Обработка стекла (стр. 4 из 6)
Часто при сплавлении стекла с металлом образуются бусинкообразные пузырьки газа. Опыт показывает, что их появление в большинстве случаев вызывается металлом. Если явление газообразования при вплавлении повторяется, то надо еще раз обработать металл в вакууме. Необходимо' также тщательно осматривать стекло. Перед вплавлением стекло следует подвергать основательной очистке. Долго хранившиеся стекла часто загрязнены и покрыты пленкой воды. Это может существенно нарушать вакуум. После очистки стекла в разбавленном растворе плавиковой кислоты трубка или стержень хорошо высушиваются в пламени. Только после этого можно производить вплавление. При сильной токовой нагрузке и в особенности в высокочастотных полях существенное значение имеет поверхностное сопротивление стекла. О его величине можно судить по значению точки Tkim. Это значение соответствует температуре, при которой удельное электрическое сопротивление стекла достигает значения 100 Л/ол<=108ом. Чем больше Tjlloo, тем выше омическое сопротивление при температурных нагрузках.
Обычно температура Тк_гоосвинцовых стекол выше, чем стекол, не содержащих свинца. Tfllooлегкоплавких стекол меньше, чем тугоплавких. Мягкие стекла, пригодные для сплавления с металлом, даны в табл. 1,18.
Границы применимости стекол ваковит 501 и 511 перекрываются и являются нерезкими. Прежде всего, перекрываются области применения тонких проволок. Во многих случаях для получения безукоризненного сплавления необходимо перед соединением со стеклом проводить в течение %—1 час. термическую обработку металла при 800—1000 ° С во влажном водороде с последующим медленным охлаждением. Сплавы никель — железо и никель — железо — кобальт нельзя подвергать слишком сильному окислению. Правильным цветом вплавления является серый, а не черный. Если слой окиси имеет густую черную окраску, то он может легко отделиться. При этом нарушится герметичность. Если граница раздела между застывшими стеклом и металлом имеет серый цвет, то прочность максимальна.
Иногда оказывается необходимым удалить с металла слой окалины, возникающий при вилавленни. Это можно выполнить двумя путями:
1. При помощи восстановления. Металлическая деталь нагревается в атмосфере водорода до красного каления и в течение длительного времени обдувается увлажненным воздухом. При этом восстановление слоя окиси происходит тем быстрее, чем выше была взята температура.
2. При помощи травления. Для разрыхления слоя окалины обрабатываемая деталь кладется па 5—10 минут в ванну, содержащую примерно 20 вес % серной кислоты, около 1% протравы, применяющейся для серной кислоты, остальное — вода; температура 80—90 С; затем металл споласкивается водой и дополнительно протравляется в разбавленной азотной кислоте. Обработка в ванне не должна быть продолжительной, чтобы не вызвать слишком сильного разрушения металла. Далее, деталь снова споласкивается водой и на короткое время опускается в разбавленную соляную кислоту. После основательного обмывания водой следует тщательная сушка. Этот метод травления применим к ваковитам 501, 511, 540 и вакону. При сплавлении твердого стекла; в особенности с молибденом и вольфрамом, надо следовать еще таким указаниям.
Прежде всего из подходящего сорта стекла изготовляют тонкостенную стеклянную трубочку, так что проволока как раз в нее проходит. Эта проволока предварительно осторожно нагревается в окисляющем пламени до появления темно-синего налета.
Вплавлсние электродов.
Затем проволоку продвигают в трубочку и быстро сплавляют с ней на кислородной стеклодувной горелке. Стекла, предназначенные для сплавления с молибденом и вольфрамом, можно сплавлять и с другими сортами стекол, например с дураном или супер-максом. После сплавления вольфрамовая проволока должна быть оранжево-красной, а молибденовая — шоколадно-коричневой. На самой проволоке должны образоваться пузырьки. Для выбора материалов при сплавлении металлов с твердым стеклом служит табл. 1,19.
Очень часто приходится впаивать маленькие электроды в разрядные трубки. Поэтому следует сделать некоторые указания о наиболее целесообразном методе такой впайки. На рис. а изображен отрезок тросика, который припаян к вплавляемой платиновой проволоке. Впайка электрода лучше всего осуществляется следующим образом: алюминиевый штифт нагревают в пламени горелки до температуры, близкой к температуре плавления, и доведенную таким же образом до светлого каления платиновую проволоку вдавливают па несколько миллиметров в размягченный алюминий. После этого проволоку и кусок тросика обволакивает расплавленным стеклом для впаивания, из которого заранее изготовили трубку с расширением на верхнем конце. Затем трубку надевают па проволоку, Ту часть трубки, которая окружает наплавленное на проволоке стекло, осторожнонагревают в окисляющей части пламени и сплавляют без образования пузырьков со стеклом, наплавленным на проволоке. Затем электрод вводится в приготовленную стеклянную трубку, имеющую вверху соответствующее отверстие.
