Впаивание металла в стекло, ковар

Как только гальваника начнет давать постоянный ток, то для ее использовании потребуются различные стеклянные инструменты с пропущенными через стекло электродами. Вроде задача несложная — ведь можно просто взять медный проводник и пока стекло горячее — проткнуть его насквозь.
Можно. Но не получится.

Тут на ровном месте возникает сразу несколько проблем.

Во-первых, металл должен смачиваться стеклом. Хорошо это происходит только в вакууме, что технически близко к невозможному. Поэтому подбираются металлы с оксидными пленками, смачиваемые стеклом.

Во-вторых, коэффициенты теплового расширения стекла должны быть подобраны одинаковые, иначе из-за внутренних напряжений в остывшем стекле все лопнет само по себе. Согласование спаев — реальная головная боль.

В-третьих сам процесс пропаивания, без пузырьков и микроотверстий. Это достигается правильными методами впаивания и просто «набиванием руки».

В-четвертых, отжиг полученного спая. Ведь стекло обязательно нужно отжигать, чтобы оно не было закаленным, иначе — внутренние напряжения и взрыв прибора в руках. Тут мешает то, что и нагреваются и охлаждаются металл и стекло по-разному. Решается несложно — медленное нагревание, долгая выдержка при температуре отжига и очень, очень медленное остывание — вплоть до суток.

Итак, подбираем металл.
Количество металлов, которые хорошо спаиваются и согласованы по термическому расширению, достаточно велико: вольфрам, молибден, платина, иридий…
Не знаю как кого, но меня этот список напрягает. Хотя бы золото в нем было — то еще ничего, но это…

Однако, замена есть. Замена называется «ковар» Ковар — это сплав, в котором 53% железа, 29% никеля и 18% кобальта. Единственное — спаивать ковар с другими металлами сложно. Паять нужно медью в бескислородной атмосфере, но зато пайка получается очень качественной.
Скажу сразу — платина, возможно, будет и получше, но нам-то в любом случае нужно массовое производство.

Итак, электроды сделали. Что дальше?
Дальше — очистка металла, шлифовка и полировка. Чем более гладкая поверхность — тем качественнее спай.
Обезжиривать спиртом.

Впаивать в восстановительной зоне пламени (то есть светящейся, но не самой яркой). Смотреть, чтобы ковар не переокислился (не стал черным) — это брак.
Обычно для спаивания используется метод обматывания, то есть нагревают тонкую стеклянную палочку и обматывают его вокруг электрода. Но это касается одиночного электрода. К счастью, ковар можно сплавлять со стеклом любыми из придуманных методов, что используется для производства радиоламп.
Как потом вплавить полученную конструкцию в тонкостенный сосуд, видно из картинки.

Ковар — сплав не из самых дешевых. Но если нам требуются электроды в стекле, то он самый дешевый из возможных.

21 комментарий Впаивание металла в стекло, ковар

  • Почему именно таким образом надо вплавлять электрод?

    • kraz

      Чтобы распределить усилия при механической нагрузке.
      Как я понимаю, там получается что-то типа арки из стекла, которая распределяет усилия и трещины получить тяжелей.

  • vashu1

    Что-то не могу представить ситуацию когда нельзя обойтись без электродов в стекле. В лампочках и электронных лампах проволоку просто пропускают через затычку из другого материала. Электролиз агрессивных веществ — опустить электроды в стеклянный сосуд. Удобно — да, но необходимо?

    Можно пример использования?

    • kraz

      Это нужно везде, где электролиз требуется проводить в какой-либо атмосфере. То есть — ограничить доступ атмосферного воздуха.
      Потом — где электролиз должен быть сверхчистым (для лекарств хотя бы).
      Далее — куча приборов должны быть изолированы. От электроскопа до галогенного датчика.

      Ну и на сладкое (из-за чего я и написал эту статью) — электронные лампы. Железные и металлокерамические колбы не предлагать.

  • vashu1

    >> электронные лампы. Железные и металлокерамические колбы не предлагать.

    Почему нет? Чем доступнее компоненты, тем нам лучше. Неужели поиск и производство никеля и кобальта, а потом освоение впаивания, это меньше геморроя, чем работа с керамической колбой?

    • kraz

      Именно так. Керамические колбы вообще-то так и не пошли, только металлокерамические. Но все равно — по качеству они были хуже по многим причинам. И дороже. И использовались только в военной технике, потому что небьющиеся (чуть ли не единственное преимущество).
      Но тут ничего говорить не буду, это отдельная тема.

