Как добиться правильной температуры: правда о термообработке лабораторного стекла
При работе с лабораторным стеклом нет никакой возможности для ошибок. Даже небольшое изменение температуры может привести к возникновению внутренних напряжений в стекле.
Самое плохое то, что стекло не всегда разрушается прямо на производстве. Оно может сохранять свои дефекты до момента использования в лаборатории, при вакуумных условиях или во время химических реакций – тогда оно просто разрушается. Это настоящий кошмар, которого никто не хочет. Чтобы этого избежать, мы используем инфракрасные элементы, способные поддерживать температуру с точностью до 0,1°C.
Почему так важна эта минимальная точность?
Стекло — материал капризный: он нагревается и охлаждается неравномерно. Чтобы все было в порядке, необходимо поддерживать температуру строго на уровне, необходимом для термообработки, чтобы молекулы стекла могли расположиться корректно, без изгиба всего изделия. Если температура отклоняется даже на несколько градусов, возникает тепловой градиент по всей поверхности стекла.
Мы используем инфракрасные излучатели с коротковолновым излучением, потому что они проникают в стекло и быстро нагревают его, в отличие от старых резистивных нагревателей. Точность 0,1°C – это не просто число на спецификации. Это то, что предотвращает взрыв стеклянных емкостей в условиях высоких температур в лаборатории.
Проблема задержки
У обычных нагревателей есть один недостаток: у них большая тепловая масса, поэтому они реагируют медленно. К тому времени, когда нагреватель замечает снижение температуры, стекло уже покинуло критическую зону. Наши инфракрасные элементы реагируют почти мгновенно на сигналы контроллера PID. Это позволяет поддерживать температуру с высокой точностью.
Но есть и минусы: высокая плотность мощности. Это означает, что в небольшом объеме сконцентрировано много энергии. Поэтому необходимо правильно расположить излучатели. Если они слишком близко друг к другу или расположены неравномерно, возникают «точки повышенной температуры». Необходимо правильно настроить защиту и расстояние между излучателями. В противном случае возникают те же самые напряжения, которые мы пытаемся устранить.