Интернет-журнал 'Домашняя лаборатория', 2007 №1 - Журнал «Домашняя лаборатория»
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Другие стёкла этой группы читатель может обнаружить следующим образом: Надо взять любое «платиновое» стекло и вытянуть из него палочку диаметром около полутора миллиметров. Такую же палочку следует сделать и из стекла, К.Т.Р. которого следует определить.
Обе палочки надо вложить вместе вдвое, сплавить на горелке и вынув из пламени не спеша растянуть в нить. Если стёкла имеют одинаковый К.Т.Р., то после остывания нить останется прямой, а если нет, то изогнётся, причём, стекло с меньшим коэффициентом расширения будет с наружной стороны дужки.
Таким методом можно грубо определять К.Т.Р. не только «платиновых», но и других групп стёкол.
Молибденовые стёкла. Эта группа стёкол представлена не так щедро, как предыдущая. Сюда можно отнести стёкла из колб старых вакуумных ламп, мощных ламп накаливания, прозрачное для ультрафиолета стекло «УС-4 9» и, условно, ампульное стекло НС-3. Последнее стекло «короткое» очень прочное на излом и очень удобное для изготовления одноразовой лабораторной посуды и пипеток. Паять его с молибденовыми стёклами надо с большим мастерством и контролировать напряжения в спае.
Собственно молибденовые стёкла теперь, похоже, выпускаются мало и представлены лишь старыми запасами. Из них, правда, делают трубки гелий-неоновых лазеров, так как они меньше, чем стёкла «Пирекс» проницаемы для гелия. Паять с молибденом и коваром можно без ограничений, но следует помнить о двух вещах: поверхность этого стекла сильно «выгорает» и в спаях легко возникают микротечи и не отожжённые детали (например, штенгеля) могут растрескаться в любое удобное для них время, например, через несколько лет. Это коварство надо пресекать с помощью отжига.
Стекло «УС-4 9» более легкоплавкое, чем классическая «молибденка» и даёт с ней не осень согласованный спай. Оно прозрачно до 200 нанометров. Однако, окна из него следует делать возможно более тонкими, так как линии излучения некоторых металлов лежат вблизи этой границы… Для диаметра окна в 36 миллиметров шлифованное и полированное окно толщиной 0,6–0,7 мм, которое раздули в выпуклость со стрелкой около четырёх-пяти миллиметров вполне надёжно. Из этого стекла можно на горелке изготовить трубку теми же приёмами, что и из свинцового стекла.
Стёкла типа «Пирекс» — твёрдые и тугоплавкие. Они широко представлены в лабораторной практике и являются излюбленным материалом у стеклодувов, так как устойчивы к растрескиванию и не так требовательны к отжигу. При наличии кислородного дутья их обработка не представляет сложностей.
Они представлены несколькими марками отечественного и зарубежного производства. Поэтому любой попавший в Ваши руки «пирекс» следует проверить на совместимость по К.Т.Р. и ни в коем случае не делать сложных спаев из разных стёкол этой группы. Способы спаивания стёкол с близкими, но не одинаковыми свойствами будут нами описаны далее.
Глава 3. Металлы.
Для работы с металлами необходимо знать их основные свойства и характерные особенности, так как зачастую именно они являются основанием для применения именно этого металла для конкретной детали.
Описания свойств металлов, обычно применяемых в вакуумной технике и при изготовлении газоразрядных приборов, в частности, есть почти во всех книгах по вакуумной технике и в некоторых книгах по стеклодувному делу. Вопросы получения спаев металл-стекло подробно описаны в книге М.А.Любимова «Спаи металла со стеклом» М.: Энергия. 1968 г.
Мы рассмотрим этот вопрос под углом зрения своих задач.
Поскольку в условиях мелкосерийного и единичного производства часто приходится использовать случайные детали из заводских ламп, то нужно научиться определять, из какого материала они изготовлены.
Довольно просто можно определить железо, никель и железосодержащие сплавы. Если они не магнитные сами, как нержавеющая сталь, то их окислы, полученные сжиганием на горелке, магнитом притягиваются, так как в них образуются ферриты. Это служит указанием на наличие в сплаве железа.
Тугоплавкие металлы, вольфрам и молибден дают волокнистый или хрупкий излом и дымят при нагреве. Сжигая металл на горелке, при некотором навыке можно отличить молибден от вольфрама. Окись молибдена окрашивает пламя в бледный зеленоватый цвет. Окислы молибдена более летучи и белее, чем у вольфрама.
Если металл впаян в стекло, то его можно определить по цвету спая. Молибден даёт коричневый, а вольфрам — жёлтый спай. Если впаиваемый металл имеет в своём составе хром и его перед спаиванием на заводе отожгли во влажном водороде, то спай будет иметь зелёный цвет. Ковар даёт серый, а платинит и медь — красные цвета. Впаиваемый металл может быть покрыт медью и иметь красноватый цвет её закиси. Платина, а также другие металлы, если они были впаяны под вакуумом, например, молибденовая фольга в кварц, имеют естественный металлический цвет.
Тщательно осматривая спай металла со стеклом можно определить и его состояние. Это бывает необходимо, если лампа не работает или работает плохо. Особенно это касается ламп с кварцевыми баллонами, вводы в которые выполнены из молибденовой фольги. Если при осмотре фольги на ней с одной стороны обнаруживаются интерференционные цвета, как на мыльной плёнке, значит произошло отслоение металла от кварца и в прибор натёк воздух.
Этим же методом можно определить и состояние не фольговых, обычных спаев, но для них подобные дефекты не характерны (мы имеем в виду заводские приборы).
Другие металлы можно определять по удельному весу (вольфрам и тантал тяжёлые, а молибден и ниобий — легче и более гибкие), по цвету окисной плёнки — титан и цирконий окисляются в пламени до красивого синего и фиолетового цвета.
По цвету искры, стачивая металл на наждачном камне, можно приближённо определить тип стали. Искры от малоуглеродистой стали — длинные и с малым количеством звёздочек. Короткие искры со звёздочками указывают на высокоуглеродистую сталь. Их можно видеть, стачивая на круге напильник. Быстрорежущие стали дают длинные и красные искры. Легированные стали, даже не нержавеющие, имеют большую чистоту по сере, кислороду и фосфору и медленнее рекристализуются. Поэтому их излом более мелкозернистый, чем у углеродистых.
Особо чистые по неметаллическим включениям стали типа ШХ-15, быстрорежущие могут упруго деформироваться не разрушаясь. Их трудно сломать, они хорошо выдерживают удары. Сделать из них зубило, заточить поострее, да ещё термообработать как следует — и лучшего не надо! Но запасая большую энергию при деформации, такие изделия могут давать опасные для глаз осколки при разрушении. Работать с таким инструментом надо обязательно в очках, удаляя детей из опасной зоны.
Опилки титана, циркония, магния ярко вспыхивают в пламени горелки. Некоторые сплавы редкоземельных элементов искрят при ударе. При очень сильном нагреве титан, цирконий, ниобий и тантал горят и дают
