Текущая работа в домашней деревенской лаборатории-мастерской, имеющая своей целью закрепление и совершенствование навыков. В том числе это и освоение стекла молибденовой группы при работе на простой газосварочной горелке, и применение в лампах электродов специальной конфигурации для снижения требований к точности работ, и упрощённая откачка-наполнение ламп инертным газом.
Часть стеклодувная
При обычной технологии изготовления простой лампы с гребешковой ножкой требуются заготовки-трубки трёх диаметров — большого для колбы, несколько меньшего для ножки и совсем тонкого для технологического отростка — штенгеля. Изготовим нашу лампу только из стеклотрубки Ø 18 мм, штенгель и заготовку для ножки сделаем из неё же. В работе применим стекло молибденовой группы, цвет торца — медово-жёлтый. Горелка — газосварочная с изменённой схемой питания и импровизированным поджигающим огнём для форсированного режима [1]. В некоторых местах в воздушное дутьё приходится подмешивать немного баллонного кислорода.
▍ Проволочные выводы
Вакуумплотный спай разнородных материалов — место особо ответственное, где металл должен обладать равным или, по крайней мере, близким температурным коэффициентом расширения (ТКР). Для стекла молибденовой группы это, разумеется, молибден [2] и спецсплав — ковар. Молибден дороже и сильно распыляется в пламени, но работать с ним проще.
▍ Гребешковая ножка
Здесь, при использовании самодельной некалиброванной стеклотрубки попробовал изготовление ножек навыворот.
▍ Электроды
Расстояние между электродами (Рис.20. — l) в газоразрядной лампе — важный параметр, от него зависит нужное давление рабочего газа (Рис.20. — p0) и напряжение зажигания (Рис.20. — Uз). Графическая их зависимость — кривые Пашена.
Оценим пригодность такого подхода практически, сделав межэлектродные расстояния крупнее обычного — до 5…10 мм, электроды же расположим в том числе и V-образно, чтобы разряд сам отыскал удобное для него место при имеющихся погрешностях в наполнении ламп газом.
Материал электродов — никель, и на пробу — никелированная сталь.
▍ Колбы
▍ Сборка ламп
Отжиг
Откачка-наполнение ламп
Выполнялась на упрощённой установке [7].
Что получилось
Эксперимент показал — значительные межэлектродные расстояния и (или) невысокое разрежение в колбе приводят к увеличению потребного рабочего тока через лампу. Такие приборы исправно работают, но прилично нагреваются и потребляют больше обычного.
Итого
Подход с увеличенным межэлектродным расстоянием себя не оправдал, высокие давления рабочего газа тоже работают неважно, хотя при этом металл электродов менее склонен к распылению.
Стеклодувное — упрощённое изготовление ламп даёт тонкостенные штенгели, хрупкие и травмоопасные, неудобные при отпайке. При впаивании предложенной гребешковой ножки легко допустить неплотности.
Дальнейшее совершенствование
В первую очередь это, конечно, некоторая реорганизация огневого оснащения для возможности удобной и безопасной работы с мелкими впаями (штенгели) и увеличение сортамента стеклотрубки в мастерской. Откачка и наполнение — применить роторный вакуумный (форвакуумный) насос для более глубокой откачки, изыскать способ измерения таких давлений.
Используемые материалы
1. Огневое оснащение домашней стеклодувной мастерской. Конспект автора.
2. Впаи в молибденовое стекло. Конспект автора.
3. Веселовский С. Ф. Стеклодувное дело. Изд. Академии наук СССР, Москва, 1952 г.
4. Ручная работа со стеклом. Резка трубчатых заготовок, бутылок. Конспект автора.
5. Текущее дооснащение деревенской лаборатории-мастерской. Конспект автора.
6. Простая, недорогая, точная высокотемпературная электропечь своими руками. Конспект автора.
7. Простая откачка и наполнение самодельных газоразрядных ламп. Конспект автора.
На благо всех разумных существ, Babay Mazay, февраль, 2025 г.
© 2025 ООО «МТ ФИНАНС»
Telegram-канал со скидками, розыгрышами призов и новостями IT ?
Комментарии (26)
jaiprakash
14.02.2025 10:20Расстояние между электродами (Рис.20. — l)
Не могу понять где там расстояние? Вижу только напряжение и давление.
