كيفية إجراء عملية التلدين بشكل صحيح باستخدام أجهزة الأشعة تحت الحمراء
هل حدث لك أن انفجر أحد أدوات المختبر الزجاجية؟ ربما حدث ذلك أثناء عملية التعقيم أو أثناء سحب الهواء من الأداة. إنها كارثة حقيقية. عادةً، يحدث ذلك بسبب وجود إجهادات داخلية في الزجاج؛ أي أن الجزء الداخلي والخارجي من الزجاج يبردان بسرعات مختلفة، ولا يستطيع الزجاج تحمل هذا الإجهاد.
هنا تأتي أهمية أجهزة الأشعة تحت الحمراء عالية الدقة. فهي تساعد الزجاج على الانتقال من حالته اللينة إلى حالته الصلبة، دون أن يظل هناك إجهادات داخلية.
لماذا درجة الحرارة 0.1 درجة مئوية مهمة جداً؟
المهم هنا ليس تسخين الزجاج، بل كيفية تبريده. إذا تغيرت درجة الحرارة حتى بمقدار 2 درجة مئوية، فستواجه مشاكل. قد تتجاوز نقطة التلدين، أو قد يبرد الزجاج بسرعة كبيرة. الزجاج البوروسيليكاتي حساس للغاية؛ فهناك نطاق ضيق جداً يمكن فيه للزجاج أن يتخلص من الإجهادات الداخلية.
نهدف إلى استخدام درجة حرارة دقيقة تصل إلى 0.1 درجة مئوية. لماذا؟ لأنه إذا تجمد الجزء الخارجي من الزجاج بينما يظل الجزء الداخلي مائعاً، فإن ذلك سيؤدي إلى حدوث مشاكل خطيرة. الحفاظ على درجة حرارة ثابتة في جميع أنحاء الزجاج هو الطريقة الوحيدة لمنع حدوث شقوق في الزجاج.
المعدات المستخدمة والمشاكل المحتملة
لا يمكنك ببساطة توصيل هذه الأجهزة بمفتاح تشغيل/إيقاف عادي، وتوقع نتائج جيدة. يجب استخدام أجهزة تحكم عالية الدقة ومستشعرات حرارية تستجيب بسرعة.
أنا عادةً أستخدم أجهزة الأشعة تحت الحمراء ذات الموجات القصيرة. فهي ممتازة لأن الطاقة تخترق جدار الزجاج بعمق. أما الأشعة ذات الموجات الطويلة، فهي تؤثر فقط على السطح، بينما الأشعة ذات الموجات القصيرة تسخن الزجاج بالكامل.
تنبيه: يجب أن يكون لديك مصدر طاقة قوي للتعامل مع هذه التغيرات السريعة في درجة الحرارة. كما يجب الانتباه إلى نظام التهوية؛ فهذه الأجهزة تصبح ساخنة للغاية. إذا لم يكن هناك نظام تهوية، فإن الحرارة ستؤثر على جميع الأجزاء، وستبدأ المستشعرات في إعطاء قراءات خاطئة، وبالتالي ستفقد الدقة المطلوبة.
كيفية استخدام هذه الأجهزة في الواقع
أفضل توصيل هذه الأجهزة في نظام متعدد المناطق، حتى يتم تسخين الجزء العلوي والسفلي من الزجاج بنفس السرعة.
عند تركيب هذه الأجهزة، تأكد من أن قوة الإضاءة تتناسب مع وزن الزجاج. إذا كانت قوة الإضاءة كبيرة جداً، فسيظهر “نقاط ساخنة” تدمر الزجاج بأكمله. أما إذا كانت القوة ضعيفة جداً، فسيستغرق الأمر وقتاً طويلاً لإكمال عملية التلدين، وستخسر المال. المهم هو إيجاد التوازن المناسب.