Come ottenere un corretto trattamento termico dei vetri utilizzando radiazioni a onde medie
Se avete mai avuto problemi con dei pezzi di vetro da laboratorio che si sono rotti durante il processo di raffreddamento, allora capite perfettamente perché parliamo di questo argomento. Di solito, il problema è dovuto a tensioni interne nel vetro. Se non si neutralizzano queste tensioni, il vetro diventa praticamente una “bomba a orologeria”.
Ecco perché utilizziamo lampade a radiazioni infrarosse a onde medie (MWIR). Queste lampade riescono a agire meglio sul vetro borosilicato e sul vetro a base di sodio e calcio rispetto alle lampade a onde corte. Si tratta di una questione legata alla chimica e all’assorbimento delle radiazioni.
L’importanza di mantenere la temperatura a 0,1°C
La parte difficile è proprio il mantenimento della temperatura precisa: bisogna mantenere il vetro esattamente nella temperatura giusta, in modo che sia abbastanza morbido da permettere alla tensione interna di svanire, ma abbastanza rigido da non deformarsi.
Se la temperatura cambia anche di pochi gradi, si creano problemi: o si verifica uno shock termico, oppure rimangono tensioni residue nel vetro.
Per mantenere la temperatura stabile entro i 0,1°C, utilizziamo lampade MWIR abbinate a termocoppie ad alta velocità di risposta e a controller PID ad alta precisione. Grazie alle radiazioni a onde medie, il nucleo e la superficie del vetro raggiungono la stessa temperatura. In questo modo non si verifica quell’effetto negativo in cui la superficie del vetro si solidifica mentre l’interno rimane fuso.
I componenti necessari per il trattamento termico
Le nostre lampade utilizzano tubi di quarzo ad alta purezza. In pratica, ciò significa che possiamo trasmettere molta più energia attraverso questi tubi, senza che questi si brucino. Inoltre, è possibile organizzare le lampade in modo da eliminare eventuali zone fredde all’interno dell’forno.
Tuttavia, c’è un problema: le lampade MWIR producono molto calore in eccesso al di fuori della zona prescelta. Se non si gestisce correttamente la ventilazione e l’isolamento, lo scafo dell’forno inizia a irradiare calore nella stanza circostante. A quel punto, i sensori di temperatura non funzionano più correttamente, e tutto va storto.
Come evitare che il vetro si rompa
Quando si riesce a controllare con precisione il tasso di raffreddamento, si riesce anche a controllare come il vetro si contrae. In questo modo si eliminano quelle piccole tensioni interne che causano la rottura spontanea del vetro.
Il vantaggio principale è che si riduce la quantità di materiale sprecato. Abbiamo scoperto che, quando il controllo termico è preciso, non è necessario passare metà della giornata a controllare il vetro con strumenti speciali. Si sa semplicemente che il trattamento è stato eseguito correttamente.