Текст книги "Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2007 №1"

Автор книги: Журнал «Домашняя лаборатория»

сообщить о нарушении

Текущая страница: 10 (всего у книги 39 страниц)

Снабдив генератор сменными контурами различных размеров с подобранной ёмкостью и индуктивности, можно тренировать «шарики», нагревать в вакууме различные геттеры в виде кольца из титана или единичного электрода (разряд со вторым электродом «на пространство» – «ВЧ факел»), изготовлять спаи металла со стеклом типа дисковых и колпачковых.

Удобно также иметь в комплекте генератора небольшой набор высокочастотных трансформаторов типа трансформатора Тесла, но с меньшим количеством витков во вторичной обмотке (коэффициент трансформации 3-10 раз). Они могут применятся для распыления геттера разрядом типа «ВЧфакел», который проще зажечь при повышенном напряжении.

Разумеется, не помешает в лаборатории и мощный генератор с частотой до мегагерца на несколько киловатт, но работать с ним следует в экранированном помещении и на фиксированной частоте, чтобы не мешать радиоприёму. В промышленном производстве ВЧ нагрев широко применяется.

Предметом первой необходимости в лаборатории следует считать маломощную контактную сварку. Такая сварка широко применяется в электровакуумном производстве. Нам будет достаточно иметь сварочный аппарат, сделанной из трансформатора типа ТС-270 от старого телевизора. Этот трансформатор хорош тем, что его всегда можно найти и легко разобрать.

После аккуратной разборки трансформатора с катушек следует смотать все обмотки кроме сетевых. Сетевая обмотка самая нижняя и состоит из нескольких частей, которые следует соединить последовательно и убедится при помощи миллиамперметра, стоваттной лампочки (балласта) и ЛATPa, что включены они правильно. На обмотку одного стержня можно подавать 110 вольт, при этом ток холостого должен составлять не более ста миллиампер (разумеется, при собранном магнитопроводе). Обмотки обеих стержней следует соединить последовательно и согласованно (начало второй обмотки соединить с концом последней) и при первом включении последовательно трансформатору включить лампочку 100 ватт или медленно повышать напряжение ЛАТРом, контролируя ток через катушки во избежание аварии.

(Эта технология применима всегда при работе с вновь изготовленными или неизвестными трансформаторами).

На оба стержня следует намотать проводом или шиной сечением около 20 мм² по одинаковой обмотке на 3–4 вольта. (Если они будут иметь разное напряжение, то при параллельном соединении, возникнут уравнительные токи, которые будут бесполезно нагревать трансформатор и могут его сжечь). Обмотки следует соединить параллельно (начало с началом, а конец – с концом). Сварочный клюв должен иметь длину около ста миллиметров и быть покрыт толстой теплоизоляцией. Сжимать его можно просто рукой, как пинцет. Медные губки можно сделать из толстого медного провода и заточить напильником до нужной формы. Их обратный ход обеспечивается за счёт упругости.

Для сварки встык коротких вольфрамовых электродов импульсных ламп с титановыми деталями в губках можно надсверлить выемки. Вообще, для конкретных сварочных работ следует подбирать и губки соответствующей формы.

Для коммутации тока в первичную цепь трансформатора следует включить несимметричный мостик из диодов и тиристоров на ток свыше 5-ти ампер и напряжение более 300 вольт. Поскольку катоды тиристоров в такой схеме соединены в одной точке, то относительно неё на управляющие электроды можно подать управляющее напряжение от ждущего мультивибратора с запуском от кнопки. Можно также в диагональ диодного мостика включить оптронный тиристор ампер на десять и, разряжая через сопротивление на его светодиод заряженный до 5-10 вольт конденсатор, получать на трансформаторе импульс тока необходимой длительности.

Конечно же, применив кнопку достаточной мощности, можно обойтись и без мультивибратора и без тиристорного коммутатора, можно применять вместо него даже штепсельную вилку, но тогда отрабатывать выдержку приходится вручную, что затрудняет сварку некоторых материалов. Кнопку следует расположить так, чтобы сжимать сварочный клюв и держать детали можно было обеими руками. Меняя длительность импульса и первичное напряжение с помощью ЛATPa или (что лучше) ток с помощью реостата, можно подобрать режим сварки для различных деталей.

Регулировка тока с помощью реостата лучше подходит при сварке стальной проволоки и других деталей, склонных к пережогу. Очень полезно также последовательно первичной обмоткой включить галогенную лампу подходящей мощности (500-1000 ватт). Это позволяет получить более благоприятную форму импульса сварочного тока.

Сварочный трансформатор представляет собой тяжёлую нагрузку для тиристорного ключа из-за своей индуктивности, поэтому параллельно ключу (или, при отсутствии ключа – параллельно кнопке) следует включить конденсатор в 0,1 мФ. с рабочим напряжением не менее 500 вольт. Надо быть готовым к возможному выходу этого конденсатора из строя и тогда его рабочее напряжение следует удвоить. Неплохо предусмотреть также возможность несложной перекоммутации вторичных обмоток для питания дополнительных нагрузок.

