ガラスをアニーリングする際に適切な温度を測定する方法
もし、何の理由もなく実験用のガラス器具が割れてしまったことがあるなら、その気持ちはよくわかるでしょう。それは本当に辛い経験です。通常、これは内部応力が原因です。アニーリングのタイミングを間違えたり、ガラスを急激に冷却してしまったりすると、まるで時限爆弾のようになってしまい、真空状態や急激な温度上昇に遭遇した瞬間に爆発してしまいます。
だからこそ、私たちは一般的な工業用センサーを使わないのです。それらはあまりにも不正確すぎます。私たちが使用するのは、0.1℃の精度を持つ赤外線温度計です。この分野では、微細な違いが全てを決めてしまうのです。
应力の問題
ガラスは繊細です。プラスチックのように成形可能な状態から硬い状態へと移行するのは、ごく狭い範囲内で起こります。つまり、2～3度程度の変化です。それが、完璧なビーカーと、価値のない破片との違いです。
0.1℃の精度で冷却過程を追跡すれば、ガラスをちょうど最適な状態に保つことができます。そうすれば、分子構造が安定する時間が得られ、ガラスが変形してしまうこともありません。
なぜ0.1℃が重要なのか
安価な赤外線温度計では、±2℃の誤差が生じます。趣味で使うならそれで十分かもしれませんが、実験室では全く役立ちません。高精度の装置なら、ごくわずかな放射エネルギーの変化も検出できます。そうすれば、複雑な形状の表面にある「熱の集中する場所」を先に見つけ出すことができます。単に画面の数字を見ているだけではなく、熱がガラスの表面をどのように移動しているかを把握できるのです。
実際の状況
正直に言って、どんなセンサーも魔法の杖ではありません。エミッシビティという問題もあります。ホウケイ酸ガラスや石英は、センサーと同じように反応しません。使用する素材に合わせて設定を調整しなければ、0.1℃の精度も意味を成しません。また、これらの高感度な装置は、状況によっては不安定になることもあります。もし作業場に大きな窯があって、電磁波干渉が多く発生している場合、測定値が不安定になる可能性があります。その場合は、電子機器を保護して安定させる必要があります。