IR制御を活用して、ガラスのアニーリングを正しく行う方法
ガラス製のジュエリーや実験器具を扱ったことがある人なら、部品が割れてしまうときの恐怖感を知っているでしょう。これは通常、内部に生じる応力が原因です。つまり、ガラスが急激に、または不均一に冷却されることで、内部に緊張が残ってしまうのです。わずかな冷たい部分や急激な温度上昇があるだけで、全体が壊れてしまいます。
このような事態を防ぐために、私たちは0.1°Cの精度を保つ赤外線ヒーターを使用します。
なぜそんなに高い精度が必要なのか？
アニーリングはごく短い時間内に行われます。もしヒーターの温度が数度でも変動すれば、限界点を超えてしまう可能性があります。その段階では、ガラスは単に柔らかくなるだけでなく、形を失ってしまうこともあります。0.1°Cの精度を保つことで、ガラスを正確に所定の位置に保つことができます。そうすることで、分子構造が安定し、ジュエリーの細部もしっかりと保たれます。
空気を温めるのとガラスを直接温めるのとの違い
ほとんどのヒーターは、物体の周囲の空気を温めるだけです。しかし、赤外線ヒーターは異なります。直接ガラスに熱を与えます。
私たちは短波長の赤外線を使用します。これにより、表面を通って内部まで熱が届きます。これにより、外部と内部の間の温度差がなくなります。均一な加熱が実現され、それが望ましい結果です。
通常、このようなシステムを構築する際には、高出力の石英管を使用します。ちなみに、PIDコントローラーの設定を適切に行うことが重要です。これらのランプは非常に速く加熱されます。もし設定が厳しすぎると、システムは適切な温度を探し続け、往復してしまい、避けたいはずの熱衝撃が発生してしまいます。
実際の設置の難しさ
これらのランプを実験装置に取り付けるのは、少々難しいです。スペースが常に限られています。
ランプとガラスの距離を適切に調整する必要があります。近すぎると熱点ができてしまいます。遠すぎると、処理時間が倍増してしまいます。
私は、余分な熱を再びチャンバー内に戻すために反射鏡を使うことを勧めます。しかし、これらの高精度の要素は大量の熱を発生させるので、もしキャビネットの換気が不十分なら、電子機器が壊れてしまう可能性があります。