Аннотация
Книга содержит описание приемов обработки простого и кварцевого стекла на пламени газовых горелок и изготовления стеклянных заготовок и деталей, способов спаивания стекол разных марок и стекол с металлами, приемов работы на горизонтально-заварочном и шлифовально-полировальном станках. Большое внимание уделено технике изготовления стеклянных приборов для физико-химических исследований. В ней кратко описаны целесообразная планировка, оснащение и оборудование производственных помещений стеклодувных мастерских.
Книга рассчитана на широкий круг читателей, желающих приобрести навык стеклодувного мастерства, стать стеклодувами-профессионалами, а также на стеклодувов, уже знакомых с основными приемами работы со стеклом, но желающих совершенствоваться в своем искусстве. Она также будет весьма полезна широкому кругу научных сотрудников, аспирантов, студентов, лаборантов и инженеров, повседневно в своей работе использующих стеклянные приборы и аппаратуру, конструирующих и собирающих эти приборы, сталкивающихся с необходимостью реставрировать вышедшие из строя детали и установки, и поэтому желающих изучить основы стеклодувного дела.
*
СОДЕРЖАНИЕ
От автора 3
Глава I. Свойства стекла 7
§ 1. Стекло 7
§ 2. Физические свойства 10
Вязкость. Поверхностное натяжение.
§ 3. Механические свойства 11
Плотность. Упругость. Хрупкость. Твердость. Прочность при сжатии и при растяжении. Прочность при изгибе.
§ 4. Термические свойства 13
Теплоемкость. Теплопроводность. Тепловое расширение. Термостойкость.
§ 5. Оптические свойства 15
§ 6. Электрические свойства 16
§ 7. Газопроницаемость и обезгаживание стекол 17
§ 8. Химическая стойкость 18
§ 9. Стекло для стеклодувных работ 19
§ 10. Исходные материалы для стеклодувных работ 22
§ 11. Отжиг стекла 25
Глава II. Инструменты. Оборудование 27
§ 12. Инструменты для стеклодувных работ 27
Измерительный инструмент. Режущий инструмент. Развертки. Плитки. Обкатки. Подрезки. Колбодержатели. Асбестовые колпачки Шарнир для дутья. Щипцы. Подставка с роликами. Иглы вольфрамовые.
§ 13. Горелки 33
§ 14. Оборудование стеклодувных мастерских 37
Рабочий стол. Электрорезка. Станок для резки стекла. Печи для отжига стекла.
Глава III. Основные приемы работы на пламени газовых горелок. Резка стекла 41
§ 15. Нагревание стекла пламенем газовых горелок 41
Строение и температура пламени горелки. Отжиг стекла в пламени горелки.
§ 16. Резка стекла 44
Резка трубок стеклодувным ножом на излом. Резка трубок раскаленной стеклянной палочкой. Резка трубок при помощи асбестового шнура. Электрорезка стекла. Резка алмазными отрезными кругами. Резка капилляров и палочек. Резка трубок в нагретом состоянии. Разрезание тонкостенных трубок. Резка стекла в размягченном состоянии.
§ 17. Вращение трубок в пламени горелки 47
§ 18. Растягивание трубок 49
Изготовление державы. Изготовление дна.
§ 19. Спаивание трубок 51
Микроотверстия в спаях. Запаивание отверстий. Простой спай па узких трубках одинакового сечения. Спаивание грубой диаметром 50 мм и более. Спаивание трубок неодинакового сечения. Спаивание двух калиброванных трубок.
§ 20. Развертывание трубок развертками 55
Развертывание отверстий. Развертывание краев у торцов трубок.
§ 21. Тройниковые спаи 57
Тройниковый спай на трубках диаметром 20—25 мм. Тройниковый спай, получаемый при помощи стеклянной палочки. Тройниковый спай на широких трубках. Тройниковый спай без поддува (крановая лепка). Пропаивание нескольких тройниковых спаев одновременно.
§ 22. Изменение диаметра и формы трубок 62
Осаживание стекла. Изготовление шара. Изготовление сосуда с плоскими стенками.