      • vashu1

        Почитал источники по диагонали.
        Сложилось впечатление что у стекла преимуществ два.
        Легко получить высокий вакуум — но попаданцу слишком хорошего вакуума не получить даже с ртутным насосом. Это целая наука которую надо учить и совершенствовать всю жизнь.
        И легко увидеть сгоревшую лампу. Когда лампы держат не больше 500 часов а их десятки — большой плюс. Но у попаданца уж как нибудь найдутся специально обученные люди для проверки ламп.

        >> Но тут ничего говорить не буду, это отдельная тема.

        Если ответы будут в соответствующей статье, то подожду.

        • kraz

          Да, про вакуум я тут нарыл кучу материалов, пока есть только одна статья про струйный насос. Но он даст средний вакуум, для ламп не годится, даже для лиофилизации маловато.

          А про «нужно совершенствовать всю жизнь» — то это относится ко всему. Абсолютно без исключения. Увы.

          Ну и про «специально обученных людей» — вот чего у попаданца будет дефицит, то именно этого.
          Мастера на такие вещи не пойдут и переучиваться не станут, я уже писал тут про их психологию. Класса свободных работников нет. Придется вылущивать среди совсем левых людей и помоложе. А уж как соображают неграмотные…
          На тему «где взять людей» вообще-то надо отдельно писать.

          • Можно масло использовать вместо воды.

          • vashu1

            Дык, какие преимущества стекла то оправдывают весь этот геморрой с впаиванием?

          • >>>Да, про вакуум я тут нарыл кучу материалов, пока есть только одна статья про струйный насос. Но он даст средний вакуум, для ламп не годится

            Я на эту тему искал, ест ь диффузные насосы, и кстати не для всех ламп нужен глубокий вакуум, газонаполненные тоже бывают…

            А есть и вообще без вакуума, но это уже не для попаданцев, там технология даже для конца XX века на пределе (планарные с размером 100 нм, насколько помню)…

            • kraz

              Газонаполненные для целей попаданца не годятся. Ему-то нужен классический усилитель.

              • >>>Газонаполненные для целей попаданца не годятся. Ему-то нужен классический усилитель.

                Насколько помню были и усилительные…

              • Taras

                >Газонаполненные для целей попаданца не годятся. Ему-то нужен классический усилитель.

                Нафига ему усилитель? Ему нужны: «не», «и», «или», «исключающее или», регистр, сумматор, сдвигатель, дешифратор команд, T-триггер, RS-триггер.

            • Taras

              >Я на эту тему искал, ест ь диффузные насосы, и кстати не для всех ламп нужен глубокий вакуум, газонаполненные тоже бывают…

              Вот только они ионные, поэтому работают на низких частотах. Генератор сигналов звуковой частоты ему не нужен.

      • >>>Керамические колбы вообще-то так и не пошли, только металлокерамические.

        На самом деле если глубже копать, то много чего палодили, но до широкой публики уже не дошло…

        Керамические лампы, металлические, штабельные, штырьковые…

        Ксатати попаданцам стоит обратить внимание на штырковые, технология отличная в своей простоте…

        А так же на штабельные…

  • Deus

    Уверен, что аборигены умеющие получать НИКЕЛЬ и КОБАЛЬТ смогут и без попаданца освоить производство электровакуумных приборов.
    Если ничего подобного нет, то и попаданцу не светит их производство.
    Попробуйте расписать, что требуется для электровакуумного производства и сразу станет понятна утопичность возможностей попаданца. Не верите? Распишите технологии и оборудование.

    • Mike

      Никель получен Кронштедтом в 1751г, кобальт в 1735г Брандтом. Ужели во время матушки нашей Елизаветы Петровны налажено было производство вакуумных электронных ламп?

    • Hludens

      Загяните на форум, там Краз весьма развернуто обосновывал такую возможность. В пример приводилось видео где человек вручную при помощи простейших инструментов изготавливает лампы.
      Меня ему убедить не удалось, я настаиваю что приложив усилия лампу сделать можнохоть во времена Петра первого, но это будет вундервафля, вторую ТАКУЮ ЖЕ не изготовить.
      Т.е. сделать себе 2-3 рации попаденец сможет, а вот наладить производство приемников- уже нет.

Leave a Reply

You can use these HTML tags

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>