なぜ実験用のガラス器具が割れてしまうのか（そしてその対処法） 実験用のガラス器具が突然割れてしまったことはありませんか？何の前触れもなく、衝撃もなく、ただ突然割れてしまうのです。本当にイライラしますよね。通常、これはガラスのさまざまな部分が異なる速度で冷却されるため、内部に応力が生じるからです。
これを防ぐためには、「アニーリングポイント」という理想的な温度に到達させる必要があります。そうすれば、ガラスの内部の応力が解消されますが、一方で、ガラスが軟化したり変形したりするほど高温にはなりません。
0.1°Cの精度を追求する
問題は、一般的なヒーターでは精度が出ないということです。ヒーターは目標温度を超えてしまいます。0.1°Cという厳しい精度を求める場合、センサーとヒーターの間の遅延が大きな障害となります。
だからこそ、私たちは短波赤外線ランプを使用します。ガラスの周囲の空気を温めるのに時間を無駄にする代わりに、このランプはエネルギーを直接ガラスの分子構造に送り込みます。ほぼ瞬時に効果が現れます。
しかし、ランプだけでは不十分です。目標温度に到達した瞬間に正確に電力を切ることができるPIDコントローラーが必要です。もしランプが長時間熱を保持し続けると、目標温度を超えてしまい、結果的に全ての製品がダメになってしまいます。
高性能な機器と丁寧な作業
これらは普通の電球とは違います。繰り返しの加熱・冷却に耐えられる高ワット数のクォーツ製の容器を使用しています。また、熱が炉の本体ではなく、ガラス表面に集中するように、特殊なコーティングも施されています。
また、配線にも気を使う必要があります。耐熱性の高い配線が必要です。熱量が非常に強烈なため、筐体も熱膨張によって大きなダメージを受けます。
また、反射板も確認してください。もし研磨されたアルミニウムや金メッキでない場合、エネルギーの20％が無駄になってしまいます。
正确に冷却する方法
精度とは、単に最高温度に到達するだけではありません。本当の魔法は、冷却過程で起こります。
私たちは赤外線出力を微妙に調整していきます。そうすることで、ガラスの中心部分と表面が同じペースで冷却されます。
もし電源が切れていたり、ランプに「ホットスポット」があったりすると、冷却過程で新たな応力点が生じてしまいます。そして再び、理由もなくガラスが割れてしまうのです。