Глава IV. Более сложные приемы работы на пламени горелки 65
§ 23. Сгибание трубок 65
Сгибание трубок диаметром до 40 мм. Сгибание трубок диаметром от 40 до 80 мм. Плавное сгибание трубок. Сгибание Й-образпых трубок. Одновременное сгибание двойных трубок (трубка в трубке). Получение И-образных двойных трубок диаметром до 40 мм. Сгибание тру-' бок по шаблону.
§ 24. Спирали из трубок 69
Спирали — пружинки из узких трубок. Получение профилированных спиралей.
§ 25 Получение отверстий прокалыванием и изготовление дефлегматора . . 71
Прокалывание отверстий Изготовление дефлегматора.
§ 26. Запаивание металлических заготовок в стеклянные трубки 72
§ 27. Впаивание перегородок, оптических стекол и стеклянных фильтров . . 74
Впаивание перегородок. Впаивание оптических стекол. Изготовление стеклянных фильтров. Изготовление многослойных фильтров. Впаивание дисковых фильтров. Впаивание фильтра между трубками. Особые случаи впаивания фильтров. Тонкостенные эластичные перегородки (мембраны).
§ 28. Спаивание стекол с различными значениями коэффициентов теплового расширения (К. Т. Р.) 82
Спаивание кварцевого стекла с молибденовым при помощи переходных стекол. Спаивание линдемановского стекла с простым. Определение вида стекла по растягиванию в пламени газовых горелок.
§ 29. Изготовление трубок, калиброванных по внутреннему диаметру (мол- лированных) 85
Установка для получения моллпрованных трубок. Получение внутренней резьбы в стеклянной трубке. Получение тонкостенных узких моллированных трубок без применения вакуума.
Глава V. Внутренние спаи 91
§ 30. Условия возникновения в стекле «натяжения» и напряжений .... 92
§ 31. Простейшие внутренние спаи 92
Внутренний спай через шарик или оливку. Пропаивание внутреннего спая через стенку дна. Внутренний спай на боковой стенке (боковой спай).
§ 32. Шайбовый спай 94
§ 33 Внутренние тарельчатые спаи 96
Простой тарельчатый спай. Получение тарельчатого спая из простого внутреннего спая. Тарельчатый спай с отверстиями по кольцу спая. Пропаивание тарельчатых спаев с использованием внешней ступенчатой заготовки.
§ 34. Дьюаровскнй спай 100
§ 35. Крепление внутренних трубок 101
Материалы для крепления. Насадки (хватки) для крепления. Обратная насадка. Крепление внутреннего цилиндра сосуда Дыоара. Крепление трубок при помощи бокового спая.
§ 36. Примеры изготовления приборов, имеющих большое число внутренних спаев 106
Холодильник Либиха. Холодильник с фланцами по торцам. Холодильники шариковый и спиральный. Стеклянные компенсаторы снятия натяжений. Пропаивание через две стенки. Соосные спаи (сосуд с несколькими стенками).
Глава VI. Работа с капиллярно-барометрическими трубками и стеклянными палочками 116
§ 37. Калибровка капилляров 116
§ 38. Спаивание и сгибание капиллярно-барометрических трубок 117
Спаивание. Тройниковый спай. Сгибание. Внутренний спай. Спаивание капиллярно-барометрических трубок с обычными.
§ 39. Вытягивание капиллярно-барометрических трубок на пламени газовой горелки 118
Вытягивание полых трубок и стеклянных палочек различной конфигурации. Вытягивание трубок с каналами, расположенными вдоль стенок. Трубки и капилляры с перегородками.
§ 40. Работа со стеклянными палочками 121
Применение стеклянных палочек. Сетка — перегородка из стеклянных палочек.
Глава VII. Спаи стекла с металлами 124
§ 41. Условия спаивания металла со стеклом 124
Смачивание металла стеклом. Предупреждение возникновения напряжений в спае. Условия пропаивания. Отжиг спаев металл — стекло.
§ 42. Подготовка стекла и металла перед спаиванием 128
Подготовка металла. Подготовка стекла.
§ 43. Остекловывание металлических стержней и проволоки 129
Условия остекловывания металлов. Остекловывание методом «обмотки». Остекловывание отрезком стеклянной трубки. Остекловывание при помощи вакуума.
