Кварцевое стекло. Его свойства, производство и применение - Глаголев С.П.
Скачать (прямая ссылка):
Материалом для такого рода насосов служит обычно стекло. Имея целый ряд ценных преимуществ (едва ли не самое главное простота изготовления), стеклянные насосы страдают вместе с тем серьезными недостатками, важнейшие из которых сводятся к слабой термической и механической прочности. Помимо общей хрупкости стеклянные насосы легко трескаются и выбывают из строя благодаря внезапным местным перегревам или, наоборот, охлаждениям. Чересчур сильное и быстрое нагревание насоса в момент пуска его в ход, внезапная остановка охлаждающей насос воды, капля ртути или струя холодного воздуха, пришедшие в соприкосновение с разогретой стеклянной стенкой, все эти и масса других причин способны вызвать растрескивание стекла и остановку всей работы. Опасность перегрева и невозможность в случае обыкновенного стекла достигнуть большого градиента температур заставляли искусственными способами уменьшать производительность насоса, ослабляя нагревание.
Указанными недостатками не обладают насосы, сделанные из металла (сталь) или кварцевого стекла. Ни в том, ни в другом случае резкие изменения температуры и неоднородности нагрева не опасны. Однако металлические насосы помимо вынужденной сложности конструкции и трудности изготовления обладают еще целым рядом специфических недостатков (недостаточная надежность уплотнений в местах соединения отдельных металлических деталей, трудность обез-гаживания, легкость, с которой металл может подвергнуться коррозии в случае активных газов, и т. д.), в значительной степени ограничивающих их применение в лабораторной практике. Остается таким образом кварцевое стекло, которое служит прекрасным материалом для изготовления не только насосов, но и целых частей вакуумных установок. Кварцевый конденсационный насос не только обладает значительно большей производительностью, чем насос из обыкновенного стекла, но он значительно безопасней в смысле аварий, так как при нем полностью устраняются все термические причины последних. В силу этого он требует меньше ухода и присмотра. Рис. 122 дает внешний вид кварцевого насоса фирмы The Thermal Syndicate. Мы видим, что такой насос можно безопасно греть на голом огне, не применяя асбе-13* ' 19*
стовых покрытий. Этим помимо экономии газа достигается также уменьшение тепловой инерции: кварцевый насос значительно быстрей начинает работать после зажигания горелки по сравнению с насосом из обыкновенного стекла. Рис. 123 дает фотографию установки для откачки кварцевых ртутных ламп лаборатории ультрафиолетовых лучей Государственного политехнического музея. Все части, находящиеся под высоким ракуумом, насос Langmuir а, аппарат для перегонки ртути Ь, промежуточная канализация, сделаны из кварцевого стекла. Опыт показал, что такая установка работает безотказно при самых тяжелых
термических условиях.
Установки высокого вакуума, сделанные целиком из кварцевого стекла, обладают чрезвычайно ценным свойством легко обезгаживаться, что позволяет достигнуть со сравнительной легкостью крайних пределов разрежения. Легкость удаления газа обусловливается возможностью прогревать отдельные части (не исключая спаи и массив-
№
л 1
Рис. 122. Внешний вид кварцевого конденсационного насоса фирмы The Thermal Syndicate.
Рис 123. Установка для откачки ртутно-кварцевых ламп, сделанная целиком из кварцевого стекла.
ные детали) до температуры порядка 800 — 900°, что понятно невозможно для обыкновенного стекла. Это же свойство кварцевого стекла может оказаться полезным при изготовлении самых разнообразных приборов, так или иначе связанных с необходимостью пользоваться высоким вакуумом. Отдельно следует подчеркнуть преимущества кварцевых дюаровских сосудов. Здесь, благодаря тому что сосуд работает не на насосе, но отпаивается, обезгаживание 'играет особо важную роль для сохранения вакуума. Кроме того кварцевые «дюары», особенно предназначенные для хранения жидкого воздуха и других газов с низкой точкой кипения, должны быть значительно долговечней обычных и устраивать экспериментатору меньше неприятных сюрпризов в виде
внезапных поломок-
Дальнейшей областью использования кварцевого стекла в лабораторной практике является химическая посуда. Высокие- химические
Рис. 124. Образцы посуды из прозрачного кварцевого стекла фирмы Нега eus.
свойства в соединении с термической прочностью делают кварцевую' посуду чрезвычайно удобной. Номенклатура кварцевых изделий этого рода весьма велика, и рис. 124, взятый из каталога фирмы НегаеиБ, дает представление лишь об отдельных образцах. При изготовлении химической посуды применяется как прозрачное, так и непрозрачное кварцевое стекло. К сожалению, высокая цена изделий из прозрачного стекла ограничивает их применение лишь наиболее точными и ответственными работами, когда они с успехом конкурируют с платиновой посудой. Значительно чаще употребляется непрозрачное стекло, из которого делают тигли, выпарива-тельные чашки, кристаллизаторы, лодочки для прокаливания и сжигания различных веществ, треугольники для газовых горелок, пластинки, употребляющиеся вместо асбестовых сеток, и т. д.