Вплавление электродов в кварцевое стекло при помощи молибденовой фольги.
Вслед за этим сплавляют край отверстия с трубкой на электроде.
Кроме вплавления, в. настоящее время широко применяется наплавление. Применяемые материалы требуют при этом соответствующей предварительной обработки. Наплавляемое медное кольцо должно быть соответственно изготовлено и подготовлено к процессу наплавки. Важным здесь является то обстоятельство, что эластичность меди при термообработке так велика, что растрескивание стекла можно устранить. Такие поверхностные наплавки можно производить также на кварце, применяя молибденовую фольгу.
Этот прием изображен на рис.: сначала к отрезку молибденовой или вольфрамовой проволоки приплавляются молибденовые фольги толщиной 15 ж и шириной 4 ммс небольшой прокладкой из платиновой фольги. Сплавливаемое место подготавливается таким образом, что между В и Dкварцевая трубка сплющивается, как показано в разрезе, затем в нее вводится армированная фольга, и трубка откачивается. Последнее необходимо для предохранения фольги от окисления. Затем кварцевую трубку между В и Dнагревают пламенем гремучего газа настолько, чтобы обеспечить прилипание кварцевого стекла к фольге. Затем колпачок А можно отрезать, а кварцевую деталь подвергнуть дальнейшей обработке.
Несмотря на то, что коэффициент теплового расширения молибдена почти в девять раз превосходит коэффициент расширения плавленого кварца, подобные спайки весьма надежны и нечувствительны к температуре. Они выдерживают ток силой во много ампер.
Зависимость допустимой токовой нагрузки от диаметра вплавленной проволоки из вольфрама, молибдена, меди и константана изображена на рис.
Д) Вплавление вводов в стекло
В последнее время в радио- и высокочастотной технике применяются стеклянные проходные изоляторы, для которых имеются соответствующие стандарты. Этот метод ввода легко осуществляется при помощи вспомогательных приспособлений и применяется поэтому при изготовлении конденсаторов, трансформаторов, сопротивлений и других деталей электротехнических' устройств. Такой стеклянный ввод состоит из пригодного для впайки плотного в отношении вакуума стеклянного изолятора, в который введено два или большее количество коаксиальных металлических частей. Это дает возможность получать надежно изолирующий ввод электрических проводников и заключать последние в металлический футляр, предохраняющий чувствительные части прибора от внешних воздействий. Для ввода применяются специальные температуростойкие сорта стекол с высокими изолирующими качествами. Недавно для одиночных и многопроводных вводов стали применять спекающееся стекло. Этим достигается высокая по сравнению с прозрачным стеклом механическая и термическая прочность.
В зависимости от формы и сорта стекла можно отметить следующие электрофизические свойства стеклянного ввода:
1. Удельное сопротивленпе стекла от 0,6·1012 до 1011ом-см.
2. Допустимая температура при длительной работе:
а) легкоплавкие соединения от —70 до +150° С;
б) тугоплавкие соединения от —70 до +300° С.
3. Максимальная пробивная прочность при 760 ммрт. ст. и при пути скользящего разряда 20 ммоколо 1 кв/мм.
4. Средняя пробивная прочность около 40 кв/мм.
5. Зависимость рабочего напряжения от пути поверхностного разряда по стандарту.
| Путь поверхностного разряда, лип | Рабочее напряжение, в | Постоянное рабочее напряжение, в |
| 1 | 125 | НО |
| 2 | 380 | 440 |
| 3 | 500 | 600 |
| 4 | 750 | 800 |
| 6 | 1000 | 1200 |
| 10 | 1500 | 1500 |
| 14 | 2000 | 2200 |
| 20 | 3000 | 3000 |
| 36 | 6000 | 6000 |
Е) Соединение стекло — металл — фарфор
Повышение электрических нагрузок вызвало введение керамических материалов в вакуумную технику. Кроме обычных фарфоров и допускающих высокие нагрузки металлических окислов, таких, как окись циркония, окись магния,окись тория, окись титана, в последнее время признание получили магниевые силикаты. Это произошло главным образом потому, что последние могут быть легко сплавлены со стеклянными трубками, обеспечивая надежные в отношении вакуума переходы от металла к керамике. Для впайки необходимо выбирать такой сорт стекла, коэффициент расширения которого был бы меньше, чем коэффициент расширения применяющейся при этом керамики.