§ 44. Впаивание одиночных металлических вводов в стеклянные трубки . . 134
§ 45. Спаиваемые со стеклом металлы и конструирование спаев 135
Вольфрам. Молибден. Платина. Впаивание в стекло тонкостенного стаканчика из платины. Изготовление многоэлектродного стеклянного диска с платиновыми вводами. Иридий. Сплав платина — родий. Ковар. Титан. Тантал.
§ 46. Несогласованные стержневые спаи (бусинковые) 142
Платинит. Никель.
§ 47. Согласованные рантовые спаи 143
§ 48. Несогласованные рантовые спаи 146;
Медь. Серебро, палладий.
§ 49. Дисковые спаи 149
Впаивание диска монокристалла кремния в стекло. Изготовление кюветы с плоскопараллельными дисками из монокристалла кремния с микрозазором между поверхностями дисков. Впаивание диска из окиси цинка в стекло.
§ 50. Впаивание остеклованных металлических вводов и дисков в токе инертных газов 152
Впаивание остеклованного одиночного ввода. Впаивание металлического диска.
§ 51. «Сжатые» спаи 154
§ 52. Изготовление многоэлектродных ножек . 156
Гребешковые ножки. Вводы по окружности дна стеклянной трубки. Плоские ножки.
§ 53. Электрод из сурьмы 158
§ 54. Сварка многозвенных электродов и крепление впаиваемых вводов. . . 159
Многозвенные спаи. Крепление впаиваемых электродов.
Глава VIII. Изготовление наиболее распространенных деталей и приборов 161
§ 55. Шлифы 161
Простые шлифы. Термостатируемые шлифы. Заливные шлифы. Нормальные шлифы (НШ). Станок для изготовления заготовок для нормальных шлифов. Сферические шлифы. Цилиндрические шлифы.
§ 56. Краны 167
Простые (двухрантовые) краны. Вакуумные краны. Краны стекло — тефлон. Плоские (фланцевые) краны. Пресс для штамповки деталей из размягченной массы стекла.
§ 57. Фланцы 175
Изготовление фланцев развертыванием. Изготовление фланцев из отдельно накопленного стекла.
§ 58. Сосуды Дьюара. Дьюаровские трубки 178
Изготовление сосуда Дьюара вдавливанием. Цилиндрический сосуд Дьюара с тремя стенками. Сосуды Дыоара с четырьмя стенками и более. Шаровые дьюаровские сосуды. Дыоаровская трубка. Тройниковая дьюаровская трубка.
§ 59. Высоковакуумные насосы, водоструйные насосы 185
Насос Ленгмюра. Стеклянный диффузионный насос (масляный). Водоструйные насосы. Двухступенчатый ртутный диффузионный насос. Высоковакуумный магнитно-разрядный насос.
§ 60. Клапаны. Затворы 192
Поплавковые клапаны. Запорный клапан. Клапанные коробки для циркуляционных насосов. Затворы.
§ 61. Приборы для дистилляции и ректификации 198
Приборы для дистилляции. Ректификационная колонка.
§ 62. Ловушки 201
Высоковакуумные ловушки. Ловушки для газовых хроматографов. Ловушка с фильтром Петряиова (ФП).
§ 63. Стеклянные измерительные приборы 203
Ложечковые манометры. Спиральный манометр. Термометры сопротивления. Вискозиметр Бишофа. Полумикровискозиметр. Эбуллиометр. Ротаметры. Реометры
§ 64 Стеклянный поршневой циркуляционный насос. Дозатор . . . . . .214
Циркуляционный насос. Дозатор для непрерывного или разового отбора и ввода газообразных проб.
§ 65. Электрохимические ячейки , . 217
Шлифы и краны для ячеек. Отделение для исследуемого электрода (ИЭ). Отделения для ЭС и ВЭ. Сосуд для подготовки раствора. Устройство для введения в ячейку точно дозированных небольших количеств жидкости. Сборка ячеек. Ячейка с разделенными диафрагмой пространствами ИЭ и ВЭ. Ячейка для фотоэлектрохимических исследований. Прижимная ячейка. Ячейка для исследования электрохимических и коррозионных процессов в неводных растворах.
