Kvartsın doğru şekilde ısıl işlem görmesini sağlama
Laboratuvar kalitesinde cam üretirken, bir kapların vakum altında parçalanması kadar kötü bir şey olamaz. Bu durum gerçekten üzücüdür. Genellikle bu durum, şekillendirme sürecinde oluşan iç gerilimlerden kaynaklanır. Eğer bu gerilimleri düzenli ve kontrollü bir şekilde ortadan kaldırmazsanız, cam adeta bir zaman bombası haline gelir.
İşte bu yüzden 0,1°C hassasiyetine sahip kızılötesi elemanlar kullanıyoruz. Burada önemli olan kontrolün sağlanmasıdır.
Neden 0,1°C bu kadar önemli?
Çoğu ısıtıcı eleman çok dalgalıdır; sıcaklık sürekli değişir. Eğer sıcaklığı 5°C bile fazla ayarlarsanız, bu gerilimler tekrar cama aktarılabilir.
Kvarts oldukça hassastır. Termal genleşme katsayısı düşüktür; yani ani sıcaklık değişimlerinden hoşlanmaz. Doğru sıcaklığa ulaşıp orada kalabilen bir ısı kaynağına ihtiyaç vardır. Ayrıca, sıcaklık ayarlama işleminde herhangi bir dalgalanma olmamalıdır.
Bunu çözmek için kısa dalga boylu kızılötesi emisyon cihazlarını yüksek frekanslı PID kontrol cihazlarıyla bir araya getiriyoruz. Böylece ısı hemen camın duvarlarına ulaşır ve tüm tüp boyunca eşit bir sıcaklık dağılımı sağlanır. Soğuk noktalar veya garip sıcaklık gradyanları olmaz; sadece sabit bir ısı vardır.
Dengeyi sağlama
Amaç, camı tam olarak ısıl işlem noktasında tutmaktır. Camın iç gerilimlerin azalması için yeterince yumuşak olması gerekir; ancak o kadar da yumuşak olmamalı ki tüm yapı sarkmasın. Bu oldukça hassas bir denge gerektirir. Eğer kızılötesi eleman saparsa, aslında gerilimleri malzeme içinde “dondurmuş” olursunuz.
Bu sistemler kompakt yapıda tasarlanmıştır. Kızılötesi lambalar büyük güç üretir, bu sayede ısı hızla artırılabilir. Ancak buradaki sorun şu: Bu kadar güç çok fazla atık ısının oluşmasına neden olur. Eğer soğutma fanlarını ve kabini doğru şekilde ayarlamazsanız, kendi elektronik cihazlarınızı bozarsiniz.
Atölyede bunu nasıl kullanırız?
Bunu çalıştırmak için elemanları bir pirometre ile kapalı döngülü bir sistemde birleştirirsiniz. Bunun avantajı hızdır. Kızılötesi lamba, sensörün algıladıklarına milisaniyeler içinde tepki verir. Bu da eski dirençli ısıtıcılarla karşılaşılan gecikmeleri ortadan kaldırır. Bu, stres kaynaklı kırılmaların önlenmesi için basit ve etkili bir yöntemdir.