Стеклодувное дело и стеклянная аппаратура для физикохимического эксперимента - Зимин В.С.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 33. Впаивание диска из оптического стекла в трубку.
а~заготовка с диском и кварцевой трубкой» укрепленной в державе заготовки перзд впаиванием и двумя соединенными тройником и резиновыми трубками для дутья; б—правильно впаянный в трубку диск; о—неправильно впаянный диск (видны острые углы между поверхностями диска и трубки)! г, д—припаивание диска из оптического стекла сбоку трубки, с внутренней или наружной стороны*
второе стекло, предварительно проделав отверстие диаметром 1 —1,5 мм в трубке между впаиваемыми стеклами. Окончательную пропайку проводят после припаивания трубки—отвода на месте проделанного отверстия. Дутье производят раздельно через отвод между стеклами и через державы. После окончания работы изделие обязательно отжигают.
Часто требуется впаять окно из оптического стекла сбоку прибора, для этого сначала окно впаивают в трубку известным способом, а затем трубку отшлифовывают и на безопасном (15—20 мм) для оптических стекол расстоянии припаивают к прибору (см. рис. 33, г, д).
Изготовление стеклянных фильтров. Стеклянный фильтр — это пористая пластина, полученная спеканием мелкотолченной стек-
76
лянной крошки при определенной температуре. Фильтры различают по номерам от № 0 до № 6. Чем больше номер фильтра, тем мельче крошка использована для его изготовления и тем, следовательно. он плотнее.
Материалом для изготовления стеклянных фильтров может служить любое стекло, включая кварцевое и применяемое для стеклодувных работ. Для приготовления фильтров используют отходы от стеклянных заготовок. Отбирают отходы стекла одной марки и сорта, тщательно очищают от загрязнений (промывка в хромовой смеси и дистиллированной воде), сушат и размалывают в шаровых мельницах в суспензии метилового спирта с небольшой добавкой нашатырного спирта. В водной суспензии стекло размалывать нельзя, так как происходит его выщелачивание. После размалывания порошок тщательно сушат и просеивают через набор сит, сортируя стеклянную крошку по размеру. Хранят стеклянные порошки в сосудах с хорошо пришлифованными пробками, так чтобы влага воздуха не проникала внутрь сосудов.
Порошки всех стекол, за исключением кварцевых, спекают в специальных формах в муфельных печах при температуре размягчения этих стекол. Порошки из стекла типа ХУ-I и ХУ-П, а также молибденового спекают при 680—700 °С, типа «пирекс» — при 800°С. Формы изготавливают из графита, шамотовой глины, металла, т. е. из материала, выдерживающего температуру размягчения данного стекла и не образующего окалины. Порошки из кварцевых стекол спекают только в графитовых формах в высокочастотных печах при температуре выше 2000°С.
Можно спекать порошки и без формы при помощи неширокого (3—4 мм) кольца, отрезанного от полой трубки из стекла того же сорта, что и порошок. Кольцо помещают в холодную печь и кладут на плоскую графитовую пластину, внутрь него засыпают порошок, а сверху прикрывают тяжелой графитовой пластиной. После спекания получают фильтр, окаймленный кольцом из целого стекла.
Фильтры могут быть любой формы и конфигурации — все зависит от формы, в которой спекают фильтры. При спекании печь разогревают до температуры, несколько превышающей темпера-туру размягчения данного стекла, из которого приготовлен порошок, и формы с порошком помещают в разогретую печь. Фильтр считают готовым, если вся масса спеченного порошка отойдет от стенок формы примерно на 1 мм. Однако фильтры, спеченные при постепенном нагревании печи, получаются более качественными, но этот способ требует много времени.
Изготовление многослойных фильтров. Многослойные стеклянные фильтры спекают из стеклянных порошков разного размера, т. е. каждый слой порошка представляет собой фильтр определенного номера. Толщина слоев может быть разной. Данные фильтры спекают в виде дисков, располагая слои порошков один над другим по всей плоскости. Спекание многослойных фильтров проводят аналогично спеканию обычных стеклянных фильтров, если
77
порошки приготовлены из стекла одного сорта и уложены они в форму в порядке номеров, т. е. № 1, № 2, № 3 и т. д.
Температура спекания порошков зависит не только от сорта стекла, из которого они изготовлены, но и от зернистости, т. е. от номера порошка. На практике температуру печи поддерживают на уровне температуры спекания самого крупнозернистого порошка из всех входящих в состав многослойного фильтра. Время спекания при условии, что форму с порошками помещали в печь, разогретую до температуры спекания, составляет 3—10 мин и изменяется в зависимости от диаметра и толщины слоев фильтра. Чем больше диаметр и толще слой, тем продолжительнее спекание.
Естественно, что при установлении в печи температуры спекания самого крупнозернистого порошка слои из порошка с меньшей зернистостью будут спекаться раньше. Чтобы уравновесить по возможности температурный режим спекания, самый мелкий порошок засыпают на дно формы, а сверху — порошки с большей и большей зернистостью. Форму не закрывают. При этом верхний слой, самый крупнозернистый из всех использованных порошков, быстрее нагревается, а прогрев глубже расположенных слоев будет происходить медленнее. В этих условиях все порошки нагреются до своей температуры спекания примерно одновременно; перегрева мелкозернистого порошка в то время, как крупнозернистый начнет спекаться, не произойдет. Порошки спекутся за одно время. Готовность многослойного фильтра определяют по верхнему слою: как только он отойдет от формы, фильтр готов.