§ 66. Разбивалки . . . . . '.. . . . . . . . . . . 232
§ 67. Низкотемпературные кюветы, для спектроскопических исследований 233
Стеклянная кювета. Низкотемпературная кювета стекло — металл. Универсальная вакуумная кювета
Глава IX. Пайка стеклянных установок ручной газовой горелкой .... 236
§ 68. Техника пайки стекла ручной газовой горелкой 238
§ 69. Перепайка пламенем ручной горелки стеклянных перетяжек (штенгелей) 240
Отпайка объемов, находящихся при пониженном давлении. Отпайка объемов, содержащих газ под давлением.
Глава X. Некоторые способы перемещения исследуемых образцов и перемешивания в закрытом объеме. Центробежные насосы 243
§ 70. Перемещение образцов в закрытом объеме 243
Перемещение по горизонтали. Перемещение по вертикали. Перемещение образца на малые расстояния.
§ 71. Магнитные мешалки 249
§ 72. Центробежные насосы 251
Глава XI. Горизонтально-заварочный станок. Изготовление приборов повышенной сложности 254
§ 73. Горизонтально-заварочный станок в условиях стеклодувных мастерских 254
§ 74. Инструмент для работы на станке 256
§ 75. Некоторые приемы работы на горизонтально-заварочном станке . . . 257
Перепаивание заготовок. Осаживание (накопление стекла). Спаивание.
Изготовление шлифов и фланцев. Изготовление сосудов Дьюара.
§ 76. Изготовление некоторых приборов повышенной сложности на горизонтально-заварочном станке 261
Высокотемпературная кювета. Криостат целыюпаяный. Корпус кристаллизатора.
Глава XII. Работа с кварцевым стеклом 270
§ 77. Виды кварцевого стекла. Заготовки для кварцедувных работ .... 270
§ 78. Видимые пороки в кварцевых стеклах и методы избавления от них 271
§ 79. Белый- налет на кварцевых стеклах 272
§ 80. Кристаллизация кварцевых стекол 272
§ 81. Инструмент. Оборудование 273
§ 82. Общие замечания по обработке кварцевых стекол 274
§ 83. Некоторые приемы обработки кварцевых стекол 275
Получение державы и дна. Изготовление фланцев. Изготовление шлифов больших диаметров.
§ 84. Получение тонкостенных трубок из кварцевого стекла 278
§ 85. Впаивание в трубки одиночных кварцевых дисков с полированными поверхностями 279
§ 86. Кюветы с плоскопараллельными окнами 283
Круглые кюветы с плоскопараллельными окнами. Кюветы, работающие под давлением. Прямоугольные кюветы.
§ 87. Некоторые приборы из кварцевого стекла 286
Сосуд Дыоара для ЭПР. Криостат. Фотоэлектрохимическая ячейка. Кварцевая ртутная лампа.
§ 88. Спирали из кварцевого стекла 289
§ 89. Спаи кварцевого стекла с металлами 291
Глава XIII. Механическая обработка стекла 293
§ 90. Абразивы 293
Шлифующие абразивы. Полирующие абразивы. Регенерация абразивов.
§ 91. Инструмент для притирочных, шлифовальных и полировальных работ 296 Измерительный инструмент. Инструмент для притирки кранов, шлифов. Инструмент для сверления отверстий. Полировальный инструмент.
§ 92. Необходимое оборудование для механической обработки стекла . . . 298
Стол для притирочных р.нмн ( ганок приз прочный. Планшайба.'Ножнон довод< |й станок. Сверлильный станок.
§ 93. Обработка стекол абразивными порошками 301
Притирка. Шлифовка плоскостей, торцовых частей трубок, фасетиров-ка. Шлифовка сферических шлифов. Полировка внутренней поверхности муфты обычного крана. Изготовление стеклянного поршня для цилиндрического циркуляционного насоса.
§ 94. Сверление и точение стекол зоб
Сверление. Точение стекла.
Глава XIV. Оснащение производственных помещений стеклодувной мастерской .307
§ 95. Помещение для стеклодувных работ 307
Помещение для притирочных и шлифовальных работ. Помещение для работ с кварцевым стеклом. Подсобные помещения.
§ 96. Техника безопасности 3^
Приложение
Литература
