Как предотвратить разрушение лабораторного стекла
При отжиге стекла лабораторного класса допускаемая погрешность крайне мала – речь идет о долей градуса. Именно это определяет, будет ли устройство служить годами или же разобьется сразу при происхождении химической реакции.
На самом деле при формировании стекла в нем накапливается внутреннее напряжение. Если не устранить это напряжение с помощью тщательно контролируемого процесса охлаждения, стекло останется «напряженым». А напряженное стекло – это опасное стекло.
Почему так важно соблюдать точность 0,1°C
Мы используем высокоточные инфракрасные элементы, потому что они позволяют точно контролировать температуру. Даже небольшая погрешность в 2°C приводит к появлению температурного градиента внутри стекла. Одна часть стекла расширяется, а другая – нет. В тонкостенных колбах это приводит к мгновенному возникновению трещин.
Соблюдая точность 0,1°C, все части стекла достигают точки отжига одновременно. Инфракрасные волны проникают в материал, что позволяет избежать появления «холодных точек», которые обычно возникают при использовании стандартных методов нагрева.
Оборудование и тепло
Чтобы все это сработало, необходимо использовать кварцевые лампы с коротковолновым излучением вместе с быстродействующими контроллерами PID. Коротковолновое инфракрасное излучение имеет высокую теплотную ёмкость, что позволяет быстро повысить температуру без необходимости нагревания всей комнаты.
Но нужно быть осторожным с мощностью нагрева. Если слишком большое количество ватт будет направлено на небольшую площадь, возникнут «горячие точки». Необходимо сбалансировать мощность и длину трубки, чтобы все происходило линейно. Если перегрузить лампу, филамент может сгореть, а стекло – искривиться. Оба варианта – это проблемы.
Проблемы
Такие устройства не являются простыми в использовании. Чтобы соблюсти точность 0,1°C, блок питания должен быть очень надежным. Любые колебания напряжения приводят к изменениям температуры. Кроме того, термопары должны находиться строго в том месте, где стекло встречается с инфракрасным излучением. Если они находятся не в правильном месте, система будет ошибаться, и все начнется заново.