Warum Laborglas ständig zerbricht – und wie man das verhindern kann
Es gibt nichts Frustrierenderes, als Stunden damit zu verbringen, ein Stück Laborglas herzustellen – nur um es anschließend während des Abkühlvorgangs zerbrechen zu sehen. Das ist wirklich enttäuschend. Meistens liegt der Grund dafür in internen Spannungen im Glas.
Wenn die Temperatur nicht konstant ist, zieht sich das Glas gegenseitig an. Diese Spannung steigt immer weiter an – bis schließlich das Glas zerbricht. Um das zu verhindern, verwenden wir hochpräzise Infrarotkomponenten. Wir halten die Temperatur innerhalb einer Toleranz von nur 0,1 °C, damit das Material während des Abkühlvorgangs genau dort bleibt, wo es sein sollte.
Die Macht von 0,1 °C
Wenn man mit Borosilikat- oder Quarzglas arbeitet, muss man sehr vorsichtig sein. Der Unterschied zwischen einem „perfekt entspannten“ Glas und einem „vollständig zerstörten“ Glas ist äußerst gering. Wenn die Heiztemperatur um ein paar Grad abweicht, entstehen Hotspots – das ist katastrophal. Deshalb verwenden wir Infrarotkomponenten mit einer Genauigkeit von 0,1 °C. So wird die Wärme gleichmäßig auf das gesamte Glas aufgeteilt. Dadurch wird verhindert, dass die Außenschicht schneller abkühlt als das Innere – denn genau da entstehen die Risse.
Billige Steuergeräte versuchen oft, die richtige Temperatur zu finden – indem sie ständig hin und her schwanken. Wir tun das nicht. Wir verwenden stabile Infrarotemitter in Kombination mit schnellen PID-Schleifen – dadurch bleibt die Wärme an Ort und Stelle.
Die Entfernung spielt eine wichtige Rolle
Wo man den Infrarotelement platziert, ist entscheidend. Ist es zu nah, wird eine Stelle überhitzt und das Glas wird zerstört. Ist es zu weit entfernt, sinkt die Energie – und der Abkühlvorgang dauert ewig. Es handelt sich dabei um ein Gleichgewicht zwischen der Leistung der Lampe und der Entfernung zum Glas. Man möchte die Oberfläche schließlich nicht verbrennen.
Wir empfehlen in der Regel eine kalibrierte Entfernung – je nach Dicke des Glases. Dadurch können die Infrarotwellen tatsächlich ins Material eindringen, anstatt nur die Oberfläche zu berühren.
Leistung versus Stabilität
Hier kommt das Problem: Wenn man eine Genauigkeit von 0,1 °C erreichen will, kann man nicht einfach die Leistung erhöhen und darauf hoffen, dass alles gut geht. Man braucht ein schrittweises Heizeprofil. Wenn man die Leistung zu schnell erhöht, überschreitet man das Zielwert – das Glas wird dann bereits vor Beginn des Abkühlvorgangs zerbrechen. Die Stromversorgung muss also in der Lage sein, solche feinen Anpassungen ohne Aussetzer durchzuführen. Das erfordert etwas Geduld beim Aufwärmen – aber es ist deutlich besser, als von vorn anzufangen.