Kırılmayan cam eşyaların sırrı nedir?
Hiç laboratuvar cam eşyasının aniden kırıldığını gördünüz mü? Açık bir çarpma olmadan, kimse onu düşürmediği halde… Ortasından bir çatlak oluşuyor.
Bu durum genellikle “donmuş stres” yüzünden meydana gelir. Eğer borosilikat flakonları çok hızlı veya düzensiz bir şekilde soğutulursa, cam bu gerilimi içinde tutar. Daha sonra küçük bir çizik veya ani sıcaklık değişimi meydana geldiğinde, tüm yapı parçalanır. Bunu engellemek için kızılötesi ısıtma kullanılır; ancak burada son derece hassas olmak gerekir.
Neden 0,1°C hassasiyetine odaklanıyoruz?
Isıl işlemler çok dar bir aralıkta gerçekleşir. Çoğu laboratuvar camı için bile, sadece birkaç derecelik bir fark bile güvenilir bir araç ile tehlikeli bir durum arasındaki farkı yaratır.
0,1°C hassasiyetini hedeflememizin basit bir nedeni vardır: termal gradyanlar. Eğer bir kabın bir tarafı diğerinden sadece 2°C daha sıcaksa, cam düzensiz bir şekilde büzülür. Bu da malzemenin içinde bir çekişme yaratır.
İşte bu yüzden hızlı tepki veren kızılötesi ısıtıcıları yüksek hassasiyetli PID kontrol cihazlarıyla bir araya getiriyoruz. Böylece “ısıl işlem” sırasında sıcaklığı mükemmel şekilde sabit tutabilir ve moleküler yapının rahatlaması için zaman sağlayabiliriz.
Kızılötesi ısıtıcılar vs. Geleneksel fırınlar
Standart konveksiyon fırınları sadece sıcak havayı hareket ettirir. Sorun şu ki, hava oldukça kötü bir ısı iletkenidir.
Kızılötesi ısıtıcılar ise farklıdır. Radyasyon kullanarak doğrudan cam yüzeyine ısı uygular. Daha hızlıdır ve soğutma sürecini kontrol etmek için çok daha fazla imkan sunar. Aslında biz hem kısa dalga boylu kızılötesi ışınları hem de orta dalga boylu ışınları kullanıyoruz. Kısa dalga boylu ışınlar hızlıca ısı sağlarken, orta dalga boylu ışınlar ısıl işlem sürecini yönetir. Böylece ısıyı tam olarak camın en kalın olduğu yere yönlendirebiliriz.
Sorun: Isı ve donanım
İşin kötü yanı, yüksek hassasiyetli kızılötesi ısıtıcılar çok fazla gücü küçük bir alanda kullanır. Hassasiyet elde edilse de, lambanın etrafında çok fazla atık ısı oluşur. Eğer dolabın havalandırması yeterli değilse, elektronik ekipmanlar bozulmaya başlar. Böylece 0,1°C hassasiyeti kaybolur.
Isıtıcıların gücünü sağlam bir soğutma sistemleriyle dengelemek gerekiyor. Eğer kontrol döngüsü stabil tutulmazsa, tüm süreç bozulur.