Страница 48 из 150
Геттер при этом должен находится в обеих частях сборки.
Охладив лампу вместе с печью, её следует осмотреть, и, аккуратно нагревая на горелке или в печке с градиентом температуры, перегнать металл в баллон лампы.
Лампу следует испытать в генераторе. Она должна легко зажигаться и давать чистый спектр. Проверив лампу, её следует отпаять от ампулы. При этом отпайку следует делать на пламени угольной дуги или плазмотрона. Гремучим газом лучше не пользоваться, так как из него в лампу сквозь горячий кварц может попасть водород, который выведет лампу из строя.
Перетяжку штенгеля пережигать не следует. Её надо сделать толщиной 4-5мм и позаботится о том, чтобы в месте её перехода в баллон в последнем осталась выемка глубиной два-три миллиметра.
В ней будет конденсироваться избыток металла из лампы, так как это будет наиболее холодная точка баллона.
Отрезав на алмазном круге ампулу в месте её перехода от цилиндрической части к сужению, получим «тарелочку», по краям которой надо сделать два-три надреза.
Вакуумная рубашка делается из заранее изготовленной кварцевой пробирки.
Вместо дна в ней надо изготовить штенгель, положить туда лампу и спаять тарелочку с внешней стенкой, не перекрывая прорези в тарелочке. При спаивании лампу следует зафиксировать относительно баллона специальным хватком из алюминия (см. рис. 34).
Зазор между лампой и рубашкой в один миллиметр вполне достаточен для надёжной теплоизоляции (вообще говоря, его размер роли не играет). После сварки тарелочки с рубашкой следует на трубке оттянуть державу и выше лампы изготовить круглое дно. Если лампа рассчитана на выход излучения с торца, то можно трубку обрезать по размеру и прошлифовать её торец заранее, а затем припаять плоское дно. Откачку рубашки через штенгель следует вести при прогреве лампы в печи или (кварцевой) горелкой. Нагрев следует вести до нижней температуры отжига стекла или докрасна (кварц). Отпаивают лампу после достижения вакуума 10-(5–6) мм рт. столба. В хорошо откачанной лампе не должен зажигаться разряд во внешней рубашке. Готовую лампу следует установить в генератор, плавно увеличивая мощность, добиться свечения металла и, слегка корректируя при необходимость режим, потренировать в течении одного часа для стабилизации параметров.
Техника безопасности: в лампу не следует вводить слишком много ртути. Капли размером 1 мм вполне достаточно. Если ртути много, то при прогреве в печи баллон может разорвать внутренним давлением. Остальные металлы в этом отношении безопасны.
При работе таких ламп в штатном режиме создаётся сильное ультрафиолетовое излучение у ламп со всеми металлами, а особенно — у ртутных и кадмиевых. Оно опасно для глаз и кожи. Надо работать в стеклянных очках, а лампу прикрывать стеклянным экраном. Это касается даже ламп со стеклянным баллоном. Тонкое стекло пропускает ультрафиолет.
Изготовление стеклянных ламп с кольцевым или разрядным геттером подобно изготовлению кварцевой лампы. После предварительного обезгаживания и заполнения лампу отпаивают от поста и, накаливая или распыляя геттер, прогревают баллон лампы до жёлтого свечения пламени. Греть надо до тех пор, пока не прекратится газоотделение. Ртутные лампы с люминофором при этом иногда дают на баллоне осадок какого-то соединения ртути, которое трудно разрушить даже при нагреве горелкой. Оно возникает при наличии большого количества «грязи». Состав не установлен, но это может быть какой-то окисел ртути. Для того, чтобы он не возникал, не следует зажигать разряд в «грязной» лампе. Надо до зажигания разряда тщательно почистить её геттером.
Глава 22. Изготовление трубок Гейслера.
Трубки Гейслера содержат разрядный капилляр и, в своей классической конструкции, имеют вид «гантельки». Они могут быть нескольких других типов. Самый простой — два баллончика из стеклянной трубки диаметром около двадцати миллиметров и длиной около сорока, в которых находятся катод и анод (если трубка предназначена для переменного тока, то оба электрода одинаковые) и разрядного капилляра между ними.
Могут быть трубки с баллончиками, отогнутыми под прямым углом, трубки «неклассической конструкции» с разрядным капилляром внутри основного баллона и торцевым выходом излучения. В такой конструкции трубки катод окружает разрядный капилляр, а анод находится внутри припаянного через внутренний спай дополнительного баллончика. Такая конструкция позволяет сделать лампу более компактной и жёсткой, увеличить поверхностную яркость «тела накала» за счёт увеличения толщины светящейся плазмы при просмотре её с торца капилляра. В одной из таких конструкций (журнал ОМП) с помощью электрофореза удалось сконцентрировать в прикатодной области лампы ксенон из криптон-ксеноновой смеси и устранить самопоглощение в резонансной линии Хе.
Диаметр и длинна капилляра могут быть разными. С повышением длинны и уменьшением диаметра растёт рабочее напряжение. Если трубка заполнена инертным газом, то рост его давления слабо отражается на напряжении горения, но влияет на напряжение зажигания.
Электроды трубок тлеющего разряда лучше всего делать из не содержащих углерода сплавов железа, никеля. Они должны иметь достаточную площадь, чтобы при давлении газа порядка нескольких миллиметров токосъём составлял менее двух миллиампер с квадратного сантиметра (сноска на Рохлина). При повышенном давлении катодное распыление резко снижается и плотность тока можно увеличить пропорционально давлению. Резко снижают распыление пары ртути и примеси легко адсорбирующихся молекулярных газов. При больших рабочих токах следует применять полые многоячеистые катоды, например, из листа пермаллоя, свёрнутого в виде буквы «Z» или «сотовые» (рис. 35).
При рабочих токах больших чем сто миллиампер лучше применять дуговые катоды. Однако, они плохо работают в режиме частых включений.
Молекулярные газы, даже в виде следов, гасят свечение инертных, а также паров ртути и других металлов. Они также крайне неблагоприятно сказываются на рабочем напряжении (оно сильно растёт) и нагреве разрядного капилляра. Поэтому удалению молекулярных примесей (если трубка не предназначена специально для получения их спектра) следует уделить пристальное внимание. Наиболее радикальным средством их удаления является тщательная откачка (обязательно с прогревом), тренировка электродов разрядом со сменой газа (обязательно при рабочем давлении, чтобы не распылялись электроды) и применение геттера.
Очень выгоден предварительный прогрев всей трубки при температуре отжига стекла в печи с воздушной атмосферой (общий отжиг). Его делают так:
Изготовленную трубку следует откачать для удаления из неё паров воды с помощью роторного насоса, завернуть в чистую, без заметных следов органики, алюминиевую фольгу и, нагрев в печи до температуры отжига её стекла, медленно охладить. При этом выгорят следы органики на внутренней поверхности трубки и значительно поубавятся аппетиты центров адсорбции на поверхности стекла, что облегчит последующее удаление при откачке следов воды и СО2.
Для трубок, содержащих не покрытые ничем детали из молибдена, такая обработка мало подходит, так как молибден окисляется и его летучая окись загрязняет трубку изнутри. Можно снизить температуру обработки до 400°, но тогда следует позаботится о предварительном отжиге стекла на горелке.
Трубки с молибденовыми (и отчасти вольфрамовыми) деталями можно отжигать в водородной печи или в обычной, запаяв их во внешнюю ампулу с водородом, но это неприемлемо, если в трубке есть детали из материалов, например, титана или тантала, которые взаимодействуют с ним. Автор подобный отжиг в водороде не применял никогда. А отжиг в воздушной среде он применяет часто.