабильной.
Результат
Если сохранять постоянную температуру во время термообработки и тщательно контролировать процесс охлаждения, молекулярные напряжения исчезают. Это делает стеклянные приборы безопасными для использования в условиях высокого давления или в вакууме. Кроме того, получается красивый глянцевый финиш, а самое главное — можно быть уверенным, что приборы не взорвутся прямо в лаборатории.