يُستخدم الفرن في المختبر في المقام الأول لتسخين العينات إلى درجات حرارة عالية لمختلف العمليات العلمية. وتشمل هذه العمليات التخليق الكيميائي، ومعالجة السيراميك، وتلدين المعادن، وإجراء البحوث في علوم المواد والهندسة وعلوم الأغذية والدراسات الجيولوجية. وتختلف الأفران عن الأفران بسبب قدرتها على العمل في درجات حرارة أعلى بكثير، تتجاوز عادةً 500 درجة مئوية.
أنواع أفران المختبرات:
- الأفران الأنبوبية: تتكون من حجرات أسطوانية مزودة بعناصر تسخين، وهي مناسبة للعينات الأصغر حجماً وغير العضوية. وهي تُستخدم في عمليات مثل التنقية والطلاء والتجفيف والتصلب وتعتيق العينات. ويمكنها أيضًا التعامل مع التلدين واللحام بالنحاس والتكليس تحت جو خامل.
- الأفران الصندوقية: وهي متعددة الاستخدامات ويمكنها استيعاب عينات أكبر أو عينات متعددة في وقت واحد. تُستخدم لمجموعة واسعة من التطبيقات بما في ذلك المعالجة الحرارية والتلبيد والصهر.
- أفران الدثر: تُعرف هذه الأفران بقدرتها على منع تلوث العينة بنواتج الاحتراق، حيث أن عناصر التسخين معزولة تمامًا عن المادة التي يتم تسخينها. تُستخدم عادةً في تطبيقات الرماد والتجفيف ودرجات الحرارة العالية.
تطبيقات أفران المختبرات:
- التلدين: تعمل هذه العملية على تحسين ليونة العينات المعدنية وقابليتها للطرق، مما يسهل التعامل معها.
- إزالة المذيبات: تُستخدم في العمليات الكيميائية لتبخير المذيبات من العينات.
- التعقيم: فعال في قتل الكائنات الحية الدقيقة، مما يجعلها مفيدة في الأبحاث الطبية والبيولوجية.
- معالجة البوليمر: مهم في إنتاج البلاستيك والمواد الأخرى القائمة على البوليمر.
- احتراق الموثق: تستخدم في صناعة السيراميك لإزالة المواد الرابطة من مساحيق السيراميك قبل التلبيد.
كيف تعمل أفران المختبرات:
تستخدم أفران المختبرات نقل الحرارة المشعة لتسخين العناصر الموضوعة داخل حجرة الفرن. تضمن هذه الطريقة درجات حرارة موحدة في جميع أنحاء الغرفة، مما يسهل الحصول على نتائج متسقة عبر مختلف التطبيقات. الأفران مصممة بعزل حراري لتحسين الكفاءة من خلال تقليل معدل الانتقال الحراري، وعادةً ما يتم تصنيعها من الفولاذ لمنع تسرب الحرارة المشعة إلى الخارج.
باختصار، تُعد أفران المختبرات ضرورية لمجموعة واسعة من العمليات العلمية والصناعية التي تتطلب تحكمًا دقيقًا وعالي الحرارة. إن تعدد استخداماتها وقدرتها على التعامل مع أنواع مختلفة من المواد والعمليات تجعلها أدوات لا غنى عنها في المختبرات الحديثة.
