ทำไมอุปกรณ์แก้วสำหรับใช้ในห้องปฏิบัติการถึงแตกบ่อยๆ? และจะหยุดมันได้อย่างไร?
เคยมีประสบการณ์ที่อุปกรณ์แก้วในห้องปฏิบัติการแตกโดยไม่มีสาเหตุชัดเจนไหม? มันน่าหงุดหงิดมาก โดยปกติแล้ว ปัญหานี้ไม่ใช่เพราะโชคร้าย แต่เป็นเพราะความเครียดภายในอุปกรณ์นั่นเอง หากคุณไม่กำจัดความเครียดเหล่านี้ระหว่างกระบวนการอบ ก็เหมือนกับการสร้าง “ระเบิดเวลา” ขึ้นมาเลย ดังนั้น เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดี คุณจำเป็นต้องมีอุณหภูมิที่คงที่อยู่ที่ 0.1°C
นั่นอาจฟังดูเหมือนเป็นค่าที่เล็กมาก แต่มันสำคัญมากเลยทีเดียว และการจะได้อุณหภูมิที่แม่นยำขนาดนี้ได้ ก็ขึ้นอยู่กับสองสิ่ง นั่นก็คือ เครื่องทำความร้อนแบบอินฟราเรด และอุปกรณ์ที่ใช้ยึดเครื่องทำความร้อนเหล่านั้นไว้
ปัญหาของอุปกรณ์ยึดแบบโลหะ
คนส่วนใหญ่มักเริ่มต้นด้วยอุปกรณ์ยึดแบบโลหะธรรมดาๆ แต่ปัญหาก็คือ โลหะจะขยายตัวและหดตัวเมื่ออยู่ในอุณหภูมิสูง ในเตาอบที่มีความแม่นยำสูง การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมินี้จะสร้างจุดร้อนขึ้นมาได้
นั่นคือเหตุผลที่เราเปลี่ยนมาใช้อุปกรณ์ยึดแบบเซรามิกแทน อุปกรณ์ยึดแบบเซรามิกจะไม่เคลื่อนที่เลย แม้ว่าอุณหภูมิจะสูงมากก็ตาม นอกจากนี้ อุปกรณ์ยึดแบบเซรามิกยังมีความแม่นยำสูงอีกด้วย หากอุปกรณ์ยึดเคลื่อนที่ ก็จะเกิดแรงต้านทานในการสัมผัส ซึ่งจะสร้างความร้อนขึ้นมาได้ หากอุปกรณ์ยึดเสียหาย ค่าความแม่นยำ 0.1°C ก็จะหายไป และอุปกรณ์แก้วก็มีโอกาสแตกทันทีที่เริ่มเย็นลง
การควบคุมกระบวนการเย็นลง
การอบอุปกรณ์ไม่ใช่แค่การเพิ่มอุณหภูมิเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการควบคุมการลดอุณหภูมิด้วย อุปกรณ์ยึดแบบเซรามิกเหมาะสำหรับเรื่องนี้มาก เพราะมันสามารถรับความร้อนได้โดยไม่สร้างความร้อนเพิ่มเติมให้กับอุปกรณ์ นั่นหมายความว่า ตัวควบคุม PID สามารถรับข้อมูลจากเซ็นเซอร์ได้อย่างรวดเร็ว ทำให้กระบวนการทั้งหมดสามารถควบคุมได้ดีขึ้น
ข้อควรระวังในการใช้งานจริง
อุปกรณ์ยึดแบบเซรามิกก็ไม่ใช่ว่าจะสมบูรณ์แบบเสมอไป มันมีความเปราะบาง ต่างจากอลูมิเนียมที่อาจจะบิดเบี้ยวได้ แต่อุปกรณ์ยึดแบบเซรามิกจะแตกได้ง่ายหากมีการบังคับให้หลอดไฟอยู่ในมุมที่ผิด หรือหากอุปกรณ์ตกลงมาบนพื้น ดังนั้น คุณต้องระมัดระวังขณะติดตั้งอุปกรณ์เหล่านี้ ควรปฏิบัติกับมันเหมือนกับอุปกรณ์แก้วเลย
อีกหนึ่งข้อควรระวังคือ แหล่งจ่ายไฟต้องมีความแม่นยำสูง คุณอาจมีอุปกรณ์ยึดแบบ SK15 ที่ดีที่สุดในโลก แต่ถ้าแรงดันไฟฟ้าไม่สม่ำเสมอ อุณหภูมิของอุปกรณ์ก็จะเปลี่ยนแปลงได้ ดังนั้น ควรใช้แหล่งจ่ายไฟแบบ DC ที่มีความแม่นยำสูง หรือแหล่งจ่ายไฟแบบ AC ที่มีความแม่นยำสูง เพื่อให้อุณหภูมิของอุปกรณ์คงที่