הסוד לכלי זכוכית שלא נשברים
האם קרה לכם שחלק מכלי הזכוכית במעבדה פשוט נשבר? בלי שום פגיעה גלויה, בלי שמישהו הפיל אותו… פשוט יש סדק באמצע הכלי.
בדרך כלל, זה קורה בגלל מתחים שנשארים בזכוכית. אם מקררים כלי זכוכית מסוג בורוסיליקט מהר מדי או בצורה לא אחידה, הזכוכית שומרת על אותם מתחים. אז, כל שריטה קטנה או שינוי חד בטמפרטורה יכולים לגרום לשבירה של הכלי. כדי למנוע זאת, אנו משתמשים בחימום באמצעות קרינת אינפרא-אדומה, אך יש להיות קפדניים מאוד.
למה אנו מתעקשים על דיוק של 0.1°C
תהליך החימום מתרחש בפרק זמן קצר מאוד. עבור רוב כלי הזכוכית, כל שינוי קטן בטמפרטורה יכול להבדיל בין כלי שימושי לבין “פצצה מתקתקת”.
אנו שואפים לדיוק של 0.1°C מסיבה פשוטה: גרדיאנטים תרמיים. אם צד אחד של הכלי חם ב-2°C יותר מהצד השני, הזכוכית תצטמצם בצורה לא אחידה. זה יוצר לחץ פנימי בתוך החומר.
לכן אנו משתמשים במקורות חימום באמצעות קרינת אינפרא-אדומה בשילוב עם בקרים PID בעלי דיוק גבוה. זה מאפשר לנו לשלוט בטמפרטורה בצורה מדויקת, ולאפשר למבנה המולקולרי של הזכוכית להירגע בבת אחת.
קרינת אינפרא-אדומה לעומת תנורים רגילים
תנורים רגילים רק מזרימים אוויר חם. הבעיה היא שאוויר הוא מוליך חום גרוע מאוד.
קרינת אינפרא-אדומה שונה – היא משתמשת בקרינה כדי לחמם את פני הזכוכית ישירות. זה מהיר יותר, וניתן לשלוט בקו הקירור בצורה טובה יותר.
אנו משתמשים בשילוב של קרינת אינפרא-אדום בגלים קצרים כדי לחמם את הזכוכית במהירות, ובקרינת אינפרא-אדום בגלים בינוניים כדי לשלוט בתהליך הקירור. כך ניתן להעביר את החום דווקא למקום שבו הזכוכית העבה ביותר, במקום לסמוך על האוויר שיגיע לשם.
הבעיה: חום וציוד
הבעיה היא שמערכות חימום בעלות דיוק גבוה יוצרות הרבה חום בשטח קטן. יש לנו דיוק גבוה, אך יש גם הרבה חום מיותר סביב המכשירים. אם האוורור בתא המכשירים אינו טוב, המכשירים יתחילו להתחמם יותר מדי. כשזה קורה, הדיוק של 0.1°C נעלם.
יש לאזן בין עוצמת החימום לבין מערכת קירור יעילה. אם לא נשמור על יציבות המערכת, כל התהליך ייכשל.