السر وراء الزجاج الذي لا ينكسر
إذا قضيت ساعات في صنع قطعة مجوهرات أو وعاء من الزجاج المستخدم في المختبرات، فقط لتجده ينكسر دون أي سبب واضح، فأنت تعرف مدى إحباط ذلك. إنه أمر مؤلم للغاية. عادةً، يكون السبب في ذلك اختلاف درجة الحرارة بمقدار جزء صغير من الدرجة.
هنا يأتي دور نقطة التلدين. إنها النقطة المثالية التي يمكن فيها التخلص من كل التوترات الداخلية في الزجاج، دون أن يفقد الزجاج شكله ويتحول إلى مادة سائلة.
لماذا 0.1 درجة مئوية مهمة جداً؟
الحقيقة هي أن الزجاج لا يسخن أو يبرد بشكل متساوٍ. الأجزاء السميكة والأجزاء الرقيقة في الزجاج تتأثران بشكل مختلف. إذا اختلفت درجة حرارة الفرن حتى بمقدار بضع درجات، فإن ذلك يؤدي إلى اختلافات في درجة الحرارة داخل الزجاج. وهذا يعني أن الزجاج سيبدو بخير عندما يخرج من الفرن، لكنه سينكسر فور أن يتعرض لمحلول كيميائي في المختبر أو عندما يبرد على الرف.
نحن نسعى إلى دقة تصل إلى 0.1 درجة مئوية. لماذا؟ لأننا نريد أن يتم امتصاص الحرارة في الزجاج بشكل مثالي، مما يمنح المادة وقتاً كافياً للاسترخاء.
سحر الأشعة تحت الحمراء
نستخدم مصابيح أشعة تحت حمراء قصيرة الموجة. هذه المصابيح تختلف عن الأفران التقليدية التي تستخدم هواءً ساخناً لتسخين الزجاج. هذه المصابيح تطلق الطاقة مباشرة في الزجاج.
إنه أمر سريع للغاية. وهذا مفيد جداً عند التعامل مع قطع صغيرة جداً، حيث لا يوجد مساحة كافية لاستخدام أفران كبيرة.
لكن لا يمكنك ببساطة توصيل هذه المصابيح والتخلي عنها. نحن نستخدم معها أجهزة تحكم PID ومقاييس حرارية تتفاعل بسرعة. إذا تجاوزت درجة الحرارة الحد المطلوب، فإن الزجاج سيبدأ في الانحناء، وبمجرد أن يبدأ الزجاج في الانحناء، لا يمكن إعادته إلى شكله الأصلي.
المشكلات في النظام
الأمر ليس بهذه البساطة. لكي نحافظ على استقرار درجة الحرارة عند 0.1 درجة مئوية، يجب أن يكون التيار الكهربائي مستقراً. إذا كانت هناك معدات ثقيلة تعمل في نفس المكان، فإن تقلبات الجهد قد تؤدي إلى تذبذب درجة الحرارة، وبالتالي يعود الزجاج إلى حالة الانكسار.
يجب أن تستخدم جهاز تثبيت الجهد، حتى يكون التيار الكهربائي مستقراً، وبالتالي تكون درجة الحرارة مستقرة أيضاً. هذا هو الشيء الذي نريده بالضبط.