چگونه فرآیند حرارتدهی به شیشه را با استفاده از امواج مادون قرمز به درستی انجام دهیم؟
اگر تا به حال مشاهده کردهاید که یک لوله شیشهای در آزمایشگاه، بدون هیچ دلیل واضحی، شکسته شده است، میدانید که چقدر ناامیدکننده است. این مشکل معمولاً ناشی از تنشهای داخلی شیشه است. اگر دمای مورد نیاز برای حرارتدهی حتی چند درجه تغییر کند، در واقع در حال بازی با خطرات جدی هستید.
به همین دلیل از گرمکنهای مادون قرمز ساخته شده از کوارتز استفاده میکنیم. هدف ما، دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد است. شاید این موضوع خیلی دقیق به نظر برسد، اما این کار باعث میشود شیشه بتواند بدون ایجاد گرادیانهای حرارتی جدید، از این مرحله حساس عبور کند.
مقابله با تأخیر حرارتی
شیشه دارای یک محدوده کوچک است که در آن میتوان تنشهای موجود را از بین برد، بدون اینکه کل شیشه شکل خود را از دست بدهد. در اینجاست که فیزیک نقش مهمی ایفا میکند.
گرمکنهای معمولی خیلی آهسته عمل میکنند؛ آنها دارای «تأخیر حرارتی» هستند، یعنی گرما مدت زمان زیادی طول میکشد تا به سطح شیشه برسد. اما امواج مادون قرمز متفاوت هستند؛ آنها بلافاصله به سطح شیشه برخورد میکنند. به دلیل سرعت بالای آنها، کنترلکننده PID میتواند تنظیمات دقیقی انجام دهد. دیگر نیازی به نگرانی از فراتر رفتن از دمای مورد نظر نیست.
چرا کوارتز؟
ما فیلامنتهای گرمایشی را در لولههای کوارتزی با خلوص بالا قرار میدهیم. دلیلش ساده است: کوارتز اجازه میدهد امواج مادون قرمز کوتاهموج به راحتی از آن عبور کنند. انرژی مستقیماً وارد محفظه شیشه میشود، بدون اینکه در بدنه فر در نفوذ کند.
اما مشکل اینجاست که این لولهها بسیار شکننده هستند؛ حتی یک اثر انگشت یا کمی روغن از پوست شما میتواند باعث شکستن کوارتز در هنگام گرم شدن آن شود. حتماً دستکش بپوشید؛ در هنگام نصب، با سیمها ملایم برخورد کنید. اگر فشار مکانیکی روی انتهای لولهها وارد شود، آنها خواهند شکست.
جلوگیری از ایجاد «نقاط سرد»
برای اینکه این روش مؤثر باشد، چگالی انرژی باید در سراسر محفظه یکنواخت باشد. ما زمان زیادی را صرف تنظیم میزان انرژی در هر سانتیمتر میکنیم تا از ایجاد نقاط سرد جلوگیری شود.
فکر کنید: اگر یک بخش از شیشه ۲ درجه سانتیگراد کمتر از بخشهای دیگر دما داشته باشد، در واقع یک بمب زمانی در شیشه خود ایجاد کردهاید. کنترل دقیق امواج مادون قرمز، این خطر را از بین میبرد.