Come evitare che il vetro da laboratorio esploda
Quando si sottopone il vetro di qualità laboratoriale al processo di tempra, lo spazio per gli errori è estremamente ridotto: si tratta di una frazione di grado soltanto. È proprio questa piccolissima differenza che determina se un pezzo di vetro durerà anni o si frantumerà non appena verrà esposto a una reazione chimica.
Quello che realmente accade è che, durante la formazione del vetro, si crea uno stress interno. Se non si elimina questa tensione attraverso un ciclo di raffreddamento appropriato, il vetro rimane “teso”. E un vetro teso è un vetro pericoloso.
Perché 0,1°C è davvero importante
Utilizziamo elementi a infrarossi ad alta precisione, poiché permettono di controllare con precisione la temperatura. Anche un errore di 2°C può causare una variazione di temperatura lungo le pareti del vetro. In pratica, una parte del vetro si espande mentre l’altra no. In quei flaconi a pareti sottili, questo comportamento porta inevitabilmente a rotture del vetro.
Con una tolleranza di 0,1°C, l’intero pezzo di vetro raggiunge contemporaneamente la temperatura desiderata. Le onde a infrarossi penetrano nel materiale, eliminando così quelle “zone fredde” che si creano con i metodi tradizionali di riscaldamento.
Gli strumenti e il calore necessari
Per far funzionare correttamente questo sistema, abbiniamo lampade a onde corte al quarzo a controller PID ad alta velocità di risposta. Le lampade a onde corte sono ottime, poiché garantiscono una elevata densità termica. È possibile aumentare rapidamente la temperatura senza dover riscaldare l’intera camera.
Tuttavia, bisogna fare attenzione alla densità di potenza utilizzata. Se si inseriscono troppi watt in uno spazio ridotto, si creano delle zone troppo calde. Bisogna bilanciare la potenza in base alla lunghezza del tubo, per mantenere tutto sotto controllo. Se si esagera con la potenza, il filamento della lampada può bruciarsi o il vetro può deformarsi. Né l’uno né l’altro rappresentano una soluzione valida.
I limiti del sistema
Questi sistemi non sono davvero semplici da utilizzare. Per mantenere una precisione di 0,1°C, la fonte di alimentazione deve essere estremamente affidabile. Qualsiasi piccola variazione nella tensione può causare fluttuazioni di temperatura. Inoltre, i termocoppie devono essere posizionati esattamente nel punto in cui il vetro entra in contatto con i raggi infrarossi. Se non sono posizionati correttamente, il sistema non funziona correttamente e bisogna ricominciare da capo.