Comments 24
А если не ртуть использовать, а какой-то другой жидкий металл, который не дает ядовитых испарений? И вообще не испаряется, чтобы вакуум был поглубже?
А если не ртуть, то при комнатной температуре это только галинстан (есть еще сплав натрия с калием, но чрезвычайно химически активный, не годится). Помимо очевидного увеличения высоты насоса вдвое, поскольку плотность его вдвое меньше ртути, для него придется решить вопрос с трубками. Дело в том, что стекло смачивается галинстаном. И чтобы капли свободно текли по капиляру вниз необходимо, скажем, покрыть стенки капилляра оксидом галлия.
Увы, вариантов тут немного -- сплав галлий-индий или галлий-индий-олово (галинстан) -- очень уж дорогой, тем более в потребных количествах, и смачивает и стекло и нержавейку. Сплавы Розе и Вуда имеют в своём составе свинец, а Вуда и кадмий. Они тоже довольно токсичны в расплавленном состоянии, при застывании Вуда расширяется.
Пока копался, всё уже сказали : )
Подумав, добавлю: припои тоже должны чистые металлы смачивать, им это положено по уставу, а значит только стекло в конструкции. Причём стекло с малым КТР (коэффициентом теплового расширения), чтобы у него было меньше соблазнов растрескаться при вероятных термоударах. Сплав Вуда более легкоплавок (~60 Цельсия), но расширяется при застывании -- очень неудобно, плюс имеет в составе ещё и дополнительную вредность -- кадмий. Розе плавится при ~90 Цельсия, но припой для работы придётся немного перегревать. Боросиликатное термостойкое стекло паять на февке не получится, ему нужна горелка с хорошей добавкой кислорода. Стеклянную колону придётся опутать нагревателем, термоизолировать и термостатировать. Тоже и с ёмкостями для жидкого металла. Всё это может быть забавно -- вроде "физические опыты в панковском стиле", но практически, для работы, крайне неудобно и недёшево. И надо ещё посмотреть, что там с давлением насыщенных паров компонентов припоя.
М. А. Бонч-Бруевич от такого насоса, расположенного дома, отравился ртутью, когда делал свою радиолампу.
Эти запреты касаются именно "кулибиных". Что с ртутью, что с кислотами и "прекурсорами". Хотел один так микросхемы делать - и попал. Даже не в частном порядке. Времена нынче лихие, а собеседники - ненадежные.
Да да... Лучше промолчать : ) С другой стороны, ограничение на ртуть смысл имеет -- не нужно гражданским её разбрасывать, уж больно хорошо она прячется, и потом годами отравляет воздух в помещениях, а вот наркоманы, нам самоделкиным, конечно подложили большую свинью.
Нет, ограничение смысла не имеет. Если у вас есть 1г ртути из градусника - это уже позволяет отравить парами большую территорию. Если у вас есть 10 кг ртути - примерно то же самое, но имея 10 кг ртути вы либо ее просто храните, либо используете в насосах (а следовательно каждую капельку металла бережете, ибо это часть вашего насоса). Кстати про демеркуризацию. Если у меня в подвале разбилась банка с 3л ртути, там всяко будет озерцо которое можно собрать легко и просто. И найти просто. А вот мелкие капельки - это уже проблема, решаемая только химическими методами - демеркуризация.
Запрет ввели потому, что некоторые соединения ртути можно использовать для бабахов. И только. А еще возможно для того, чтобы всякие кулибины не строили свои лампы, когда запретят вообще все приемно-передающие устройства.
Сильно спорить не стану, ибо сам дела с металлической ртутью никогда не имел, но всё же, пишут, что она как раз таки очень любит при падении разбиваться на мелкие капельки и раскатываться по углам -- тяжёлая, текучая, подвижная.
Для бабахов, это Вы имеете в виду "гремучую ртуть"?
Да, скорее всего запрет из-за чего-то общественно вредного, причём в заметных масштабах, а бытовые полезные применения ртути на сегодня себя изжили.
Приёмно-передающие устройства намного проще собрать из хлама бытовой техники, особенно владея азбукой Морзе, да и готовых заводских ламп ещё осталось на многие десятилетия. Ртутные вакуумные насосы на сегодня -- только история. Любопытная и поучительная.
А как-то можно провести анализ на наличие ртутных паров? Есть подозрение, что в одном помещении разбили градусник.
Да вот как оказалось, легко! У меня тоже такой тест лежит неопробованный -- решил посмотреть что там с выпаренной ртутью в теплоизоляции моей электропечи, а я там отжигал трубки от люминесцентных ламп. Протравив предварительно плавиковой кислотой, но мало ли!
Что-то самодельная лампа получается слишком сложной.
