Список літератури
1. А.И. Пипко, В.Я. Плисковский, Б.И. Королев, В.И. Кузнецов, Основы вакуумной техники. М., Энергоиздат, 1981, стр. 53 - 55, 94 - 102, 119 - 129, 158 - 172, 190 - 200.
2. Е.Т. Кучеренко, Справочник по физическим основам вакуумной техники, Киев, "Выща школа", 1981, стр. 40 - 49, 60 - 62, 69 - 72, 84 - 88, 124 - 128, 130 - 132, 134 - 140, 186 - 187.
3. Б.М. Царев, Расчет и конструирование электронных ламп, М.-Л., Госэнергоиздат, 1961, стр. 228 - 247.
4. Н.П. Сергеев, Электрическая контактная сварка, стр. 7 - 11, 27 - 38.
Инструкция по эксплуатации термопарного и ионизационного вакуумметра.
Завдання до роботи
1. Вивчити рекомендовану літературу та написати огляд, в якому висвітлити наступні питання:
1) основні постулати, які використовуються в фізиці вакууму;
2) виведення рівняння для тиску;
3) газові закони та одиниці вимірювання тиску;
4) одиниця вимірювання кількості газу в вакуумній техніці;
5) вакуумні насоси та їх класифікація;
6) будова та принцип дії механічних насосів з масляним ущільненням;
7) будова та принцип дії паромасляного (пароструминного) дифузійного насосу. Триступінчатий металевий паромасляний насос з фракціонуванням масла в рідкій фазі;
8) будова відкачної системи, опір та пропускна здатність вакуумпроводу. Основне рівняння вакуумної техніки;
9) вакуумні уловлювачі та їх параметри;
10) розпорошувані та нерозпорошувані газопоглиначі (гетери). Вимоги до них;
11) вимірювання тисків за допомогою теплових та іонізаційних манометрів, їх конструкція та принцип роботи;
12) знегажування оболонки та внутрішньої арматури електровакуумного приладу.
2. Розрахувати вольфрамовий катод прямого розжарення за параметрами, виданими викладачем.
3. Ознайомитись з роботою точкової електрозварки.
4. Ознайомитись з будовою вакуумної установки, намалювати її схему.
5. Змонтувати електровакуумний прилад - діод з охоронними кільцями.
6. Провести відкачку ЕВП до p=10-6 мм рт.ст., знегазити його скляну оболонку та металеві деталі, відокремити ЕВП від вакуумної системи.
7. Зняти вольтамперні характеристики катоду для 3Х значень температури.
Скласти звіт по роботі.
Порядок проведення лабораторноЇ роботи
1. Вводи ніжки, на якій буде монтуватись діод, почистити електролітичним способом. Для цього вводи ніжки занурити в посудину з лужним розчином. Під'єднати один кінець вторинної обмотки понижуючого трансформатора до одного з вводів, а другий кінець - до електрода, який знаходиться в розчині. Регулюючи напругу, що подається на первинну обмотку трансформатора за допомогою регулятора напруги (РНШ), проводимо очищення поверхні вводів.
2. Після очищення промити вводи в проточній воді та висушити їх.
Виконати монтаж вакуумного діода циліндричної конструкції з охоронними кільцями (мал. 20.).
Для цього виготовити з нікелю три циліндрики, висотою та діаметром ~1 см (4, 5). Як оправку використати скляну трубку. За допомогою зварки приварити їх до вводів ніжки (мал. 20.). Після цього приварити нитку катода 3 до інших двох вводів. В зв'язку тим, що при нагріванні катода він подовжується, то це може призвести до того, що порушиться коаксіальність анода та катода (нитка провисає). Щоб запобігти цьому нитка натягується за допомогою пружини 7 (мал. 20.). Щоб при проходженні струму пружина не нагрівалась (вона при цьому втрачає свої пружні властивості), паралельно їй приварюється полоска з нікелевої жесті, по якій відгалужується частина струму. Приварюючи вольфрамовий катод до молібденових вводів ніжки, слід пам'ятати, що вольфрам з молібденом не зварюються. Тому їх потрібно приварювати через шматочок нікелю, який добре зварюється і з молібденом, і з нікелем.
Мал. 20. Ескіз вакуумної лампи
1 - скляна колба, 2 - молібденові вводи, 3 - вольфрамовий катод, 4 - анод, 5 - охоронні кільця, 6 - гетер, 7 - молібденова пружинка з нікелевою смужкою
У верхній частині діода до одного з вводів приварюється гетер 6, випаровуючою поверхнею спрямований вгору, щоб він розпорошувався на верхню частину скляного балона;
4) після закінчення монтажа діода ніжка заварюється склодувом в скляний балон і приварюється через перетяжку (штенгель) до вакуумної відкачної системи;
5) ввімкнути форвакуумний насос, відкрити форвакуумний вентиль;
6) за допомогою трансформатора Тесла перевірити ЕВП на наявність місць натікання. Впевнившись, що місць натікання немає, відкачати вакуумну систему за допомогою форвакуумного насоса до тиску ~10-2 мм рт.ст.;
7) підключити водяне охолодження дифузійного насоса та ввімкнути його нагрівач, подавши на нього за допомогою РНШ напругу 220 В. Через деякий час (~30 хв) після ввімкнення дифузійного насосу останній починає відкачувати вакуумну систему. При цьому потрібно слідкувати за показами термопарного вакуумметра. Після досягнення тиску ~10-4 мм рт.ст. ввімкнути іонізаційний вакуумметр (див. додаток);
8) досягнувши тиску ~10-5 мм рт.ст., ввімкнути піч для знегажування скляної оболонки ЕВП;
9) зняти криву знегажування p=f(T); де Т - температура в об'ємі печі, яка вимірюється за допомогою ртутного термометра. Для якісного знегажування скла температуру печі необхідно підняти до Т=450 °С;
10) перед вимкненням печі залити у вловлювач зріджений азот та вимкнути піч;
11) після охолодження печі до кімнатної температури приступити до знегажування внутрішньої арматури ЕВП. Шляхом пропускання струму знегазити катод лампи. За допомогою індукційної печі знегазити анод та охоронні кільця лампи та гетер. Знегажуючи гетер, треба бути обережним, щоб на допустити його розпорошування.
При знегажуванні з арматури може видалятись велика кількість продуктів знегажування, що призведе до різкого збільшення тиску (p > 10-2 мм рт.ст.), внаслідок чого може перегоріти катод іонізаційного перетворювача. Тому при знегажуванні потрібно вимкнути іонізаційний перетворювач;
12) після знегажування відкачати ЕВП до тиску 10-5 - 10-6 мм рт.ст. За допомогою бензинового пальника від'єднати ЕВП від вакуумної системи та за допомогою індукційної печі розпорошити гетер;
13) зняти вольт-амперні характеристики діода.