Laboratuvar camlarında termal stresle başa çıkma
Eğer daha önce borosilikat camını kesme veya şekillendirme işleriyle uğraştıysanız, bu durumu iyi bilirsiniz. Bir parçayı bitirdiğinizde her şey mükemmel görünüyor; ancak sonra… krak. Bu, içsel stresin bir sonucudur. Aslında bu, camın içindeki bir “patlayıcı” gibidir. Eğer bu stresi uygun bir pişirme işlemiyle ortadan kaldırmazsanız, cam parçası parçalanmak için sadece bir fırsat beklemiş olur.
Bunu önlemek için yüksek hassasiyetli IR ısıtıcıları kullanıyoruz. Ancak buradaki sır şu: Sadece “camı ısıtmak” yeterli değil. Çok belirli bir sıcaklık aralığına ulaşmak ve orada kalmak gerekiyor. Burada bahsedilen hassasiyet 0,1°C civarındadır.
Cam neden kırılır?
Cam oldukça hassastır. Eşit olmayan şekilde genişler ve büzülür. Eğer camın dış kısmı merkezinden daha hızlı soğursa, camın duvarlarında kalıcı bir gerilim oluşur.
Bunu düzeltmek için camı pişirme noktasına getiriyoruz. Bu, moleküllerin hareket edip rahatlayabileceği, ancak camın şeklinin bozulmadığı noktadır. Bu, oldukça hassas bir denge gerektiren bir süreçtir. Sadece 1°C’lik bir değişiklik bile, camın ömür boyu dayanmasını sağlayabilir ya da ilk kullanımda patlamasına neden olabilir.
0,1°C hassasiyetinin önemi
Standart ısıtıcılar çok yanlış sonuçlar verdiğinden, IR ısıtıcılarını düşük hata payına sahip PID kontrol cihazlarıyla birlikte kullanıyoruz. Isıtıcı, pişirme noktasını aşarsa cam bozulabilir. Eğer yetersiz kalırsa da stres devam eder. 0,1°C’lik hassasiyet sayesinde camın tüm duvarlarının tam olarak termal dengeye ulaşmasını sağlıyoruz. Böylece her şey yerine oturur ve rahatlar.
Karşılaşılan zorluklar
Elbette bu tür bir kontrol ücretsiz elde edilemez. Hız konusunda bazı fedakarlıklar yapmak gerekiyor. Camın dayanıklı olabilmesi için doğrudan yüksek güçle ısıtmak mümkün değildir. Hedef sıcaklığa yaklaştıkça ısıtma hızını yavaşlatıyoruz ki termal şok olmasın.
Ayrıca, sensörlerinizin de ısıtıcılar kadar hassas olması gerekir. Eğer termokuplunuz doğru çalışmıyorsa, IR ısıtıcı da sadece tahminlerde bulunur. Hassasiyet ancak sistemin “gözleri” de 0,1°C standartlarına göre kalibre edildiğinde sağlanabilir.