Стеклодувное дело и стеклянная аппаратура для физикохимического эксперимента - Зимин В.С.
Скачать (прямая ссылка):
При изготовлении кювет пользуются особой струбциной (рис. 169). Начинают работу с приготовления дисков и подбора или раздутия трубки из прозрачного кварцевого стекла. Наружный
283
диаметр трубки должен быть равен диаметру большей поверхности диска (со снятой фаской). Длина трубки должна соответствовать точно заданному расстоянию между дисками (окнами) кюветы. Этого добиваются тонкой шлифовкой или полировкой торцовых частей трубки.
Заготовки для кюветы, диски, прижимные устройства струбцины тщательно промывают и обтирают, а затем диски прижимают к торцам трубки в струбцине. Прокладками между поверхностями дисков и прижимами струбцины могут служить чистые графитовые или кварцевые пластины толщиной 10—15 мм. Если расстояние между плоскопараллельными дисками кюветы сравнительно большое, то трубку — отвод припаивают к середине трубки перед впаиванием дисков; если минимальное, то отвод припаивают одновременно со спаиванием дисков и трубки.
Края трубки и дисков размягчают на узком пламени кварце-дувной горелки и осторожно частями проглаживают размягченные участки стекла графитовой разверткой. Если при этом образуются мелкие отверстия, их затягивают тонкой кварцевой палочкой. Далее, сняв изделие со струбцины, проплавляют края дисков с торцами трубки (также частями), периодически поддувая ртом воздух в кювету через боковой отвод. При проплавлении и затягивании отверстий кварцевой палочкой нужно внимательно следить за пламенем горелки, чтобы оно не попадало на полированные поверхности дисков кюветы и всегда было направлено по касательной к основной трубке, так как при попадании пламени на полированные поверхности возможен их перегрев или оседание на них окиси кремния.
Готовую кювету обогревают на пламени кварцедувной горелки при температуре около 1100°С, снимая тем самым возникшие напряжения и удаляя образовавшийся белый налет окиси кремния.
Изготовление кювет с минимальным зазором (0,3—0,5 мм) между дисками — окнами несколько отличается от вышеописанного способа изготовления простых кювет, В этом случае для со-
284
блюдения заданного зазора используют небольшие (2X5 мм) прокладки, изготовленные из тонких кварцевых пластин, толщиной, равной заданному расстоянию между дисками. Прокладки укладывают между дисками в трех — четырех местах по окружности, а затем зажимают диски в струбцине. На узком пламени горелки
диски спаивают в нескольких местах кварцевой палочкой, после этого освобождаются от струбцины и вынимают прокладки. Удерживая кювету на припаянной к ней кварцевой палочке, другой палочкой затягивают отверстия, оставшиеся между дисками, и припаивают отводную трубку (крановой лепкой). Готовую кювету проплавляют и обогревают.
Кюветы из кварцевого стекла с микрозазором (несколько микрон) можно изготовить, применяя способ по изготовлению кюветы из монокристалла кремния (см. § 49), спаивая зажатые в струбцине диски кварцевой палочкой.
Во всех описанных в данном разделе способах после изготовления кювет внешнюю поверхность дисков лучше вторично отполировать, применяя методы полировки оптических стекол. Это значительно улучшает оптические свойства кювет.
Кюветы, работающие под давлением. Если во время эксперимента давление внутри кювет должно достигать нескольких сотен килопаскалей [(3—5) • 105 Па или несколько бар], кюветы делают иной формы, существенно отличной от формы простых. На рис. 170 показано три вида таких кювет, а также последовательность изготовления каждой. Делают их из толстостенного кварцевого стекла (толщина стенок не менее 2 мм). Полированные диски из кварцевого стекла впаивают в кюветы так же, как и в простые.
Прямоугольные кюветы. На рис. 171 представлено несколько видов прямоугольных кювет из кварцевого стекла. Изготовление таких кювет начинают с заготовки пяти пластин из кварцевого оптического стекла: четыре для боковых граней кюветы и пятая для ее дна. Поверхность пластин должна быть полированной, а край отшлифованным точно под углом 45°, чтобы при составлении всех пяти пластин получался правильный параллелепипед с прямоугольными ребрами. Для крепления пластин лучше пользоваться специальным приспособлением (рис. 172), которое имеет зажимные устройства, прижимающие с четырех сторон пластины к этало-
Рис. 172. Приспособление для спаивания кварцевых кювет.
28S
ну — вкладышу, изготовленному из металла или из целикового кварцевого оптического стекла.
По длине вкладыш равен половине длины кювета, поэтому, когда вкладыш помещают в приспособление и вокруг его граней располагают пластины, а затем их прижимают к вкладышу, он занимает только половину пространства между сложенными пластинами. Спаивают пластины именно в той части, где нет вкладыша. Спаивание проводят на самом узком пламени кварцедувной горелки, размягчая осторожно по частям каждое ребро и приглаживая размягченные места графитовой разверткой. После предварительной спайки верхней половины ребер кюветы к верхней части ее припаивают кварцевую палочку и освобождаются от приспособления и вкладыша.
Аналогично, проглаживая разверткой, спаивают вторую нижнюю половину ребер и дно кюветы. После этого проваривают все ребра кюветы на узком пламени кварцедувной горелки и снимают пламенем белый налет. Проплавление проводят без дутья, дутье применяют тогда, когда к верхней части кюветы припаивают трубку. Внешние рабочие поверхности кювет обязательно полируют вторично.