UPD: Открыл литературу и понял, а потом и увидел) Произведение межэлектродного расстояния и давления.
kalapanga
14.02.2025 10:20По горизонтальной оси отложено произведение давления на расстояние. Единицы мм.рт.ст. x см
dio_eraclea
14.02.2025 10:20изыскать способ измерения таких давлений
Наверное самый дешёвый способ был бы использовать ПМТ-2. У него два диапазона измерений, перекрывающих от 666.6 до 10^-2 Па. По-крайней мере для форвакуумного насоса такой измеритель вполне подойдёт.
BabayMazay Автор
14.02.2025 10:20Здравствуйте коллега! ПМТ-2 это конечно и очевидно, тем более, что хороший человек и схемкой самодельной измерительной части поделился, и краем глаза видел в литературе формулу пересчета показаний для не "сухого воздуха". А с другой стороны можно поступить еще проще -- отмечать нужное давление по факту зажигания разряда в лампе при определенном напряжении -- в ранние времена форвакуум нередко оценивали по форме разряда в присоединённой к системе трубке Гейслера.
ahabreader
14.02.2025 10:20Рабочий ток около 2 мА. При пропускании через неё 7-8 мА в течение нескольких десятков минут, Ni проволочные электроды заметно распылились.
Читал, что "the rate of sputtering increases as the 3rd or higher order function of cathode current" (страница / весь апноут), это даёт аналогичное распыление за 20+ часов на 2 мА.
7.5[мА]^3 * 1/3 [часа] = 2[мА]^3 * x[часов]
x ~= 20 часовТу лампу ещё специально адаптировали под динамическую индикацию, поднимая давление для уменьшения распыления (предыдущая страница).
Ещё они сильно хвалили ртуть как средство от катодного распыления в своих патентах. Не знаю, как это работает. (также патентовали пары органического полимера, но патент бесполезен - он говорит лишь, что это полимер, органический и испаряющийся во время работы).
BabayMazay Автор
14.02.2025 10:20Спасибо! Ртуть да, в целом здорово способствует целостности электродов, провести с ней эксперимент можно, её нужно буквально, как пел настоящий индеец, -- "Да и этого немного, да почти что ничего", правда характер разряда может здорово измениться, тем более, если плюхнуть на глазок. В качестве органического полимера предлагают эпоксидную смолу, её каплю тоже удастся отыскать, но и тут скорее всего есть технологические тонкости. Что касается давления в лампе, то общее правило -- больше газа -- меньше распыление.
GidraVydra
14.02.2025 10:20Я думаю все-таки, что зависимость не от тока, а от плотности тока.
ahabreader
14.02.2025 10:20Видимо, говорят о токе в рамках таких-то* допущений, потому что плотность пользователь узнать не сможет.
* только аномальный разряд, только сравнения в пределах одной модели индикатора (а то и одного катода этой модели), изолированная арматура, забота производителя о равномерности плотности тока (а не как в индитронах)
___
Ещё в тему: первый индикатор Далибора Фарни. Неон-аргон, изоляция катодной арматуры, но неадекватное напряжения зажигания (320 В) и дальний катод не зажигается целиком.
BabayMazay Автор
14.02.2025 10:20Что касается "неадекватного" напряжения зажигания... Для условий экспериментального кустарного изготовления это не так уж страшно и приведет только к некоторому усложнению конечной схемы, где эти приборы применяются, зато может здорово облегчить и удешевить техпроцесс изготовления лампы. В серийных же приборах на продажу -- конечно, будьте любезны обеспечить привычные культурные параметры.
tormozedison
14.02.2025 10:20У вас в одной из ламп один электрод рамочный, другой - плоский, для подсветки дисков Нипкова применялись именно такие. Можно задействовать её в соотв. эксперименте.
BabayMazay Автор
14.02.2025 10:20Пожалуй. Собственно, у меня была и другая лампа, крупнее и как раз по мотивам той самой НТ-4 для первых телевизоров. Увы, она не удалась, а эту поменьше из статьи я случайно сломал при обработке. Но будут еще образцы и да, можно попробовать и провести эксперимент с диском Нипкова.
