Соединение кварцевого стекла с металлами
Кварцевое стекло имеет очень малый термический коэффициент расширения 6*10—7°С, и поэтому не существует металла, который бы образовывал с ним согласованные спаи.
В производстве вакуумно-плотные спаи кварцевого стекла с металлами изготовляют различными методами.
-
1. Получение механического соединения и уплотнение его другими материалами (ртутью или свинцом).
-
2. Впаивание металлической фольги в кварцевое стекло.
Фольга из Mo, W, Та, Pt должна иметь малую толщину (0,01 — 0,05 мм) и высокую пластичность, тогда не возникает напряжений, превышающих предел прочности кварца. Спай должен изготовляться при отсутствии кислорода — в вакууме или в среде водорода (спаи с платиной — в воздушной среде). Размягченное кварцевое стекло под действием атмосферного давления плотно обжимает фольгу и хорошо смачивает ее поверхность. Этот метод позволяет получить спаи, выдерживающие значительные перепады температур.
-
3. Изготовление спая с помощью переходных стекол (рис. 15.12). Переходные стекла подбирают с таким расчетом, чтобы напряжения на границах между переходными стеклами не превышали допустимых значений. В качестве металла для ввода обычно применяют проволочный вольфрам. Разность в ТКР между кварцем и вольфрамом, составляющую около 36 • 10—7 1/°С, уравновешивают одним или двумя переходными стеклами.
В последнее время применяют стекла, получаемые спеканием смесей порошкообразных стекол и металлов. Эти стекла могут служить в качестве переходных при спаивании кварцевого стекла чС вольфрамом.
-
4. Изготовление колпачковых вводов (рис. 15.13). В конусное расширение коварового стаканчика закладывают припой — оло-вянно-титановый сплав (титан 1,5 — 2 %). При нагревании в вакууме сплав растекается, образует конус и хорошо смачивает поверхность кварцевого стекла.
Температура обработки кварцевого стекла 1800 — 2000°С (что соответствует вязкости 1065— 1055П). Перед термической обработкой поверхность кварцевого стекла следует протирать этиловым спиртом, так как следы пыли и отпечатки пальцев при нагревании до красного каления приводят к кристаллизации кварцевого стекла и уменьшают его прозрачность для ультрафиолетового излучения.
В электровакуумном производстве керамические и металлокерамические детали и соединения применяются для: изоляторов, разделяющих электроды, находящиеся под разными потенциалами; оболочек электронных металлокерамических ламп (например, СВЧ-приборов); выходных устройств мощных СВЧ-приборов в виде диэлектрического окна, служащего для вывода в волноводный тракт генерируемой прибором электромагнитной энергии; вакуумно-плотных вводов приборов.