Como fazer o recozimento de vidrarias corretamente com radiação infravermelha de onda média
Se você já teve um pedaço de vidro de laboratório que se quebrou durante o processo de resfriamento, sabe exatamente por que estamos falando sobre isso. Geralmente, isso acontece devido a tensões internas no vidro. Se essas tensões não forem neutralizadas, o vidro acaba se tornando uma “bomba relógio”.
É por isso que utilizamos lâmpadas de radiação infravermelha de onda média (MWIR). Elas conseguem “atingir” melhor o vidro de borossilicato e de sódio-cálcio em comparação com as lâmpadas de onda curta. Trata-se de uma questão química e de absorção.
A importância de manter a temperatura estável em 0,1°C
A parte difícil é encontrar o equilíbrio certo durante o processo de recozimento. É preciso manter o vidro na temperatura ideal – aquela em que ele é suficientemente macio para que as tensões internas sejam eliminadas, mas ao mesmo tempo suficientemente rígido para não se deformar.
Se a temperatura exceder alguns graus, você estará criando problemas. Ou ocorre choque térmico, ou ficam tensões residuais no vidro. Para manter a temperatura estável em 0,1°C, utilizamos lâmpadas MWIR combinadas com termopares de resposta rápida e controladores PID de alta precisão. Como a radiação de onda média penetra de maneira mais uniforme no vidro, tanto o núcleo quanto a superfície atingem a mesma temperatura. Assim, evita-se aquele “efeito de pele”, em que a parte externa do vidro congela enquanto a parte interna ainda está derretida.
Os equipamentos e o calor necessário
Nossas lâmpadas utilizam invólucros de quartzo de alta pureza. Isso significa que podemos transmitir muito mais energia através delas, sem que os tubos se queimem. Além disso, é possível organizar as lâmpadas em arranjos específicos, o que é a melhor maneira de eliminar aqueles pontos frios indesejados dentro do forno.
Mas há um problema: os arranjos de MWIR de alta densidade geram bastante calor residual fora da área desejada. Se a ventilação e o isolamento não forem adequados, o corpo do forno começa a irradiar calor de volta para o ambiente. Nesse caso, os sensores de temperatura deixam de funcionar corretamente, e tudo vai por água abaixo.
Evitando quebraduras
Quando se consegue controlar com precisão a taxa de resfriamento, está-se, na verdade, controlando como o vidro encolhe. Isso elimina aqueles pontos de tensão microscópicos que causam quebras espontâneas.
O melhor de tudo? Menos desperdício. Descobrimos que, quando o controle térmico é preciso, não é preciso passar metade do dia examinando o vidro com um polarizador após cada lote produzido. Basta saber que o processo foi feito corretamente.