Comment bien effectuer le traitement par réchauffement au quartz
Lorsque l’on fabrique du verre de qualité laboratoire, rien n’est pire que le moment où un récipient se brise sous vide. C’est vraiment décevant. En général, cela se produit à cause des tensions internes qui se sont accumulées pendant le processus de fabrication. Si ces tensions ne sont pas éliminées par un trempage lent et contrôlé, le verre devient en fait une bombe à retardement.
C’est pourquoi nous utilisons des éléments infrarouges avec une précision de 0,1 °C. Il s’agit là de maîtriser parfaitement la température.
Pourquoi cette précision de 0,1 °C est importante
La plupart des éléments chauffants sont trop instables : ils oscillent constamment. Si vous dépassez légèrement la température souhaitée, même de 5 °C, vous risquez d’introduire à nouveau des tensions dans le verre.
Le quartz est très sensible : son coefficient de dilatation thermique est faible. En d’autres termes, il ne supporte pas les variations de température brusques. Il faut donc une source de chaleur qui atteigne exactement la température souhaitée sans fluctuer.
Nous combinons donc des émetteurs infrarouges à courte longueur d’onde avec des contrôleurs PID à haute fréquence pour résoudre ce problème. La chaleur atteint instantanément les parois du verre. On obtient ainsi un profil thermique uniforme dans tout le tube : pas de points froids, pas de gradients anormaux. Seule une chaleur constante.
L’équilibre à trouver
L’objectif est de maintenir la température du verre exactement à celle nécessaire pour que les tensions internes se relâchent. Il faut que le verre soit suffisamment souple pour que les tensions disparaissent, mais pas au point qu’il commence à se déformer. C’est un équilibre délicat. Si l’élément infrarouge ne reste pas stable, on finit par “congeler” les tensions dans le matériau.
Ces systèmes sont conçus pour être compacts. Les lampes infrarouges produisent beaucoup de chaleur, ce qui permet d’augmenter rapidement la température. Mais le problème, c’est que toute cette énergie génère aussi beaucoup de chaleur inutile. Si les ventilateurs de refroidissement et le boîtier ne sont pas adaptés, on risque de détériorer les composants électroniques eux-mêmes.
Comment faire fonctionner ce système en milieu professionnel
Pour que ça fonctionne, il suffit de connecter les éléments chauffants à un système en boucle fermée, avec un pyromètre.
L’avantage, c’est la vitesse de réaction : la lampe infrarouge réagit en quelques millisecondes aux informations fournies par le capteur. Ainsi, on évite les retards causés par les anciennes bobines chauffantes résistives. C’est une solution simple pour éviter les fissures dues aux tensions internes.