Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2007 №1 - [33]

Особо чистые по неметаллическим включениям стали типа ШХ-15, быстрорежущие могут упруго деформироваться не разрушаясь. Их трудно сломать, они хорошо выдерживают удары. Сделать из них зубило, заточить поострее, да ещё термообработать как следует — и лучшего не надо! Но запасая большую энергию при деформации, такие изделия могут давать опасные для глаз осколки при разрушении. Работать с таким инструментом надо обязательно в очках, удаляя детей из опасной зоны.

Опилки титана, циркония, магния ярко вспыхивают в пламени горелки. Некоторые сплавы редкоземельных элементов искрят при ударе. При очень сильном нагреве титан, цирконий, ниобий и тантал горят и дают легко отслаивающуюся окалину с характерным «полуметаллическим» блеском.

Никель можно притянуть магнитом и аккуратно нагреть. У него точка Кюри намного ниже пятисот градусов. Если металл отпадает от магнита до красного каления, то это может быть никель.

Платина и палладий, а также их сплавы с благородными металлам плавятся на кислородно-водородной горелке не окисляясь и дают светлый шарик.

Сплавы меди, содержащие фосфор, при плавлении горелкой окрашивают пламя в зеленоватый цвет, а содержащие цинк (латуни) — в бледный сине-зелёный. При сильном нагреве расплавленная латунь с треском вскипает.

Отождествить материал с известной термо-ЭДС можно, сделав из него термопару с известным сплавом и нагрев её спай. Отсутствие напряжения на термопаре будет указанием на то, что оба её провода имеют одинаковый состав.

Нихром на горячем пламени горелки плавится плохо из-за образования на нём тугоплавких окислов хрома. Константан и родственные ему сплавы, не содержащие хрома, плавятся легче и окрашивают пламя имеющейся в их составе медью.

При «пробе огнём» надо работать аккуратно. Старую латунную пластинку Ваши предшественники могли для красоты натереть ртутью, и нагрев её на электроплитке, Вы с удивлением обнаружите капельки ртути на стоящем поверх неё стакане с водой. В легкоплавких сплавах может быть таллий, и нагревая образец горелкой, можно получить удивительно красивую зелёную окраску пламени и облысение в придачу. Коричневый цвет дыма при пайке серебряными припоями — верный признак того, что в воздух «летит» кадмий — крайне неприятный, ядовитый и канцерогенный металл.

Образуют летучие и вредные окислы цинк, осмий, бериллий. Не намного полезнее для человеческого организма барий, ванадий, свинец, мышьяк, селен, теллур, сурьма. Следует безусловно избегать попадания этих металлов в любом виде в атмосферу рабочего помещения, а ртути ещё и в тягу и канализацию, откуда она может испаряться длительное время.

Надо взять себе правилом: весь дым и вредные пары или — во двор, или — в тягу, но не в помещение. Если уж случилась такая необходимость — работать вне тяги, и в рабочую комнату проникли вредные испарения или дым от краски и т. д., то её необходимо покинуть и тщательно проветрить.

Перейдём теперь к применению металлов.

Металлы для вводов и их применение

Почти во всех газоразрядных приборах есть вводы. Лучшие материалы для них — вольфрам в стёкла типа пирекс и молибден в молибденовые стёкла. Наиболее ходовым материалом для впаев в «платиновые» стёкла служит платина и платинит — биметалл с сердечником из сплава железо-никель, покрытый снаружи медью.

Можно также упомянуть «несогласованный», «ножевой рантовый» спай медь-стекло. Он годится для всех стёкол, кроме кварцевых, но теперь применяется редко. Из промышленных приборов его вытеснил спай ковар-молибденовое стекло, а в лаборатории его имеет смысл применять только в специальных случаях, например, при работе с очень большими токами (в специальных импульсных лампах) или при необходимости отводить из прибора большие тепловые потоки. В любом случае, если необходимо применить не проволочные (не стержневые) спаи, следует обратиться к специальной литературе.

Герметичные спаи медь-стекло могут быть также выполнены впаиванием тонко расплющенной медной проволоки (аналог — фольговые молибденовые впаи в кварцевое стекло). Впаивание расплющенной медной проволоки описано у Стронга, но в настоящее время этот ввод практического значения не имеет, так как проволоку необходимо расплющить до толщины менее 0,05 мм. Её трудно впаять, не повредив. Длина ввода — значительна. Большой ток он тоже не выдержит. Такой спай практичнее делать на платините.

Если у стеклянной трубки на торце накопить немного стекла, чтобы стенка стала толщиной 1,5–2 мм и аккуратно припаять к нему тонкую медную фольгу, снятую, например, с фольгированного гетинакса, то получится спай, сохраняющий герметичность годами. После остывания такого спая до 300 градусов на воздухе, его надо приблизить к ватному тампону, смоченному спиртом, чтобы восстановить окислы на поверхности меди. Медь тут же можно облудить паяльником, применяя как флюс — канифоль и припаять к ней гибкий провод. Отжигать такой спай не нужно. Достаточно перед охлаждением обогреть трубку на мягком пламени горелки.

Интересный спай получается в том случае, если между тщательно отцентрированными и ровными торцами трубок поместить диск или шайбу из медной фольги толщиной до 0,25 мм и нагреть её на горелке или т. в. ч. Такой дисковый спай выдерживает несколько сот циклов нагрева до 300 градусов, не занимает много места и позволяет пропускать через него большие токи. У него мала индуктивность. Сквозь такую толстую фольгу — фактически жесть — можно пропустить толстый медный стержень и впаять его мягким припоем. К сожалению, химическая стойкость такого впая невелика. Попытка стравить окись с наружной части экспериментального спая медь-стекло марки НС—3 слабым раствором азотной кислоты привела к разрушению спая. Поэтому его надо беречь от сырости и защищать подходящей краской. Все несогласованные спаи меди со стеклом не разрушаются из-за текучести меди. Длительное термоциклирование наклёпывает металл, он становится твёрже, рвёт стекло и спай теряет герметичность.