なぜ実験用のガラス器具が割れてしまうのか？（そして、それを防ぐ方法） どうしても理由もなく実験用のガラス器具が割れてしまったことはありませんか？とてもイライラしますよね。通常、これは単なる不運ではなく、内部に生じる応力が原因です。アニーリングの際にその応力を解消しなければ、まるで時限爆弾を作っているようなものです。正しく行うためには、温度勾配を0.1°C以内に保つ必要があります。 これはごくわずかな差に思えますが、実際には非常に重要です。そして、このような精度を実現するためには、赤外線加熱素子と、それを固定するホルダーが不可欠です。
金属製ホルダーの問題点
多くの人々は、一般的な金属製ホルダーを使います。しかし、金属は高温になると膨張したり収縮したりします。高精度なオーブンでは、この「熱歪み」が大きな問題となります。これにより、ランプの焦点が少しずれて、 hot spotが生じてしまいます。 そのため、私たちはSK15セラミック製ホルダーに切り替えました。これらのホルダーは全く動きません。たとえ極端な高温になっても、形状を保ち続けます。 さらに、フィット感も良いです。ホルダーが緩むと、接触抵抗が生じ、局部的な発熱が起こります。ホルダーが変形したり破損したりすると、0.1°Cという精度は失われます。そうなると、ガラス器具は冷却が始まるとすぐに割れてしまいます。
冷却プロセスのコントロール
アニーリングとは、単に温度を上げるだけではありません。重要なのは、アニーリングポイントから歪みが生じるポイントまでの移行をどのようにコントロールするかです。 セラミック製ホルダーは、余分な熱をチャassisに与えることなく、熱を受け止めることができるため、非常に適しています。これにより、PIDコントローラーはセンサーのフィードバックを正確に把握し、迅速に反応することができます。これにより、全体のプロセスがよりコントロールしやすくなります。
実際の注意点
もちろん、セラミックも完璧ではありません。セラミックは脆いのです。 アルミニウムのように曲がるだけで済むのとは違い、セラミック製ホルダーは、ランプを間違った角度で挿入したり、装置を床に落としたりすると簡単に割れてしまいます。設置する際には、十分に丁寧に扱う必要があります。まるでガラスのように扱うべきです。 最後に、電源も正確でなければなりません。世界で最も優れたSK15製ホルダーを使っていても、電圧が不安定だと、ガラス器具の温度が変動してしまいます。安定したDC電源や精密なAC電源を使用して、赤外線出力を安定させることが重要です。