หยุดไม่ให้แก้วในห้องปฏิบัติการแตกได้: เคล็ดลับอยู่ที่การอบแก้วให้ร้อนอย่างสม่ำเสมอ
เคยมีประสบการณ์ที่แก้วแตกขึ้นมาเฉยๆ ไหม? ไม่มีรอยแตกที่เห็นได้ชัดเจน แต่ก็แตกขึ้นมาทันทีเมื่อมีการเปลี่ยนอุณหภูมิ มันน่าหงุดหงิดมาก โดยปกติแล้ว สาเหตุมักเกิดจากแรงตึงในตัวแก้วที่ยังคงอยู่
โดยพื้นฐานแล้ว หากแก้วถูกทำให้เย็นลงเร็วเกินไปหรือไม่สม่ำเสมอในระหว่างการผลิต แรงตึงก็จะยังคงอยู่ มันเหมือนกับสปริงที่ถูกบิดไว้ รอเวลาที่จะปล่อยพลังงานออกมา เราแก้ปัญหานี้ด้วยการใช้ความร้อนจากอินฟราเรด ซึ่งช่วยให้อุณหภูมิคงที่ที่ 0.1°C
จุดที่เหมาะสม
แก้วเป็นวัสดุที่ต้องการความร้อนที่สม่ำเสมอมาก มีช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการอบแก้ว ซึ่งจะทำให้แรงตึงในตัวแก้วหายไป แต่แก้วก็จะไม่นิ่มเกินไปจนยุบตัวลงมาได้
ปัญหาก็คือ หากอุณหภูมิที่ใช้ในการอบแก้วเปลี่ยนแปลงไปแม้แต่ 2°C ก็จะเกิดปัญหาได้ คุณอาจได้แก้วที่บิดเบี้ยว หรือแก้วที่ยังมีแรงตึงอยู่ เราจึงใช้อุปกรณ์อินฟราเรดแบบคลื่นสั้น เพราะมันจะช่วยให้ความร้อนเข้าสู่แก้วได้โดยตรง ทำให้ทั้งส่วนกลางและผิวหน้าของแก้วมีอุณหภูมิเท่ากัน
ทำไม 0.1°C ถึงสำคัญ
เครื่องทำความร้อนในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่มักมีความผันผวนของอุณหภูมิ หากอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงมากเกินไป ก็จะเกิด “ความแตกต่างของอุณหภูมิ” ลองนึกภาพว่าด้านหนึ่งของแก้วมีอุณหภูมิสูงกว่าอีกด้านหนึ่ง 5°C นั่นก็หมายความว่าคุณกำลังสร้างแรงตึงใหม่ขึ้นมาแทนที่จะกำจัดแรงตึงเก่าออกไป เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ เราจึงใช้อุปกรณ์อินฟราเรดร่วมกับตัวควบคุม PID และระบบสวิตช์ความถี่สูง เพื่อให้อุณหภูมิคงที่
ในโลกแห่งความเป็นจริง
ต้องยอมรับว่า การตั้งค่าที่มีความแม่นยำสูงแบบนี้ไม่ใช่เรื่องง่ายเลย หากต้องการให้อุณหภูมิอยู่ที่ 0.1°C คุณจำเป็นต้องมีแหล่งจ่ายไฟที่มีความเสถียร นอกจากนี้ยังต้องมีสายไฟที่มีการป้องกันกระแสไฟฟ้าด้วย มิฉะนั้นกระแสไฟฟ้าที่รบกวนก็อาจทำให้ค่าอุณหภูมิที่วัดได้ไม่แม่นยำได้
นอกจากนี้ยังมีเรื่องของตัวสะท้อนความร้อนด้วย หากตัวสะท้อนความร้อนอยู่ไม่ถูกตำแหน่ง ก็จะเกิดจุดร้อนขึ้นมาได้ คุณจึงต้องใช้เวลาปรับตำแหน่งของโคมไฟให้เหมาะสม แม้ว่าจะต้องใช้ความอดทนสักหน่อย แต่นี่คือวิธีเดียวที่จะทำให้อุณหภูมิกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งแก้วได้