
在实验室中正确控制玻璃的退火过程非常重要。事实就是:如果不能消除玻璃制品内部的应力,那么这些玻璃制品就会失效。简单来说,如果硼硅玻璃烧瓶冷却不均匀,它就不会只是出现“缺陷”,而是会直接破裂。
因此,我们通常使用红外线灯来进行加热处理。这样一来,就无需等待整个烤箱把空气中的每一寸空间都加热起来,而是可以直接对玻璃进行加热。这样不仅速度更快,效率也更高。
为什么我们要追求0.1°C的精度?
玻璃的退火过程必须在非常精确的温度范围内进行。哪怕偏差几度,都会导致问题——要么玻璃壁上留下残余应力,要么整个玻璃容器开始变形。
所以我们要求红外线灯的精度达到0.1°C,这样才能确保温度控制在理想的范围内。只有如此,才能避免出现应力裂纹。
物理原理(简化版)
短波红外线能迅速渗透到玻璃表面。但是,不能直接用高温来加热玻璃,必须逐步增加热量。我们还会使用高速PID控制器来确保温度不会超出设定范围。
最棒的是,其响应时间几乎为零。一旦传感器检测到0.2°C的温度变化,红外线灯就会立刻做出反应。而传统的电阻式加热器则无法做到这一点,因为它们需要很长时间才能升温或降温,从而导致延迟,进而破坏整个退火过程。
需要注意的问题
不过,这种高精度系统并非可以直接使用的。如果你想实现0.1°C的精度,那么电源的质量就必须非常高。工厂里的电压波动都会直接影响到温度控制。为了解决这个问题,你可能需要使用专用的稳压器或高端的SCR电源控制器。如果电源质量不佳,那么再高的精度也没用,因为那样只是浪费了昂贵的设备而已。