Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2007 №1

Журнал «Домашняя лаборатория»

Интересный спай получается в том случае, если между тщательно отцентрированными и ровными торцами трубок поместить диск или шайбу из медной фольги толщиной до 0,25 мм и нагреть её на горелке или т. в. ч. Такой дисковый спай выдерживает несколько сот циклов нагрева до 300 градусов, не занимает много места и позволяет пропускать через него большие токи. У него мала индуктивность. Сквозь такую толстую фольгу — фактически жесть — можно пропустить толстый медный стержень и впаять его мягким припоем. К сожалению, химическая стойкость такого впая невелика. Попытка стравить окись с наружной части экспериментального спая медь-стекло марки НС—3 слабым

раствором азотной кислоты привела к разрушению спая. Поэтому его надо беречь от сырости и защищать подходящей краской. Все несогласованные спаи меди со стеклом не разрушаются из-за текучести меди. Длительное термоциклирование наклёпывает металл, он становится твёрже, рвёт стекло и спай теряет герметичность.

Впаивание платинитовых вводов

Платинит является стандартным материалом для впаев в мягкие стёкла с К.Т.Р. 80-100• 10⁷. Все электрические лампочки обычного типа имеют платинитовые впаи. Заслуги платинита перед человечеством — неоценимы.

Если не удалось достать готового платинита на катушке, то его можно взять из готовых впаев. Проще всего его получить из спаев электродов рекламных трубок, выпускаемых московским заводом «Газосвет». Такая «добыча сыра из вареников» вполне себя оправдывает.

Разборку спая надо делать так: нагреть его на горелке до начала свечения (560°) и погрузить в воду. Остаток стекла аккуратно разбить на стальной плите молотком и, зажав один конец проволоки в тиски, слегка растянуть её плоскогубцами до выпрямления. Тянуть надо с такой силой, чтобы металл слегка «подался» — это универсальный способ. В той или другой форме, он пригоден для выпрямления всех проволок. Такая обработка не вредит платиниту (по крайней мере — советскому) и его можно паять обычным порядком, не опасаясь разрушения и неплотности в спаях.

Для получения бусинки на платинитовую проволоку, слабо прокалённую в окислительной зоне пламени, надевается отрезок капилляра, вытянутого из того же стекла, что и колба прибора, и, при необходимости, небольшой отрезок капилляра из свинцового стекла для защиты бусинки от перескакивания на неё разряда. Спай нагревается на горелке до образования бусинки. При необходимости он формуется с помощью пинцета и молибденовой иглы. Готовая бусинка впаивается в колбу прибора (см. рис. 6). Предварительное прокаливание платинита перед впаиванием необходимо для сжигания органических загрязнений на его поверхности и окисления поверхности.

При впаивании платинита его внешний медный слой в местах, не покрытых стеклом, окисляется. Если на слой этой окиси в вакууме будут действовать пары щелочного металла, например рубидия или цезия, то окись меди восстанавливается, отстаёт от проволоки, и эти проводящие кусочки попадают в готовый прибор.

Избежать этого можно следующим способом: платинит с напаянными бусинками следует протравить в смеси из примерно равных количеств нитрата аммония, раствора аммиака и воды. Травить необходимо в сосуде, прикрытом стеклом, чтобы пары аммиака не шли в помещение. В присутствии воздуха такая смесь медленно растворяет медь, не действуя на никель-железный сплав сердечника. При перетравливании деталей она растворяет и окись меди в спае, поэтому надо контролировать

процесс травления и вовремя его прервать. Однако, изменивший свой цветспай в пламени приобретает прежний вид. На качестве спая его избыточное травление не сказывается. Если на одной стороне проволоки медь надо сохранить, то напаивая бусинку, эту часть ввода запаивают в ампулку.

Платинит прекрасно сваривается контактной сваркой с титаном, нержавейкой, железом, никелем и многими другими металлами и сплавами. Если поверхностный медный слой удалить, то свариваемость значительно ухудшается. При сильном нагреве платинита в пламени, вакууме (или в инертном газе), например, при форсированном катодном распылении приваренного к нему титана, возможно плавление меди и разрушение впая.

Спаи вольфрам — стекло и молибден — стекло

Бусинки на вольфрамовой и молибденовой проволоке при наличии вакуума можно делать следующим способом:

Из соответствующего стекла вытягивается толстостенный капилляр длиной в 20–30 см. С одной его стороны делается утолщение. Трубка здесь запаивается на горелке до тех пор, пока просвет не будет составлять одну-две десятых доли миллиметра. На этот конец трубки при работе одевается тонкая хлорвиниловая трубка, идущая к водоструйному или роторному вакуумному насосу. Если у роторного насоса есть газобалласт, то его надо обязательно включить. Если нет, то между насосом и трубкой следует поставить стеклянную трубку достаточного объёма с высушенным при 180°силикагелем (алюмогелем) для улавливания подсасываемых из пламени горелки паров воды.

Обычное стекло «Пирекс» плохо подходит для спаев с вольфрамом. У него слишком мал К.Т.Р. ив спае возникают напряжения, которые разрушают спай. Только проволока диаметром меньше 0,3 мм может быть впаяна надёжно. Более толстые проволоки отрываются от стекла, причём, процесс разрушения впая протекает медленно. Только через несколько месяцев может наступить разгерметизация прибора. Никаким обычным отжигом исправить положение невозможно, поэтому следует делать бусинку из вольфрамового стекла ламп ДРЛ (а они бывают и из молибденового стекла) и паять её к пирексовой колбе через переходное стекло из равных частей этого стекла и пирекса.

Вольфрамовую проволоку перед впаиванием следует тщательно выпрямить, слегка нагрев её, а затем нагреть в пламени до образования сильного дыма. Можно также сильно (добела) нагреть проволоку, если она не очень толстая, либо прямым пропусканием тока, либо горелкой в растянутом состоянии. Это приведёт к тому, что она станет прямой и хрупкой, а внешний слой вольфрама с дефектами — сгорит. Из-за рекристаллизации вольфрама исчезнет его волокнистая структура.

Хрупкую проволоку можно не резать на алмазном круге, а быстро наломать на нужные отрезки с помощью плоскогубцев. На качестве спая это не скажется, так как сильный нагрев при заварке в стекло всё равно сделает вольфрам хрупким.

Отжиг вольфрама при высокой температуре приводит к повышению температуры хладноломкости. Для вольфрама комнатная температура является лютым полярным морозом и поэтому он при комнатной температуре будет хорошо ломаться, не расслаиваясь, а подогрев такую рекристализованную проволоку горелкой, её можно легко гнуть.

Обожжённый вольфрам следует зачистить мелкой наждачной бумагой или, лучше, протравить в 20 % растворе едкого натрия с добавкой 20 % красной кровяной соли до металлического цвета и промыть водой.