Як правильно термообробляти скло за допомогою інфрачервоного випромінювання
Чи траплялося з вами таке, що пробірка чи інший елемент зі скла раптово розбивається? Можливо, це була незначна тріщина чи різкий зміну температури. Але результат – ваша пробірка на тисячу шматків. Це відбувається через внутрішні напруги в матеріалі. Якщо охолоджувати скло занадто швидко чи нерівномірно, напруги залишаються всередині матеріалу. Це справжня „бомба з відстроченим спалахом“.
Щоб уникнути цього, ми використовуємо інфрачервоне нагрівання, яке забезпечує стабільну температуру ±0,1°C.
Чому так важлива точність до 0,1°C?
У скла є певна температура, при якій напруги зникають, але скло все ще не починає плавитися чи деформуватися. Для боросилікатного скла цей діапазон дуже вузький.
Якщо температура змінюється навіть на 2–5 градусів, це може призвести до проблем. Або скло почне деформуватися, або напруги залишаться всередині матеріалу.
Щоб забезпечити стабільність, ми використовуємо елементи з високою щільністю випромінювання разом із контролерами типу PID. Це дозволяє уникнути „термічних ударамів“, коли зовнішня частина скла нагрівається значно раніше, ніж його внутрішня частина.
Керування теплом
Перевагою інфрачервоного нагрівання є те, що воно діє безпосередньо на скло. Не потрібно витрачати час на нагрівання всього приміщення печі, тож затримка в нагріванні значно менша.
Але є один недолік – наявність „гарячих точок“. Щоб цього уникнути, ми використовуємо елементи з спеціальним покриттям, яке забезпечує рівномірne розподілення тепла по всій поверхні контейнера.
Ще один порада: потрібно використовувати термопари з швидкою реакцією. Якщо датчик реагує повільно, то не має значення, наскільки точним є контролер. Контролер буде реагувати на те, що сталось кілька секунд тому, а не на те, що відбувається зараз.
Компроміси
Якщо ви хочете досягти такої точності, вам потрібен стабільний джерело живлення. Підвищення напруги може призвести до перепадів температури. Ви можете цього не помітити, але скло все одно відчує це у вигляді коливань температури. Щоб уникнути цього, потрібен стабілізатор живлення.
Звісно, це робить корпус контролерів трохи більшим. Але це єдиний спосіб гарантувати, що ваші скляні вироби не розіб’ються під час процедури стерилізації.