Кварцевое стекло. Его свойства, производство и применение - Глаголев С.П.
Скачать (прямая ссылка):
Два обстоятельства заставили отказаться при изготовлении ртутной лампы от обыкновенного стекла и перейти к стеклу кварцевому. Во-первых, во время горения цуги при режиме, соответствующем наиболее
Эффективной ОТДаче, выделяется ЗНачИТеЛЬ- Рис. 86. Первоначальный
ное количество тепла, под действием которого вид ртутной лампы, оболочка лампы сильно разогревается с риском деформироваться и даже лопнуть; во-вторых, при наличии оболочки, из обыкновенного стекла мы имеем возможность использовать лишь незначительную часть спектра излучения дуги, так как обычное стекло, как известно, поглощает все лучи с длиной волны короче 300 тр, т. е-; лучи в биологическом и химическом отношении наиболее интересные. Вполне понятно, что кварцевое стекло, не' обладая указанными недостатками, быстро вытеснило стекло обыкновенное, и в настоящее время почти все ртутные лампы (за исключением тех, которые применяются в целях освещения, например в киноиндустрии) делаются из кварцевого стекла.
В зависимости от целей, для которых предназначен источник, меняется и форма кварцевой лампы. На рис. 87 изображена весьма распространенная в настоящее время лампа фирмы Негаеив (Германия),
Рис. 87. Лампа системы Негаеиэ постоянного тока. Изготовлена в лаборатории
ультрафиолетовых лучей.
применяющаяся как при лабораторных работах, так и для медицинских целей. Лампа делается целиком из прозрачного кварцевого стекла, причем материалом служат кварцевые трубки. Процесс изготовления идет вручную обычными стеклодувными методами с той лишь разницей, что вместо воздушного дутья применяется дутье кислородное. Подробности устройства лампы, сходной по своей конструкци и слампой
1АК
Heraeus, видны из рис. 88. Благодаря чрезвычайно малому коэфициенту расширения кварцевого стекла невозможно впаять в него^ какой-либо металл таким образом, чтобы место спая не пропускало воздуха при разрежении. Это обстоятельство усложняет конструкцию кварцевых эвакуированных приборов с подводкой тока. В ртутных кварцевых лампах место впаивания обычно заливают ртутью, как показывает рис. 88. Очень часто вообще отказываются от впайки и электроды пришлифовывают к кварцу. Место шлифа заливается ртутью. Материалом для электродов служит обычно Рис. 88. Схема лампы типа .Quartz Transparent. 'Специальный Сплав железа
с никелем — инвар, коэфи-циент теплового расширения которого в довольно широких температурных пределах (приблизительно до 120°) близок к коэфициенту расширения кварцевого стекла. В горелку наливается ртуть до уровня, показанного штриховкой. Чтобы уменьшить количество ртути, идущей на каждую горелку,; в части Ь, на которые надеваются алюминиевые теплоотводящие пластинки с, _ вставляют полые кварцевые трубки, уменьшающие объем, занимаемый ртутью. Из рисунка видно, что форма отрицательного (направо) и положительного (налево) электродов различна. В то время как положительный электрод ? имеет большую поверхность, отрицательный стеснен узкой толстостенной трубкой /. Если бы не было этого сужения, то под влиянием того, что температура в области положительного полюса значительно больше, чем у отрицательного, наблюдалась бы непрерывная перегонка ртути от анода к катоду, чем нарушился бы вскоре нормальный режим
Рис. 89. Лампа системы Негаеиз переменного тока, изготовлен нал в лаборатории
ультрафиолетовых лучей.
горения лампы. Благодаря же наличию узкой части, где температура повышается за счет увеличения плотности тока, удается уравнять температуры положительного и отрицательного полюсов и устранить односторонний перенос ртути. Лампы Негаеив строятся на различные мощности, не превышающие обычно 300—4С0 V/. Рис. 89 представляет лампу Негаеигдля переменного тока. Она отличается отлампыпостоян-166
ноготока наличием второго анода. Из ламп, нашедших довольно широ-кое распространение в медицинской практике, следует упомянуть лампу Крамейера, в которой кварцевая трубка, где происходит дуговой разряд, окружена непрерывным током воды. Освещение происходит через кварцевое окошко.
Мы уже говорили, что при работе кварцевой лампы развивается большое количество тепла, довольно сильно раскаляющее стенки трубки. Обычно при интенсивном и длительном горении дуги отдельные части горелки нагреваются до температуры 600—700°, что конечно не может принести никакого вреда кварцевому стеклу. С точки зрения режима горения это повышение температуры является оправданным, так как с повышением температуры, а следовательно и давления ртутных паров, повышается и световая отдача. Повышению мощности ртутных ламп в значительной мере препятствует нагревание инварных шлифов, служащих электродами, что может повести при температуре выше 100° к .растрескиванию прилегающих слоев кварца, а также местные перегревания отдельных частей кварцевой трубки выше 1 000°, когда начинает давать себя чувствовать расстекловывание. Для устранения этих недостатков и повышения мощности ламп проф. Яроц-ким был разработан новый тип лампы с водяным охлаждением шлифов и трубки, в которой происходит разряд. Лампы подобного типа позволили достигнуть силы тока в 100 А и больше, против 4—6 А, применяемых обычно. Мощность отдельных ламп, построенных лабораторией ультрафиолетовых лучей, достигает 2,5 кШ.