Наверно проще сделать самодельный полевой транзистор:
плоский канал и с двух сторон через изолирующие слои затвор.
С помощью химии или электролиза все слои можно сделать
минимальной толщины в несколько микрон и тогда
напряжение на затворе должно влиять на электроны в канале.
Ведь в лампе влияет на расстоянии в мм.
Полупроводники это сверхчистые материалы, микроминиатюрные размеры, точность. Электровакуумный триод намного проще, по крайней мере, начального уровня -- ручные операции, годится даже невысокий вакуум, сравнительно недорогие материалы и всё это уже будет работать. Намного сложнее производство ЭВП становится, когда требуется повторяемость, миниатюризация, высокие параметры и приличный ресурс. Тут придётся сильно повозиться с глубокой подготовкой материалов, той же точностью, обзавестись постоянным сверхглубоким вакуумом, освоить изготовление сложных энергоэффективных эмиттеров электронов (катодов). Плюс, для каждой лампы гора оснастки.
Полупроводники не нужны.
Только металл и окисел, но очень тонкие.
Так что металл будет как полупроводник с электронной проводимостью.
И нормального размера в см.
Подобно наборным селеновым выпрямителям? Попадался такой мост. Квадратные пластинки собраны в 4е группы.
Ах да, были такие. Вы правы, если уж мы рассматриваем первые радиолампы, как условный ориентир для воспроизведения в скромных любительских условиях, то имеет смысл присмотреться и к первым полупроводникам.
А если вакуум делать химически: колбу наполняем кислородом, помещаем в нее порошок магния, запаиваем, электроподжигом связываем магний и кислород в твердое вещество (магний для примера, про связывание азота вопрос не копал)
Вы прекрасно описали работу геттерного вакуумного насоса, иначе -- геттера. Единственный момент -- они хорошо работают только как высоковакуумные насосы, для их применения лучше создать хотя бы предварительное разрежение -- форвакуум. Обычно это рубеж -- 10^-3 мм.рт.ст. В более или менее современных радиолампах применяют распыляемый геттер -- зеркало на стекле из плёнки бария-стронция, плюс щепочка кальция. Это одноразовый сверхвысоковакуумный микронасос, при распылении, плёнка металлов связывает и замуровывает оставшиеся в колбе молекулы газов. Такими свойствами в той или иной мере обладает много металлов, есть геттеры и неметаллические -- фосфор, углерод. Не все вещества работают одинаково по разным газам, некоторые впитывают газы и без распыления, вообще, там довольно сложная физхимия и в целом, геттеры интересная область электровакуумного бытия. Существуют и отдельные высоковакуумные насосы чисто геттерного типа и усложнённые, например, орбитронные, магниторазрядные, где ионизированные частицы ещё и закручиваются магнитным полем, чтобы повысить вероятность столкновения с условным геттером. И да, в ранних лампах, для снижения остаточного давления в колбе, применяли и распыление простого магния, хотя он хорошо связывает только кислород.
Ах да, чисто химическая откачка с атмосферного давления тоже возможна, например, в каком-то из старых журналов ЮТ описывается изготовление импровизированной разрядной трубки с откачкой наполнением её СО2 с последующей герметизацией и поглощением углекислоты твёрдой щёлочью. При охлаждении (вымораживании получившихся водяных паров) вероятно может получиться разрежение как раз таки около стандартного форвакуума. Кто-то делал эксперимент и с выжиганием атмосферных газов.
Именно так работали дикие выжиматели денег из фотографов - одноразовые вспышки наподобие Polaroid Flashbar. Вы правы, азот там в твёрдое состояние не переходит, а кислорода всего процентов 20. Не факт, что после срабатывания там получается заметное разрежение. Иначе люди давно бы придумали опыт по применению использованных ламп в качестве импровизированных «неонок».
Простейший триод, не требующий ни откачки, ни баллона, но гонять можно только вне помещения, ибо озон.
http://archive.radio.ru/web/1957/03/065/
Даже двухтакт на них возможен.
Это не всем известный ионофон, в котором ВЧ дуга, а управляющего электрода нет.
Ну надо же! В принципе логично -- регулирование потока заряженных частиц в облаке ионизированного газа, позволяющего обойтись без колбы с вакуумом. В чём-то подобный усилительный элемент придумали и предки -- электроды погруженные в пламя (свечи, спиртовки). Неоднократно видел такие эксперименты на ютубе -- пламенный детектор для радио, но есть описание такой конструкции и в древнем сборнике-брошюрке "Советы радиолюбителю", тех-же 1920-х годов, а может быть и ещё раньше.
Любительские французские радиолампы 1920-х годов. Часть 2. Стеклодувное, ртутно-капельный вакуумный насос