چرا دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد واقعاً مهم است هنگام کار با ظروف شیشهای آزمایشگاهی؟
اگر تا به حال با ظروف شیشهای آزمایشگاهی کار کردهاید، میدانید که این ظروف حاوی مواد شیمیایی خطرناکی هستند. اگر پس از خنک شدن، فشار داخلی در شیشه باقی بماند، کل ظرف میتواند از هم بپاشد.
به همین دلیل، ما بسیار به فرآیند گرم کردن شیشه توجه میکنیم. به طور خاص، از روش گرمایش با امواج مادون قرمز برای کنترل دقیق دمای خنک شدن شیشه استفاده میکنیم.
مشکلات ناشی از تغییرات دمایی کوچک
هنگام کار با شیشههای بوروسیلیکاتی یا کوارتزی، دمایی وجود دارد که در آن شیشه از حالت «پلاستیکی» و قابل شکلدهی به حالت کاملاً سخت درمیآید. اگر دما حتی دو یا سه درجه تغییر کند، مشکلاتی پیش خواهد آمد؛ زیرا در نتیجه، دمای ناهمواری در سطح شیشه ایجاد میشود و این امر منجر به شوک حرارتی میگردد. ما از عناصر گرمایشی با دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد استفاده میکنیم. شاید این روش بیش از حد باشد، اما تنها راه برای اطمینان از تعادل مولکولها است.
چرا از روش امواج مادون قرمز استفاده کردیم؟
دلیل سادهای وجود دارد که ما دیگر به روشهای گرمایش متداول تکیه نمیکنیم: یعنی سرعت گرمایش توسط جریان هوا بسیار کند است. امواج مادون قرمز متفاوت هستند؛ زیرا این امواج مستقیماً به سطح شیشه تأثیر میگذارند. ما میتوانیم فقط سطح ظرف را گرم کنیم، بدون اینکه کل محفظه اتاق گرم شود. این روش سریعتر و تمیزتر است؛ همچنین کنترل بهتری بر روند خنک شدن شیشه فراهم میکند.
مشکلات پنهان
این روش، روشی ساده نیست؛ برای رسیدن به دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد، نیاز به تلاش زیادی وجود دارد. نمیتوانیم فقط این عناصر گرمایشی را به یک رله ساده متصل کنیم و امیدوار باشیم که همه چیز خوب پیش برود. ما باید از کنترلکنندههای PID پیشرفته و ترموکوپلهای با کیفیت بالا استفاده کنیم. اگر در منبع تغذیه مشکلی وجود داشته باشد، این دقت از بین خواهد رفت. علاوه بر این، باید فاصله مناسبی بین این عناصر گرمایشی وجود داشته باشد؛ در غیر این صورت، نقاط سردی در وسط شیشه ایجاد خواهد شد.
کاهش فشار داخلی شیشه
هدف این کار، کاهش تمام فشارهای داخلی شیشه است. ما شیشه را در آن دمای مناسب نگه میداریم و سپس اجازه میدهیم دما به آرامی کاهش یابد؛ گاهی اوقات این کاهش دما حتی ۱ درجه سانتیگراد در ساعت است. این کار نیاز به صبر دارد، اما مؤثر است. وقتی به این سطح از دقت برسیم، شیشه بسیار پایدار خواهد بود؛ میتوانیم آن را در سنتریفیوژ یا آتشکشهای با دمای بالا قرار دهیم، بدون اینکه نگران شکستن آن باشیم.