Bí quyết tạo ra loại thủy tinh không dễ vỡ
Bạn đã bao giờ gặp trường hợp các dụng cụ thủy tinh trong phòng thí nghiệm bỗng nhiên vỡ thành từng mảnh chưa? Có lúc chúng hoạt động bình thường, nhưng ngay sau đó lại vỡ thành từng mảnh nhỏ. Nguyên nhân thường là do áp lực nội bên trong thủy tinh chưa được xử lý triệt để trong quá trình làm lạnh.
Nếu nhiệt độ thay đổi dù chỉ vài độ C, bạn đang tự chuốc lấy nguy cơ gây ra các vết nứt trên bề mặt thủy tinh. Đó là lý do tại sao chúng tôi sử dụng các bộ phát nhiệt hồng ngoại. Chúng giúp duy trì nhiệt độ ở mức 0,1°C – mức độ lý tưởng để cấu trúc phân tử của thủy tinh có thể thư giãn mà không bị vỡ.
Tại sao phải quan tâm đến mức 0,1°C?
Bởi vì thủy tinh rất kén chọn về mặt nhiệt độ. Chỉ cần nhiệt độ lệch khỏi mức lý tưởng một chút thôi, thủy tinh cũng sẽ bị biến dạng. Nếu nhiệt độ quá cao, thủy tinh sẽ bị biến dạng; còn nếu nhiệt độ quá thấp, áp lực nội bên trong thủy tinh sẽ vẫn tồn tại, chờ đợi cơ hội để gây ra vết nứt.
Chúng tôi đạt được mức nhiệt độ lý tưởng này bằng cách kết hợp các bộ phát nhiệt hồng ngoại với bộ điều khiển PID. Những bộ điều khiển này có thể điều chỉnh công suất nhiệt liên tục, giúp tránh tình trạng nhiệt độ tăng quá mức – điều thường xảy ra với các bộ phát nhiệt thông thường.
Sức mạnh của hồng ngoại
Hãy tưởng tượng đến lò nướng thông thường: nó làm nóng không khí, và không khí mới làm nóng thủy tinh. Quá trình này diễn ra khá chậm. Trong khi đó, hồng ngoại lại truyền năng lượng trực tiếp vào bề mặt thủy tinh. Phương pháp này nhanh hơn nhiều, và thiết bị sử dụng hồng ngoại chiếm ít diện tích hơn trong phòng thí nghiệm. Chúng tôi chọn loại hồng ngoại bước sóng ngắn vì nó có thể thấm sâu vào bên trong thủy tinh, giúp làm nóng toàn bộ bề mặt thủy tinh một cách đồng đều.
Một vài điều cần lưu ý
Tuy nhiên, những hệ thống này không phải là giải pháp “thần kỳ” cho mọi trường hợp. Nếu yêu cầu về độ chính xác nhiệt độ cao, hệ thống sẽ trở nên nhạy cảm hơn. Một chút gió hoặc việc để cửa mở cũng có thể làm gián đoạn quá trình làm nóng. Nếu phòng thí nghiệm có gió lớn, bạn cần bảo vệ khu vực làm nóng. Nếu không, bộ điều khiển PID sẽ phải liên tục chiến đấu với luồng khí lạnh, khiến các linh kiện bị hỏng.
Mẹo hay: Hãy sử dụng các relay trạng thái rắn (SSR). Chúng có thể xử lý các chu kỳ làm nóng nhanh mà không gây hư hại cho các linh kiện.