なぜ、わずか0.1℃の違いが重要なのか？ 実験用のガラス器具が突然割れてしまったことはありませんか？何の前触れもなく、衝撃もなく、ただひびが入っただけです。 通常、これは内部応力が原因です。ガラスが急激に、または不均一に冷却されると、材料の中に張力が生じます。まるで時限爆弾のようなものです。これを防ぐために、私たちは中波赤外線ランプを使用します。なぜかというと、短波ランプよりもホウ珪酸ガラスとの相性が良いからです。短波ランプは光を反射するだけですが、中波赤外線ランプは光を材料の中に浸透させるのです。
適切な熱量を得るためには、オートクレーブで初めて加熱される際にビーカーが割れないように、正確なアニーリングポイントを見極める必要があります。 たった1℃の誤差でも、10年間使える道具と、すぐに壊れてしまう道具との違いにつながります。そのため、私たちはMWIR素子と、0.1℃単位で精度を保つことができるPIDコントローラーを組み合わせています。 重要なのは「表面」です。もしランプの出力が強すぎたり、波長が合っていなかったりすると、ガラスの表面が過度に膨張してしまいます。そうなると、再び応力によるひび割れが生じます。MWIRは適度な深さまで浸透し、全体を均等に加熱します。
もちろん、完璧なものは存在しません。これらのランプは、単に高い温度を出すために作られているのではありません。安定性を重視して作られているのです。 確かに、高ワット数のランプを使えば、ガラスをより早く加熱できます。しかし、その場合、加熱過程を正確に調整するのは非常に難しくなります。ソリッドステートリレーの切り替え速度とのバランスを取る必要があります。もし追いつかなければ、温度のばらつきが生じ、0.1℃の制限を超えてしまいます。 また、物理的な設置も重要です。単にランプを箱の中に入れておくだけでは不十分です。熱の分布を考慮し、冷たい部分ができないように適切な間隔を保つ必要があります。 反射器も正確に設置する必要があります。数度でもずれていると、どんなに精巧なランプでも、不均一な応力が生じてしまいます。それは少し複雑な問題ですが、正しく設定することが、ガラス器具が爆発しないようにする唯一の方法です。