Làm thế nào để xử lý quá trình làm mềm thủy tinh một cách chính xác (không gây hỏng hóc)
Khi làm việc với thủy tinh dùng trong phòng thí nghiệm, có một ranh giới rất mảnh giữa việc tạo ra những chiếc bình thủy tinh hoàn hảo và việc biến chúng thành đống mảnh vỡ đắt tiền. Điều này thường xảy ra do áp lực nội bộ trong thủy tinh. Trong quá trình tạo hình, thủy tinh bị căng thẳng. Nếu để nó nguội quá nhanh – hoặc nguội không đều – thì thủy tinh sẽ bị vỡ. Đó là lý do tại sao chúng ta sử dụng các thiết bị tỏa nhiệt bằng tia hồng ngoại có độ chính xác cao để xử lý vấn đề này.
Tại sao chúng ta quan tâm đến độ chính xác 0,1°C?
Thủy tinh có một “điểm lý tưởng” để làm mềm – đó chính là nhiệt độ mà ở đó áp lực nội bộ biến mất, nhưng thủy tinh vẫn giữ được hình dạng của mình. Nếu nhiệt độ từ thiết bị gia nhiệt dao động vài độ thôi, áp lực nội bộ vẫn còn tồn tại trong thủy tinh. Chúng ta cố gắng duy trì nhiệt độ ở mức 0,1°C để đảm bảo rằng thủy tinh được nung ở đúng nhiệt độ cần thiết. Không thể để có sự sai số nào cả.
Các thiết bị gia nhiệt thông thường quá chậm trong việc truyền nhiệt. Chúng gây ra hiện tượng chậm trễ trong việc truyền nhiệt. Ngược lại, tia hồng ngoại có khả năng truyền nhiệt trực tiếp vào thủy tinh. Khi kết hợp với hệ thống kiểm soát nhiệt độ chính xác, nhiệt độ sẽ không còn dao động nữa. Không có sự dao động nhiệt độ đồng nghĩa với việc không còn hiện tượng sốc nhiệt, và không còn nguy cơ hỏng hóc trong quá trình thí nghiệm nữa.
Bí quyết để phân bố nhiệt đều
Chúng tôi sử dụng các bộ phát tia hồng ngoại bước sóng ngắn vì chúng có khả năng truyền nhiệt sâu vào bên trong thủy tinh. Điều này không chỉ giúp làm ấm bề mặt thủy tinh mà còn giúp làm ấm toàn bộ thể tích của thủy tinh. Chúng tôi dành nhiều thời gian để thiết kế hệ thống gia nhiệt sao cho không còn điểm lạnh nào cả. Hãy tưởng tượng: nếu một bên của viên thủy tinh lạnh hơn bên kia 2°C, thì sẽ xuất hiện áp lực nội bộ. Và áp lực này sẽ khiến thủy tinh bị nứt ngay khi bắt đầu nguội.
Những trở ngại khi lắp đặt
Thiết bị tỏa nhiệt bằng tia hồng ngoại có độ chính xác cao đòi hỏi phải có nguồn điện ổn định. Nếu nguồn điện bị dao động, mọi thứ sẽ trở nên tồi tệ. Bạn cần có nguồn điện DC ổn định hoặc bộ điều khiển cao cấp để tránh hiện tượng dao động nhiệt độ. Nếu không, mọi nỗ lực để đạt độ chính xác cao đều vô ích.
Đừng quên vấn đề bảo vệ thiết bị. Các thiết bị này tỏa ra lượng nhiệt rất lớn. Nếu vỏ bọc thiết bị không đủ chắc chắn để chịu được lượng nhiệt này, các cảm biến sẽ bị hư hỏng. Khi đó, nhiệt độ sẽ lại dao động, và mọi thứ sẽ trở lại điểm xuất phát.