Вторичное напряжение трансформатора контактной сварки совершенно безопасно, но следует позаботиться о надёжной изоляции вторичной обмотки от первичной. При работе с ним не следует иметь контакт с заземлёнными предметами.

При помощи такой сварки, как сказали автору, можно раскалывать победитовые пластинки, нагревая их недалеко от края (как стеклянную пластинку). Если трещина не возникает, то на ближайший край пластинки следует нанести перед пропусканием тока каплю воды. Таким же образом трещину можно вести дальше.

«Робот»

При пайке сложных стеклянных деталей их часто нечем удерживать, т. к. руки заняты горелкой и инструментом. В таких случаях вместо хорошо себя зарекомендовавшей в фильме «Фантомас» «третьей руки» следует применять несложные подставки, сваренные из проволоки латунью, снабжённые шарнирами для поворота. Например, для установки колб можно применять приспособление из двух колец разных диаметров, укреплённое на краю стола (см. рис. 19). Для лучшего скольжения на проволоку, соприкасающуюся во стеклом, следует одеть фторопластовую трубку или обмотать её фторопластовой лентой.

Ролики для вращения длинных деталей вполне можно заменить укреплённым на крышке стола крючком из пятимиллиметровой проволоки в виде крючка, в выемке которого вращается трубка, легко скользя по одетой на проволоку фторопластовой трубке.

Новые материалы, вроде силиконовой резины позволяют делать удобные хватки для стекла упрощённой конструкции, пробки для трубок и другие важные «мелочи», которые существенно облегчают работу и делают её не тягостной.

Для некоторых инструментов и деталей важна малая теплопроводность. Их следует делать из нержавейки, нихрома или титана. Для формирования деталей из кварца с успехом можно применять инструмент из алюминия, при условии, что он достаточно массивный и не перегревается. Применять следует чистый алюминий с гладкой поверхностью. Он хорошо протирается от грязи и, в отличие от молибдена и вольфрама не оставляет на детали окислов. Инструмент для обработки кварца и стекла не следует делать из вольфрамовых сварочных электродов. В них содержится активатор – окислы редкоземельных элементов, которые приводят к прилипанию стекла к вольфраму и загрязняют поверхность изделий, Для кварца это тем более не допустимо. Не годен для этого и вольфрам марки «ВТ», содержащий окись тория.

Стеклодувная горелка

Это основной инструмент для работы со стеклом. Известно множество конструкций горелок, работающих чаще всего на газообразном топливе. Большинство из них предназначены для работы на машинах, Их конструкции приведены в книге Бешагина С. П. «Огневое оснащение в электровакуумном производстве». Есть также несколько традиционных конструкций для ручной работы (см. Зимин).

Стеклодувы-профессионалы обычно очень консервативны и придирчиво относятся к горелке новой для них конструкции. Мелкие и несущественные с первого взгляда детали легко привлекают их неблагосклонное внимание. Часто они отвергают казалось бы удачные конструкции и работают на горелках, разработанных и изготовленных, по всей видимости, в позапрошлом веке.

Однако, за этим «консерватизмом» кроется очень точная «настройка» на известное им пламя, для того, чтобы не отвлекаться от основного – управления расплавленным стеклом.

Автор применяет разработанный и изготовленный им в течении ряда лет комплект горелок, работающих на парах бензина и гремучем газе.

Ещё в школьные годы он сделал себе из спиртовки и оттянутой стеклянной трубки «фитильную» горелку (рис. 20).

Потом в ход пошла и керосиновая лампа. Дальнейший полёт его мысли был сдержан отсутствием специальной литературы, стекла и потребностей в стеклоизделиях. В дальнейшем он узнал, что такие фитильные горелки применялись ранее профессионалами (см. Зимин).

Через много лет ему довелось увидеть в работе бензовоздушную горелку в зубопротезном кабинете и форма её факела произвела на него неизгладимое впечатление, поэтому, когда появилась потребность в работе со стеклом, он такую горелку себе и сделал, попутно модернизировав и отремонтировав горелки в том самом кабинете.

Горелки на карбюрированном бензине стеклодувами теперь применяется редко. Их традиционная сфера применения – зубоврачебное и ювелирное дело. Стеклодувы предпочитают работать на газе.

Автор считает бензин тоже неплохим топливом. Во первых, он безопаснее газа, так как его пары выходят из бачка только при продувке воздухом и попадание его в помещение в количествах опасных, в смысле взрыва, почти исключена. Во вторых, приготовленная карбюрированием смесь паров бензина с воздухом идеально перемешана и даёт при сгорании максимально высокую температуру. Во третьих, при сгорании бензина можно получить несколько более высокую температуру, чем при сгорании пропана, не говоря уже о природном газе. К тому же, краны регулировки находятся на бачке, а не на горелке.

