چگونه فرآیند حرارتدهی به شیشه را به درستی انجام دهیم (بدون ناامیدی)
اگر تا به حال ساعتها وقت صرف ساخت لوازم شیشهای در آزمایشگاه کردهاید، اما در نهایت آنها در حین آزمایشات تحت فشار خراب شدهاند، میدانید که چه احساس ناخوشایندی دارد. معمولاً مشکل از خود شیشه نیست، بلکه از فرآیند حرارتدهی به آن است.
وقتی شیشه به طور ناهموار سرد میشود، تنشهای داخلی ایجاد میشود. این مانند تنشی پنهان در دیوارههای شیشه است. برای رفع این مشکل، از منابع تشعشعات مادون قرمز با طول موج کوتاه استفاده میکنیم؛ اما این دستگاهها باید بسیار دقیق عمل کنند.
چرا بر دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد تأکید میکنیم؟
یک نقطه خاص وجود دارد که در آن شیشه میتواند تنشهای خود را کاهش دهد، بدون اینکه شکل خود را از دست بدهد. اگر دمای دستگاه حتی چند درجه تغییر کند، در واقع با خطرات جدی روبرو خواهیم بود؛ ممکن است شیشه از نظر ساختاری آسیب ببیند.
به همین دلیل، سعی میکنیم دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد را حفظ کنیم؛ این کار باعث میشود شیشه خیلی سریع به نقطه تنش نرسد.
فکر کنید: اگر دما ناگهان افزایش یابد، سطح خارجی شیشه منجمد میشود، در حالی که هسته آن هنوز مذاب است. این تفاوت دما باعث ایجاد تنشات دائمی میشود. استفاده از منابع تشعشعات مادون قرمز با دقت بالا، باعث میشود گرما به طور یکنواخت در سراسر شیشه پخش شود، و فقط سطح آن آسیب نبیند.
دستگاهها و مزایا/معایب آنها
نمیتوانید فقط یک گرمکن ساده را در کوره قرار دهید و امیدوار باشید که همه چیز خوب پیش برود. ما از لامپهای مادون قرمز با چگالی بالا، کنترلکنندههای PID و ترموکوپلهایی استفاده میکنیم که بلافاصله واکنش نشان میدهند.
بهترین نکته این است که تشعشعات مادون قرمز مستقیماً به شیشه برخورد میکنند؛ بنابراین وقت شما برای گرم کردن هوای داخل کوره هدر نمیرود، و فرآیند حرارتدهی سریعتر انجام میشود.
اما مشکل اینجاست که باید دما را کنترل کنیم؛ یک لامپ مادون قرمز با توان بالا، مقدار زیادی انرژی تولید میکند. اگر سیستم تهویه مناسبی نداشته باشیم، گرما میتواند سنسورهای ما را خراب کند. در این صورت، دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد از بین خواهد رفت. بنابراین، نیاز به سیستم خنککننگی مناسبی داریم تا بتواند با توان لامپها هماهنگ شود؛ در غیر این صورت， تجهیزات الکترونیکی ما خراب خواهند شد.
جلوگیری از ترکهای «نامرئی»
هدف، جلوگیری از ترکهای نامرئی است؛ یعنی ترکهایی که تا زمان استفاده از شیشه مشخص نمیشوند.
با حفظ دما در آن نقطه مناسب و کاهش آن به آرامی، ساختار مولکولی شیشه به تدریج ثابت میشود. این فرآیند زمانبر است؛ اما تنها راه برای اطمینان از اینکه شیشه در برابر فشارها پاره نشود، همین روش است.