Первое же, не вполне удачное применение более или менее крупных стеклотрубок молибденовой группы [1] указало на ряд недочётов в имеющемся оснащении: нужна некоторая реорганизация рабочих огней [2], дополнительный инструмент и оснастка. Скрасим же ожидание заказанных материалов работой с применением своих старых заготовок — тонкостенных трубок из стекла группы платиновой, добытых из трубчатых ламп дневного света (ЛДС) нескольких типоразмеров. Заодно и выясним пригодность электродов из нержавеющей стали для замены дорогого никеля.
Стекло платиновой группы дешёвое и легкоплавкое, с очень простым и надёжным изготовлением проволочных выводов-впаев из спецбиметалла — платинита, но имеет весьма высокий коэффициент теплового расширения (КТР) из-за чего чрезвычайно склонно к растрескиванию во время нагревания-охлаждения — при ручной работе много брака. Стекло колб ЛДС тонкостенное, что делает работу с ним отчасти возможной — внутренним напряжениям там негде очень уж разгуляться, они с нетерпением ждут любых утолщений и наплывов, а особенно крупных и несимметричных. Использование старых и новых, морально устаревших ЛДС затрудняется ещё и их ртутным наполнением — работать приходится, соблюдая известные меры предосторожности, стекло от впитавшейся Hg протравливать ядовитой плавиковой кислотой.
Колбы
Свои ранние стеклодувно-электровакуумные экзерсисы начинал, как водится — с разрядных трубок. Работали они без наполнения, в разреженных остатках воздуха (азота) и не все оказались удачными. Кроме того, осталось немного заготовок для гребешковых ножек, колб с припаянным штенгелем. Последнее, кстати — моя нынешняя горелка [2] не позволяет хорошо выполнить эту работу.
Фото 2. Несколько битых заготовок и разрядных трубок с длинными штенгелями. Из каждой можно выкроить хорошую колбу для компактной лампы. В общем же случае ЛДС нужно как следует отмыть в тёплой воде, на открытом воздухе разрезать на несколько удобных частей и тампоном из ветоши на верёвочке или палочке стереть слой люминофора с внутренних стенок, промыть трубки внутри тёплой водой с мылом, в очках и резиновых перчатках, протравить заготовки 3…5% раствором HF
▍ Пригодность для работы боковых штенгелей
Некогда, имея на вооружении ручную водород-кислородную микрогорелку, запитанную от электролизёра [3], припаивать штенгели удавалось относительно легко, причём намного удобнее и аккуратнее — сбоку к колбе. В исходном виде такие лампы не помещаются в мою технологическую электропечь для откачки-наполнения [4].
Фото 3. Одну из своих ранних открытых ламп с таким боковым штенгелем [5] на пробу откачал-наполнил аргоном с нагревом в печи с узкодлинной рабочей камерой. Штенгель для этого пришлось изогнуть и нарастить, чтобы выпустить его наружу
Фото 4. Даже временно спаять две тонкие трубочки непросто — их узкий канал так и норовит заплавиться. Спай удаётся лучше, если на обоих концах сделать расширения-вороночки
Фото 5. Сделать вороночки, очень удобно нагрев запечатанный конец трубки, раздув его в тончайший пузырь, сколов у основания и оплавив тонкие зазубренные края. Не всегда, однако, имеется доступ к обратной стороне заготовки, для дутья. Тогда пускаем в ход специальный инструмент — развёртку. На фото — микроразвёртка с графитовой рабочей частью из гальванического элемента ААА, запаянной в стеклянную ручку. Рядом для сравнения — штенгель с оливкой для шланга
Фото 6. Лампа из-за неудачной конструкции и материалов работает, но неважно — при разумных токах и напряжениях светится только первый электрод-буква, тем не менее — колбы с боковыми штенгелями можно пускать в дело
▍ Подготовка колб
Фото 7. Одну из сторон трубок разогрел на широком мягком пламени, оттянул, переплавил, поддул через штенгель или открытый конец для выравнивания «пробирочного дна»
Фото 8. Второй неровный или с впаянным электродом, конец заготовок отрезал нагретой нихромовой проволокой [6], чиркнув предварительно ребром алмазного надфиля. На платиновом стекле с высоким ТКР способ работает безотказно и быстро
Расследование причин предыдущих аварий
Относительно небольшие размеры ламп и тонкое платиновое стекло не дают волю внутренним напряжениям. Вдумчивый плавный нагрев стекла в пламени и промежуточные печные отжиги сильно увеличивают время работ, но ещё больше снижают процент брака. Хорошенько подумав, припомнил основное место растрескиваний.
