Главная 

Статьи 

Книги 

Юмор 

Разное 

О себе 

Обратная связь

Бондаренко Ю.Н.

ЛАБОРАТОРНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

*

Изготовление газоразрядных источников света

для лабораторных целей и многое другое

Предисловие  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Содержание

Глава 23. Тренировка гейслеровой трубки.

Тренировка состоит в том, что с помощью геттера вначале поглощаются попавшие вместе с газом внутрь лампы примеси, а затем и грязь со стенок и электродов. Для этого подключают геттер катодом и нагревают его (если это титан или цирконий) до белого каления. В комбинированном геттере вначале распыляют часть магния, а затем, прогревая горелкой стекло и разрядом электроды, выжигают большую часть грязи остатками магния. Магний хорошо геттирует только при осаждении в разряде, поэтому пылить его следует медленно, не спеша. Появление характерного зелёного свечения указывает на достаточную скорость распыления.

Прогревая поочерёдно электроды, добиваются того, чтобы при нагреве катода докрасна светился только инертный газ (ртуть). Белесое свечение, которое не удаётся устранить, может быть связанно с тем, что титановый анод, нагретый разрядом нештатной мощности, выделяет водород обратно. Это явление не опасное. Если при снижении тока разряда до рабочего восстанавливается голубовато-зелёное свечение паров ртути, значит дело в водороде. После минутного охлаждения водород вновь поглощается титаном.

Не следует перегревать капилляр. Жёлтое свечение натрия в разряде указывает на начинающееся размягчение стекла. В этом случае следует убирать молекулярные примеси в более мягком режиме.

Относительно простое изготовление и последующая работа трубок с инертным газом и ртутью описана выше. Сложнее обстоит дело, если нужно получить свечение кадмия. Его пары имеют достаточную упругость лишь при температуре выше двухсот градусов и в трубке не должно быть даже самого малого участка, разогретого ниже этой температуры. Поэтому трубку приходится делать как можно более компактной и помещать в воздушную баню с соответствующей температурой или во внешний, тщательно вакуумированый баллон.. Повышенная температура стекла благоприятствует выделению из него газов и затрудняет их обратную адсорбцию. Поэтому саму трубку следует делать из тугоплавкого стекла, тщательно дегазировать при откачке с длительным прогревом до 400° — 450°. Титановый геттер следует применять большей массы и позаботится о том, чтобы он не насытился водородом при изготовлении лампы. Более подходящим следует считать геттер из циркония. Пары кадмия должны сильно разрушать геттерное зеркало из всех щёлочноземельных металлов, поэтому не следует применять их в такой трубке (в ртутных трубках их также не следует применять, за исключением магния).

И ртуть, и кадмий, как и другие примеси с более низким, чем у буферного газа потенциалом ионизации, сильно подвержены влиянию электрофореза, который может вывести трубку из строя. Металл при этом перекачивается к катоду и трубка перестаёт работать. Поэтому такие трубки надо делать симметричной конструкции с одинаковыми электродами в каждом баллончике. На спектральных натриевых лампах фирмы «Филлипс» имеются специальные тумблеры для переключения полярности электродов.

Те же трудности, что и в случае кадмия, подстерегают изготовителя трубок с парами щёлочных металлов. Высокая реакционная способность их паров приводит к потемнению стекла и резко ограничивает срок службы. Наиболее просто делать трубки с цезием. Натрий создаёт ещё преодолимые трудности, а литий разрушает горячее стекло мгновенно. Указанные трудности можно преодолеть, покрывая стекло капилляра изнутри веществом, которое не реагирует с парами щелочных металлов. Стронг в своей книге рекомендует покрывать стекло проплавленной бурой. Есть специальные рецепты стёкол с пониженным содержанием окиси кремния. Они стойки к парам натрия и более тяжёлых щелочных металлов. Перспективным может оказаться покрытие стекла окисью алюминия, однако неизвестно, как это сделать. Если бы удалось нанести испарением алюминий и окислить его, то полученная плёнка, имея коэффициент расширения, близкий к таковому у «молибденового» стекла, могла бы послужить действенной защитой от паров натрия и более тяжёлых металлов. Защитить стекло от паров лития мог бы его фторид, однако его большой КТР ставит под вопрос даже принципиальную возможность такого покрытия. Для Li следует искать другие способы получения спектра, например, в лампах с металлическим капилляром, облицованным, если нужно, LiF. Не исключено, что изготовив разрядный капилляр из LiF в диафрагменной лампе, удастся получить его спектр за счёт испарения стенок капилляра. Но режим работы такой лампы придётся стабилизировать очень тщательно.

Для трубок, работающих с молекулярными газами — водородом, парами серы и тому подобными веществами следует учитывать высокую реакционную способность не инертных газов. При этом начинают играть роль явления адсорбции, химические реакции на электродах, полимеризации. Состеклом неметаллы реагируют слабо и эти реакции можно не учитывать. Трубки с молекулярными газами разделим на две группы: водородные и все остальные. Водородные мы опишем подробно, а относительно прочих — ограничимся общими замечаниями, тем более, что подходы, рассмотренные по отношению к водороду, можно будет распространить, с некими ограничениями, и на них.