Làm thế nào để xử lý việc gia nhiệt thủy tinh một cách chính xác (mà không gây ra những hậu quả tồi tệ)
Khi làm việc với thủy tinh loại dùng trong phòng thí nghiệm, sai số gần như bằng không. Bạn có thể dành hàng giờ đồng hồ để chế tạo một chiếc bình thủy tinh, nhưng vài tuần sau đó nó lại vỡ vụn chỉ vì nhiệt độ trong lò thay đổi vài độ. Điều này thật khó chịu. Nhưng thực ra, điều này hoàn toàn có thể tránh được.
Đó là lý do tại sao chúng ta sử dụng các hệ thống sưởi bằng tia hồng ngoại với độ chính xác lên đến 0,1°C. Điều này giúp giữ cho thủy tinh ở đúng vị trí cần thiết.
Áp lực ẩn trong thủy tinh
Thủy tinh không co giãn đồng đều. Nếu một mặt của bình thủy tinh nguội nhanh hơn mặt còn lại, cấu trúc phân tử của nó sẽ bị căng thẳng. Để loại bỏ áp lực này, cần phải giữ cho thủy tinh ở nhiệt độ thích hợp và để nó nguội xuống một cách từ từ. Nếu nhiệt độ thay đổi 1–2°C, điều đó sẽ gây ra những vết nứt nhỏ trên bề mặt thủy tinh. Chúng ta cần độ ổn định 0,1°C để đảm bảo mọi góc cạnh của thủy tinh đều ở trạng thái cân bằng.
Tại sao chúng ta chọn tia hồng ngoại
Hầu hết các thiết bị sưởi chỉ làm nóng không khí,而 không khí lại là chất dẫn nhiệt kém. Tia hồng ngoại thì khác; nó truyền năng lượng trực tiếp vào bề mặt thủy tinh. Chúng ta cài đặt các hệ thống này sao cho có thể làm nóng toàn bộ thể tích thủy tinh một cách đồng đều. Bằng cách kết hợp các bộ phát tia hồng ngoại có khả năng phản ứng nhanh với bộ điều khiển PID chính xác, chúng ta có thể duy trì nhiệt độ mong muốn. Như vậy, sẽ không xảy ra tình trạng nhiệt độ vượt quá giới hạn, và những vết nứt nhỏ sẽ không xảy ra.
Điều khó khăn
Việc sử dụng tia hồng ngoại với độ chính xác cao không phải là điều dễ dàng. Bạn không thể chỉ bật thiết bị lên rồi hy vọng mọi thứ sẽ ổn. Điều quan trọng là phải cân bằng giữa công suất của bóng đèn và trọng lượng của thủy tinh. Nếu công suất bóng đèn quá lớn, hệ thống sẽ cố gắng tìm nhiệt độ lý tưởng, nhưng điều này sẽ gây ra những dao động nhỏ, khiến mọi thứ trở nên hỗn loạn. Bạn cần một nguồn điện chất lượng cao và máy đo nhiệt độ được hiệu chuẩn để duy trì sự ổn định. Vì cuối cùng, nếu không có thông tin phản hồi chính xác từ cảm biến, ngay cả bóng đèn đắt tiền nhất cũng chỉ là một thiết bị sưởi thông thường mà thôi.