Фото 9. Одна из моих старых рукодельных ламп с гребешковой ножкой. Отмечено характерное место растрескивания при остывании собранного прибора. Остывание в базальтовом одеяле — неминуемый брак. Выживала только часть, хорошо прогретых на мягком пламени, ламп, сразу же после заварки, с горелки, горячими помещённых в нагретую до 350…400 ̊ С печь, с последующим полным отжигом. Присмотревшись, можно отметить, массивную область стекла с выводами, которая и откалывалась от тонкостенной части при остывании
Подготовка стеклянных деталей
Фото 11. Изготовление ножек нового облегчённого образца. Выводы, как всегда — трёхзвенные — торчит наружу и внутри колбы Ni, посередине вакуумплотно запаян в стекло платинит. Сборка контактной сваркой, концы проволочек для сварки внахлёст в одну линию, приходится чуть расплющить небольшим молотком на чистой наковальне
Фото 12. Ножка подготовлена к впаиванию выводов. Те для удобства скреплены сваркой. Стеклянные части нашлись готовые от старых экспериментов, в общем же случае — трубки от ЛДС типа Т5 обработаны и подготовлены, как и колбы — вскрыты, очищены от люминофора, отмыты, протравлены HF. Юбочка выполнена раздуванием и скалыванием тонкостенного пузыря, оплавлением остатков. Конец частично сплющен нержавеющей лопаткой, деталь на державке и после изготовления отожжена в печи
Фото 13. При хорошем разогреве стекла, платинитовая проволока преотлично в него впаивается вообще без всякой подготовки — небольшой слой окисей образуется в процессе нагрева. Верхняя часть сплющивается крупным пинцетом и проплавляется. Державка — стеклянная трубочка чуть меньшего диаметра с наверченной на конец стеклотканью. Новый похудевший вариант ножки без брака остывает в базальтовом одеяле
Фото 14. Имеющие на конце оливку или запаянные штенгели, обрезал на стальной призме — смоченная риска алмазным надфилем, лёгкий удар железкой по свободной части
Фото 15. Перед сборкой ламп все стеклянные детали отжёг в электропечи. Для тонкого платинового стекла режим такой: нагрев со скоростью 0,02 гр/сек до температуры 515 ̊ С, выдержка 1 час, охлаждение до температуры комнатной, со скоростью 0,01 гр/сек
Электроды
Фото 16. Цель работы — свежим взглядом ещё разок посмотреть в сторону платинового стекла и оценить пригодность нержавеющей стали в качестве электродов. Последние выполнены без затей — две одинаковые пластинки (для работы на переменном токе — светятся обе). Вариант №1 — плоскопараллельные, с зазором ~3 мм. На фото их приваривание к выводам ножки
Фото 17. Вариант №2 — разрезанный диск. Электродная система, обещающая к тому же и с пониманием отнестись к неточностям наполнения лампы рабочим газом. Обычно изготовление затруднено круглой формой — выпиливать её вручную долго и неудобно, здесь же это готовый электрод от разобранной разрядной трубки
Фото 18. Крупные пластины на тонких проволочках гребешковой ножки стоят нетвёрдо. Скрепив электроды сверху, получим постоянный зафиксированный зазор — приварил на их концах по проволочке, соединил стеклянным изолятором. Разогнув и S-образно сформовав концы проволочин, сделал центрирующую распорку, очень облегчающую сборку-заварку лампы
Сборка ламп
Фото 19. Гребешковую ножку в сборе вставил в колбу и вдумчиво разогрел место спая деталей широким мягким пламенем. Лишнюю часть колбы не обрезал, она служила удобной второй ручкой. Размягчил стекло ниже юбочки ножки в горячем жёстком факеле, сделал перетяжку, пропаял стык
Фото 20. Остудил спай в светящем пламени, хорошенько и равномерно закоптив низ лампы. Сажистый углерод способствует лучшему распределению температуры, основная его часть легко стирается после охлаждения, а остатки без следа выгорают при отжиге. Лампу с горелки немедленно уложил в базальтовое одеяло для замедленного остывания
Фото 21. Собранная остывшая лампа с плоскопараллельными электродами
Фото 22. Лампочка с электродами-полудисками
Откачка-наполнение лампы
Фото 23. Нарастил штенгель лампы — на кусочке трубки Ø 5 мм, раздул оливку, на обоих концах развернул по вороночке и хорошо прогрев их в мягком пламени, примерившись, слепил
Фото 24. Пропустил штенгель лампы через отверстие в заслонке печи (на фото), уплотнил его комочками базальтовой ваты. Присоединил лампу снаружи печи к системе откачного поста [4]. Нагретую до 400 ̊ С лампу промыл аргоном 17 раз, откачивая ручным насосом Комовского, оставил Ar при давлении ~ 200 Па, лампу снаружи отпаял и остудил. Как и при отжиге — нагрев 0,02 гр/сек, остывание 0,01 гр/сек
Что получилось
Фото 25. Лампа с электродами-полудисками. Питание от 400 вольт переменного тока через токоограничивающий резистор 10 кОм. Ток в цепи 12 мА. Свечение пасмурным днём при лёгком затемнении
Фото 26. Лампа с электродами — крупными пластинами. Питание от ~230 вольт через токоограничительный резистор 3,8 кОм. Ток в цепи 9,4 мА — параметры получились удачнее. На постоянном токе ярко светится один из электродов при токе всего 2 мА
Фото 27. Лампа, пригодная для прямого питания от сети, с приставленным цоколем Е27
Выводы
В результате проделанной работы освоил вариант изготовления ЭВП из стекла платиновой группы от трубчатых ЛДС типов Т5 и Т8, убедился в работоспособности электродов из нескольких сортов нержавеющей стали.
Дополнительные материалы
1.
Крупная лампа из Мо стекла. Конспект автора.
2.
Огневое оснащение на основе сварочной горелки. Конспект автора.
3.
Электролизёр своими руками. Конспект автора.
4.
Упрощённая откачка-наполнение разрядных ламп. Конспект автора.
5.
Сувенирная разрядная лампа своими руками. Конспект автора.
6.
Резка стеклянных трубок. Конспект автора.
7.
Огневое оснащение любительской стеклодувной мастерской (старое). Конспект автора.
На благо всех разумных существ, Babay Mazay, март, 2025 г.
© 2025 ООО «МТ ФИНАНС»
Telegram-канал со скидками, розыгрышами призов и новостями IT 💻
