Tại sao các dụng cụ thủy tinh dùng trong phòng thí nghiệm lại hay bị vỡ? Và làm thế nào để ngăn chặn điều đó?
Có bao giờ bạn gặp trường hợp một chiếc dụng cụ thủy tinh đắt tiền bỗng nhiên bị vỡ không? Thật khó chịu. Thông thường, điều này xảy ra do việc làm mát thủy tinh không đúng cách. Nếu nhiệt độ thay đổi quá đột ngột hoặc giảm quá nhanh, thì thủy tinh sẽ bị nứt.
Để tránh tình trạng này, chúng tôi sử dụng các bộ phận gia nhiệt bằng tia hồng ngoại. Chúng có độ chính xác cực cao – lên tới 0,1°C – giúp chúng tôi kiểm soát nhiệt độ một cách chính xác trong quá trình làm mát thủy tinh.
Vấn đề liên quan đến nhiệt độ
Vấn đề là thủy tinh kém khả năng dẫn nhiệt. Khi được làm nóng, phần bên ngoài của thủy tinh sẽ nóng lên trước phần lõi bên trong. Điều này tạo ra áp lực bên trong vật liệu. Nếu khoảng cách giữa bề mặt nóng và phần lõi lạnh quá lớn, thủy tinh sẽ bị vỡ.
Đó là lý do tại sao chúng tôi cần độ chính xác 0,1°C. Khoảng cách giữa trạng thái “đã được làm mát hoàn toàn” và trạng thái “bị vỡ hoàn toàn” rất nhỏ. Bằng cách sử dụng bộ phận gia nhiệt bằng tia hồng ngoại, chúng tôi có thể duy trì nhiệt độ ổn định trên toàn bộ bề mặt thủy tinh. Điều này không chỉ giúp làm nóng thủy tinh mà còn giúp các phân tử trong thủy tinh được thư giãn một cách hiệu quả.
Tại sao tia hồng ngoại lại tốt hơn lò nướng thông thường
Hầu hết mọi người nghĩ đến lò nướng thông thường – tức là một chiếc hộp chứa không khí nóng. Nhưng không khí di chuyển chậm và không đồng đều. Tia hồng ngoại thì khác. Nó sử dụng bức xạ để chiếu trực tiếp vào bề mặt thủy tinh. Do đó, nhiệt độ có thể được nâng lên nhanh hơn, và chúng ta có thể kiểm soát tốt hơn giai đoạn làm mát thủy tinh.
Chúng tôi cũng kết hợp các bộ phận gia nhiệt bằng tia hồng ngoại với các bộ điều khiển PID. Tại sao vậy? Bởi vì nếu nhiệt độ tăng lên 2°C, thì mọi thứ sẽ lại bắt đầu từ đầu, và thủy tinh sẽ lại bị tạo ra áp lực.
Việc cân bằng nhiệt độ
Để đạt được độ chính xác như vậy, không phải chỉ cần mua một chiếc đèn đắt tiền là xong. Không thể đặt các bộ phận gia nhiệt bằng tia hồng ngoại quá gần bề mặt thủy tinh. Nếu chúng quá gần, sẽ xuất hiện những điểm nóng, và bề mặt thủy tinh sẽ bị cháy trước khi phần lõi bên trong được làm nóng.
Đó là một công việc đòi hỏi sự cân bằng giữa công suất và khoảng cách. Nếu quạt hoặc cảm biến không hoạt động tốt, thì các bộ phận gia nhiệt bằng tia hồng ngoại cũng chẳng khác gì rác thải. Mọi thứ phải hoạt động cùng nhau mới được.