Het juist uitvoeren van het annealeren van borosilicaatglas met behulp van IR-controle
Is er ooit gebeurd dat een stuk laboratoriumglas gewoon… explodeerde? Misschien gebeurde dit tijdens een sterilisatiecyclus of wanneer er een vacuüm werd gecreëerd. Het is een nachtmerrie. Meestal komt dit doordat er interne spanningen in het glas zitten – kortom, het binnenste en buitenste van het glas koelen op verschillende snelheden, waardoor het glas de spanningen niet meer kan verdragen.
Hier komen de hoogprecisie-infraroodlampen om de hoek kijken. Ze helpen het glas om van een zachte, plastische toestand in een vaste toestand te komen, zonder dat de spanningen blijven bestaan.
Waarom 0,1°C belangrijk is
Annealeren gaat er niet om het glas met hitte te bestralen. Het draait erom hoe je het glas laat afkoelen. Als de temperatuur zelfs maar 2°C verschilt, zit je in de problemen. Je kunt dan te ver gaan met het afkoelen van het glas of het te snel laten afkoelen. Borosilicaatglas is gevoelig voor zulke spanningen; er is maar een klein bereik waarin de spanningen verdwijnen.
We streven naar een tolerantie van 0,1°C. Waarom? Omdat als de buitenlaag ‘bevriest’ terwijl de kern nog gesmolten is, je eigenlijk een tijdbom creëert. Door de temperatuur over het hele glas stabiel te houden, kun je voorkomen dat er barsten ontstaan.
De benodigde apparatuur en mogelijke problemen
Je kunt deze lampen niet zomaar aansluiten op een gewone schakelaar en hopen op het beste resultaat. Je hebt hoogfrequente PID-regelaars en thermocoupons nodig die snel kunnen reageren. Ik gebruik meestal korte-golflengte-infraroodlampen. Ze zijn goed omdat de energie diep in het glas komt. Lange-golflengte-straling raakt vooral het oppervlak, maar korte golven verwarmen het hele glas.
Let wel: je hebt een krachtige stroombron nodig om al die snelle schakelingen mogelijk te maken. Ook moet je goed opletten met de ventilatie. Deze lampen worden enorm heet. Als het apparaat niet goed geventileerd wordt, zal de hitte zich verspreiden over alles. Dan gaan je sensoren fout werken, en raak je je precisie van 0,1°C kwijt.
Het toepassen in de praktijk
Ik raad aan om deze lampen te gebruiken in een multi-zone-systeem. Hierdoor wordt de nek en de basis van het glas op dezelfde manier verwarmd.
Als je dit instelt, moet je ervoor zorgen dat de vermogenssterkte van de lampen overeenkomt met het gewicht van het glas. Als je te veel vermogen gebruikt, ontstaan er ‘ hete plekken’, waardoor het hele product beschadigd raakt. Maar als je te weinig vermogen gebruikt, duurt de procesduur te lang en verlies je geld. Het gaat erom dat je het juiste evenwicht vindt.