BabayMazay Автор
14.02.2025 10:20
Вот эта неудачная лампа (верхняя) перед заваркой колбы 
Откачанная и наполненная лампа на испытательном стенде. Видно как при повышении напряжения в первую очередь загорается дуга между близкими заостренными проволочками изолятора 
При еще некотором повышении напряжения, из-за электролиза стекло становится проводником и начинает раскаляться
GidraVydra
14.02.2025 10:20А вы учитываете изменение давления при охлаждении лампы? Там более чем вдвое давление падает от 440 до комнатной.
BabayMazay Автор
14.02.2025 10:20Добрый день! Очень хороший вопрос. Учитываю всеобязательно! Собственно, на это снижение я и рассчитываю. Увы, определить получившееся холодное давление удается только примерно и скорее эмпирически и косвенным образом, тем более, что и в горячем состоянии удается его измерить с большой погрешностью.
GidraVydra
14.02.2025 10:20На умеренно низких давлениях хорошо работает уравнение Менделеева-Клапейрона, нет необходимости применять эмпирические уравнения состояния. Ну а с погрешностью измерения трудно что-то сделать в ваших условиях. Разве что спаять вакууметр Маклеода.
BabayMazay Автор
14.02.2025 10:20Спасибо. Маклеод это приличное количество ртути. Была бы она, можно было бы без затей сделать U-образный манометр и горя не знать -- приклеил рядом миллиметровку, и вот они наши мм. рт. ст, они же Торры. И кстати меряющие не зависимо от состава газа. Нет в самом деле, идея с контролем "по зажиганию" в лампе мне всё больше нравится -- вчера приснилось : ) По крайней мере пока, при имеющемся скромном оснащении.
GidraVydra
14.02.2025 10:20А зачем вам именно ртуть для U-образного вакуумметра? Возьмите силиконовое масло, например.
BabayMazay Автор
14.02.2025 10:20Оно же еще легче воды. Ведь чтобы измерить мои абсолютные, ну скажем 20 Па тем же водяным столбом, придется сделать U-манометр, если ничего не напутал, выше 10 м?
xSVPx
А какие могут быть минимальные напряжения и токи для подобного вида ламп ? Насколько реально сделать что-то с ощутимым свечением при обычном свете в помещении и чтобы работало сотни-тысячи часов ? Есть всякие не окончательно оформленные мысли касательно декоративного применения...
BabayMazay Автор
Мысли конечно есть и конечно реально -- усовершенствовать технологию -- тщательная подготовка материалов, обезгаживание в высоком вакууме, введение в лампу геттера.
Свечение аргона вполне заметно при легком затенении, хотя оно и не такое яркое как обычное исполнение газонаполненных индикаторов. Зато это сравнительно дешёвый и легкодоступный газ, очень удобный для экспериментов и отработки технологии. В конце концов, можно потратится и на неон, он таки продается, хоть и дорого.
xSVPx
Интересно, а нельзя ли найти лампу с неоном и перекачать его в свою :)? Может какие-то огромные доноры бывают. Но это баловство конечно...
С аргоном понятно, что это оптимум для экспериментов, но хотелось бы яркого при обычных условиях свечения. Никси вполне различимы при освещенности типичной для помещений.
BabayMazay Автор
Беглый поиск показал -- как будто бы несколько десятков литров неона можно дистанционно купить с пересылкой. Когда будут все материалы и нужное оборудование, отработана технология, можно попробовать лампы и с неоном.
tormozedison
В комментариях к предыдущей статье эта идея предложена уже была. Сделать лампу с аргоном более яркой, добавив люминофор. Возможно, так она сравнится по кпд с неоновой, если не превзойдёт.
BabayMazay Автор
Да конечно -- еще вариант с люминофором. Что же касается снижения рабочего напряжения -- то это применение активирующих покрытий на электродах, обычно на основе бария или лучше -- смеси бария-стронция-кальция. То же, что и для оксидных катодов в лампах приемно-усилительных, а отчасти и распыляемого геттера в них же. Но технология изготовления при этом изрядно усложняется и удорожается. В общем, имеет смысл освоить ее здесь, на простых приборах.
BabayMazay Автор
А! Минимальные напряжения и токи -- у меня одна из ламп с аргоном преотлично работала от сети через небольшой токоограничительный резистор. На самой лампе около 200 В, ток не выше 2 мА. Серия лампочек из статьи получилась повысоковольтней и сильноточней, там около 230 В и десятка мА на переменном токе. Несколько меньше получается на постоянном, когда светится только один электрод.