Стеклодувное дело и стеклянная аппаратура для физикохимического эксперимента - Зимин В.С.
Скачать (прямая ссылка):
§ 81. Инструмепт. Оборудование
Инструмент для обработки кварцевого стекла мало отличается от инструмента для стеклодувных работ. Это тот же набор графитовых разверток, обкаток, только из высококачественного графита.
При обработке кварцевого стекла на пламени образуется яркое свечение, поэтому для работы с ним необходимы очки с защитными стеклами (лучше синего цвета). Нередко вместо очков перед горелкой устанавливают рамку со стеклом защитного цвета, которая, кроме того, является экраном, защищающим от теплового излучения. Довольно часто дутье осуществляют через резиновую трубку, поэтому необходимо иметь шарнирное устройство (см. § 12).
Особое место занимают горелки для обработки кварцевого стекла, которые называют кварцедувными. Горелки бывают настольные (рис. 163) и ручные (рис. 164). При обработке кварцевого стекла часто приходится менять величину пламени горелки, это делают, применяя сменные сопла.
Горючим в горелках могут быть обычный газ (светиль-н'ый) и водород (при кислородном дутье). Смесь горючего газа
*/я9 Зак. 167
273
с кислородом позволяет довести рабочую температуру пламени до 1800 °С.
Помещение, предназначенное для работ с кварцевыми стеклами, обязательно должно иметь станок для резки стекла (см. § 14).
Рис. 163. Настольная кварцедувная горелка со сменными соплами. Рис. 164. Ручная кварцедувная горелка:
/—корпус; 2—сопло; 3—диффузор.
§ 82. Общие замечания по обработке кварцевых стекол
Многие приемы обработки кварцевых стекол на горелках сходны с приемами обработки обычных стекол. Однако во время обработки кварцевого стекла на пламени горелок выделяется много световой и тепловой энергии. Кварцевые стекла самые «короткие», т. е. их затвердевание после размягчения происходит в считанные доли минуты, поэтому обрабатывать их следует быстро. Все это делает работу с кварцевым стеклом тяжелой, особенно при изготовлении крупных изделий. При изготовлении небольших изделий дутье производят так же, как и при обработке обычного стекла, а при изготовлении крупногабаритных изделий — не снимая деталь с пламени, через резиновый «дутик» (шланг) с шарнирным устройством.
Существует мнение, что кварцевые стекла благодаря низкому значению коэффициента теплового расширения (менее 10-10-7 1/К)
274
при резкой смене температуры во время обработки на пламени горелки и эксплуатации не растрескиваются. В качестве доказательств приводят пример того, как кварцевая трубка, нагретая до размягчения, остается целой при опускании ее в холодную воду. Однако это справедливо только для трубок небольшого диаметра (до 35 мм), причем со сравнительно тонкими стенками (1,5—
2 мм). Если же нагревать трубку диаметром свыше 35 мм и толщиной стенок более 2 мм на узком пламени кварцедувной горелки, вращая ее в одном месте по окружности (как при разрезании пламенем обычного стекла), а затем сразу полить это место водой, по месту нагрева образуется кольцевая трещина. Следовательно, и в кварцевом стекле при обработке его в пламени возникают местные остаточные напряжения. Их можно снять тщательным сильным прогревом обрабатываемых участков на широком пламени кварцедувных горелок.
Так же как и в обычных стеклах, в кварцевом стекле напряжения возникают в местах образования резких углов, в непроверенных спаях при плохом обогреве после завершения работы. Правда, плохо пропаянные участки изделия могут служить довольно долгое время, но они ненадежны в эксплуатации.
§ 83. Некоторые приемы обработки кварцевых стекол
Резка трубок (на излом), спаивание, осаживание на пламени кварцедувной горелки, сгибание, изготовление внутренних и дьюа-ровских спаев, кранов, шлифов, сеток, перегородок и т. д. выполняются теми же приемами, что и при обработке простого стекла, если диаметр кварцевых трубок меньше 30 мм. Трубки диаметром более 30 мм обрабатывать значительно труднее и приемы работы с ними отличаются от приемов обработки обычных стекол.
Получение державы и дна. Перетянуть кварцевую трубку диаметром более 40 мм с целью получения державы очень трудно из-за недостаточной температуры и величины пламени кварцедувных горелок. Это делают особыми приемами.
Первый прием основан на постепенном передавливании размягчаемой по частям трубки (по ее окружности) округлой графитовой разверткой и припаивании узкой трубки — державы. Передавливание проводят по частям. Сначала размягчают в пламени участок трубки в 15—20 мм и разверткой быстро вдавливают стекло внутрь трубки. При вдавливании развертку располагают поперек трубки. После этого размягчают соседний участок рядом с ранее вдавленным и повторяют операцию. Проведя аналогичным образом вдавливание по окружности трубки, получают неглубокую канавку — перетяжку. Операцию по передавливанию канавки повторяют несколько раз до тех пор, пока не получится узкая трубка, которую легко перепаивают на пламени горелки. После округления дна (осаживанием и раздуванием) к нему припаивают трубку — державу.
275
Второй прием основан на припаивании к торцу трубки диска, изготовленного из кварцевой пластины или сферического дна от круглодонной кварцевой колбы. Пластину для изготовления диска получают из отрезка широкой кварцевой трубки, разрезая его вдоль (с одной стороны) на алмазном круге и распрямляя на пламени горелки разрезанную трубку. Длина отрезка трубки должна соответствовать ширине нужной пластины. Из пластины вырезают диск необходимого диаметра, который спаивают с торцом широкой трубки, получая тем самым плоское дно. Спаивание проводят частями на узком пламени горелки с обязательным периодическим обогревом всего дна и мест спайки.
