چگونه فرآیند آنیلینگ کوارتز را به درستی انجام دهیم
وقتی که مشغول ساخت شیشههای با کیفیت لابوراتوری هستیم، هیچ چیز بدتر از این نیست که ظرف مورد استفاده در فشار خلا ترک بخورد. این امر واقعاً ناراحتکننده است. معمولاً این اتفاق به دلیل وجود تنشهای داخلی در حین فرآیند ساخت رخ میدهد. اگر این تنشها را با روشی منظم و کنترلشده از بین نبریم، شیشه در واقع مانند یک بمب زمانی عمل خواهد کرد.
به همین دلیل، از الکترودهای مادون قرمز با دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد استفاده میکنیم. این کار برای کنترل دقیق دما ضروری است.
چرا دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد اهمیت دارد؟
بیشتر الکترودهای گرمایشی، دمای خود را به طور ناپایدار تغییر میدهند. اگر دما حتی ۵ درجه سانتیگراد بالاتر یا پایینتر شود، ممکن است این تنشها دوباره به داخل شیشه وارد شوند.
کوارتز نیز بسیار حساس است؛ ضریب انبساط حرارتی آن پایین است، یعنی این ماده دوست ندارد دمایش ناگهانی تغییر کند. بنابراین نیاز به منبع گرمایشی داریم که دما را دقیقاً در محدوده مورد نظر نگه دارد؛ بدون هیچ نوسانی.
برای حل این مشکل، از فرستندههای مادون قرمز با طول موج کوتاه و کنترلکنندههای PID با فرکانس بالا استفاده میکنیم. این روش باعث میشود گرما بلافاصله به دیوارههای شیشه برسد؛ در نتیجه، دمای شیشه در سراسر آن یکنواخت خواهد بود. هیچ نقطه سردی وجود نخواهد داشت.
تعادل لازم برای عملکرد صحیح
هدف این است که دمای شیشه دقیقاً در نقطه آنیلینگ باقی بماند. باید شیشه به اندازهای نرم باشد که تنشهای داخلی آن کاهش یابد، اما نه آنقدر نرم که کل شیشه شروع به تغییر شکل کند. این یک محدوده بسیار باریک است؛ اگر الکترود مادون قرمز از محدوده مشخص شده خارج شود، در واقع تنشها را در ماده ثابت کردهایم.
این سیستمها به گونهای طراحی شدهاند که جمعوجور باشند؛ لامپهای مادون قرمز توان زیادی دارند، بنابراین میتوان دما را به سرعت افزایش داد. اما مشکل اینجاست که این توان زیاد باعث ایجاد گرمای اضافی میشود؛ اگر فنهای خنککننده و ساختار سیستم به درستی طراحی نشوند، ممکن است الکترونیکهای سیستم آسیب ببینند.
چگونه این سیستم را در کارگاه به کار ببریم؟
برای استفاده از این سیستم، الکترودها را در یک سیستم حلقه بسته و با استفاده از پیرومتر به هم متصل میکنیم.
مزیت این روش، سرعت عملکرد آن است؛ لامپ مادون قرمز در عرض چند میلیثانیه به تغییرات دما واکنش نشان میدهد. این روش، مشکلات ناشی از تغییرات ناگهانی دما را از بین میبرد. این روش، راهی ساده برای جلوگیری از شکستن شیشه در اثر تنشهای داخلی است.