なぜ、ガラスのアニーリングにおいて0.1℃という精度が重要なのか？
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、衝撃も与えられていないのに、突然ひび割れが生じるのです。
これは通常、内部応力が原因です。アニーリングの過程で温度が数度でも変動すると、まるでガラスに時限爆弾を仕掛けているようなものです。だからこそ、私たちは0.1℃という精度にこだわるのです。ホウケイ酸ガラスや石英を扱う際には、「十分に正確」というだけでは不十分です。
秘訣はツインチューブ式の装置にある
多くの人はシングルチューブ式のランプを使用していますが、問題は、熱が不均一に分布してしまうことです。私たちはツインチューブ式の赤外線装置を使うことで、熱をより均一に分散させています。これにより、より大きな表面積が得られ、熱流も安定します。そして、0.1℃の精度を実現できるコントローラーを組み合わせることで、ガラスが割れる原因となる不均一な温度勾配も解消されます。
最適な温度を見極める
ガラスが塑性体から硬質体へと変化するのには、ちょうど良い温度帯があります。
温度が高すぎると、ガラスが変形してしまいます。逆に、温度が低すぎると、応力が内部に残ってしまいます。
私たちは即座に反応するIR素子を使用しています。PIDコントローラーが信号を送信した瞬間に、ランプが即座に反応します。古いタイプの抵抗加熱器のように、面倒な「熱的オーバーシュート」も起こりません。非常に迅速かつ正確です。
代償（正直なところ）
もちろん、このような高精度の制御は「そのまま使える」というわけではありません。高精度のIR加熱には、電源装置に大きな負荷がかかります。単純なリレーを使ってもうまくいきません。0.1℃の精度を維持するためには、高周波SCRやサイリスタが必要です。また、高出力のため、冷却ファンが止まった場合、フィラメントがすぐに破損してしまう可能性があります。筐体がその熱負荷に耐えられるかどうかを確認しておく必要があります。そうしないと、最も重要な時に設定値が変わってしまいます。
しかし、一度設置して動作させれば、真空や高圧環境下でもガラスが壊れる心配はありません。