วิธีการอบแก้วให้ถูกต้อง (โดยไม่ต้องเสียใจ)
ไม่มีอะไรน่าหงุดหงิดไปกว่าการใช้เวลาหลายชั่วโมงในการสร้างอุปกรณ์ทำจากแก้วสำหรับใช้ในห้องปฏิบัติการ แต่สุดท้ายอุปกรณ์นั้นกลับแตกเพราะความเครียดภายใน มันน่าหงุดหงิดมาก และเป็นการเสียเวลาอย่างมาก โดยปกติแล้ว ปัญหานี้เกิดขึ้นเพราะอุณหภูมิในช่วงการทำให้แก้วเย็นลงนั้นเปลี่ยนแปลงไปเพียงเล็กน้อยเท่านั้น
นั่นคือเหตุผลที่เราใช้หลอดอินฟราเรดที่มีความแม่นยำสูง เมื่อคุณทำงานกับแก้วบอโรซิลิเกต การใช้อุณหภูมิที่ “ใกล้เคียงกัน” นั้นไม่เพียงพอ คุณต้องมีความแม่นยำสูง มิฉะนั้นอุปกรณ์ก็อาจแตกได้
ทำไมอุณหภูมิ 0.1°C ถึงมีความสำคัญ
สิ่งสำคัญในการอบแก้วก็คือต้องใช้อุณหภูมิที่แม่นยำมาก คุณต้องการให้แก้วมีความอ่อนพอที่อะตอมจะสามารถจัดเรียงตัวได้ แต่ก็ไม่ควรร้อนเกินไปจนทำให้แก้วบิดเบี้ยวหรือแตกได้
หากอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงไปเพียงเล็กน้อย ก็อาจทำให้เกิดความเครียดทางความร้อนได้ เพื่อป้องกันปัญหานี้ เราจึงใช้หลอดอินฟราเรดความยาวคลื่นสั้นร่วมกับตัวควบคุม PID ที่ตอบสนองได้อย่างรวดเร็ว ไม่เหมือนกับหลอดทั่วไปที่ต้องใช้เวลานานกว่าจะอุ่นหรือเย็นลง หลอดเหล่านี้จะตอบสนองทันทีเมื่อมีการปรับแรงดันไฟฟ้า ไม่มีความล่าช้า มีแต่ความร้อนที่แม่นยำทันที
องค์ประกอบภายในหลอด
เราออกแบบหลอดเหล่านี้ให้ทนทานต่อความร้อนสูงได้ โดยมีเปลือกควอตซ์ที่ช่วยให้พลังงานอินฟราเรดสามารถผ่านเข้าไปได้โดยตรง ผลลัพธ์ก็คือความร้อนจะเข้าไปในแก้วโดยตรง ทำให้แก้วมีความร้อนสม่ำเสมอ ไม่มีจุดที่ร้อนกว่าจุดอื่น ซึ่งจะช่วยลดความเครียดในแก้วได้
แต่ก็มีข้อเสียอยู่ เพราะความแม่นยำสูงนี้ต้องใช้พลังงานมาก คุณจึงต้องมีแหล่งจ่ายไฟที่สามารถรองรับการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าได้อย่างรวดเร็ว โดยไม่ก่อให้เกิดสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า หากสายไฟของคุณบางเกินไป ก็จะทำให้แรงดันไฟฟ้าลดลง และค่าอุณหภูมิที่วัดได้ก็จะไม่ถูกต้อง
วิธีป้องกันไม่ให้แก้วแตก
เมื่อคุณนำหลอดเหล่านี้มาใช้ในเตาอบ จุดมุ่งหมายคือการควบคุมอุณหภูมิให้ลดลงอย่างราบรื่น หากอุณหภูมิสูงขึ้นแม้เพียงชั่วครู่ในขณะที่แก้วกำลังเย็นลง ก็จะทำให้เกิดความเครียดในแก้วได้ ซึ่งเป็นสาเหตุให้แก้วแตกได้
ด้วยการใช้อินฟราเรด เราสามารถปรับระดับความร้อนได้ในเวลาจริง ทำให้แก้วสามารถผ่านช่วงอุณหภูมิสำคัญนี้ได้อย่างราบรื่น ไม่มีความเครียด ไม่มีปัญหา และแก้วก็จะไม่แตกเมื่อนำมาวางบนโต๊ะในห้องปฏิบัติการ