В настоящее время горелка, на которой работает автор, имеет следующий вид: воздух от компрессора (переделан из купленного за 30$ компрессора кондиционера, на вход поставлена противогазная коробка для защиты от пыли) поступает в бензиновый бачок. Бачок изготовлен из пятилитрового баллона от пропана. Ресивера в системе нет.

Вентиль баллона переделан. В нём встроены два игольчатых крана и клапан для сброса избыточного давления на входе перед первым краном. (Позднее на компрессоре, работающем непрерывно, был установлен стабилизирующий давление клапан на входе, который управляется сильфоном со стороны высокого давления. Это позволило прокачивать через систему меньше воздуха и в помещение перестал попадать масляный туман из сбросного клапана).

Первый из кранов ограничивает количество общего воздуха, идущего из компрессора. После него воздушный поток разделяется на два. Один идёт по трубке и через калиброванное отверстие диаметром 1 мм пробулькивается через бензин, а второй поток, через второй кран и обводную трубку – мимо бачка, после чего перед выходным штуцером смешивается с идущей из бачка бензовоздушной смесью. Второй кран регулирует соотношение «воздух-бензин». Готовая смесь по гибкой резиновой трубке поступает в горелку (рис. 21).

Горелка сделана из латуни и установлена с помощью шарнира на массивной чугунной подставке, сделанной из половинки коленвала мотоцикла. Угол её установки может изменяться. Слева к ней подведён через хлорвиниловый шланг диаметром 6 мм гремучий газ, который через самодельный игольчатый кран и через систему внутренних каналов подаётся по оси горелки. Снизу подводится бензовоздушная смесь. Принята мера для предотвращения перегрева места подсоединения шлангов. Они подводятся в месте крепления кронштейна крепления горелки к подставке, где температура ниже.

Очень важное значение для работы горелки имеет конструкция центрального сопла и сетки. От качества их работы зависит форма и устойчивость факела. Сетка диаметром 26 мм сделана из латунного диска толщиной 4 мм, по центру которого имеется отверстие диаметром 6 мм для сопла. На диске резцом нанесён ряд кольцевых меток для сверления отверстий. Их диаметр при использовании смеси с гремучим газом следует делать около 0,8 мм. Меньшие – трудно сверлить и они быстро засоряются, а сквозь большие может проскочить пламя. Всего отверстия занимают около двадцати процентов площади сетки.

Для работы на одной газо-воздушной или бензовоздушной смеси диаметр отверстий можно делать до 1,5 мм. Сетку следует утопить внутрь корпуса на 2–4 мм. Этот размер следует тщательно подобрать, так как при малой высоте буртика факел легко гаснет, отрываясь с краёв, а при большой высоте – горелка слишком перегревается. При использовании добавки гремучего газа или кислорода высоту буртика следует делать меньше. Центральное сопло не следует выдвигать за уровень сетки. Сопло должно давать узкий ламинарный поток горючей смеси и острый факел хотя бы при малом пламени. Его ламинарность может быть обеспечена при диаметре отверстия до 2,5 мм, длине больше 35 мм, полированной внутренней поверхности и спокойном потоке на входе. Ламинарное пламя меньше шумит и позволяет уменьшить зону разогрева, поэтому следует стараться получить именно ламинарный факел. (На этот счёт у профессиональных стеклодувов могут быть другие мнения).

В нашей конструкции он является таковым лишь при малом пламени.

Отверстие сопла лучше сделать коническим – это обеспечит меньшее сопротивление потоку. Оконечную часть длиной около десяти миллиметров следует сделать цилиндрической. Коническую часть сопла можно сделать при помощи самодельной развёртки, изготовленной из стали Р-18 или из надфиля. Режущие грани развёртки следует делать острыми и отполировать мелкой наждачкой. Можно также изготовить специальное коническое сверло.

Оно делается из цилиндрического путём многократного просверливания подходящего наждачного камня и снятия задних углов на ленточках сверла, которые таким образом превращаются в режущие кромки.

Центральное сопло проходит вдоль оси горелки и заканчивается со стороны, противоположной сетке, латунным диском толщиной три миллиметра, который резьбой с шагом 1,5 мм ввинчен в корпус горелки. В диске вокруг сопла, которое выходит из него на 10 мм, имеются 6 отверстий диаметром 3 мм.

Эти отверстия могут быть перекрыты торцом детали («золотником») в виде длинного «беличьего колеса», на которую надет стакан из нержавеющей сетки.

Золотник отжимается от диска пружиной и возвращается назад винтом, ввинченным сзади горелки. При его перемещении вперёд отверстия в диске могут быть перекрыты. Перекрытием отверстий регулируется отношение количества смеси, идущей на сетку и в сопло и, соответственно – острота факела пламени.

Направляющийся вдоль оси горелки поток гремучего газа попадает, преимущественно, в центральное сопло, что усиливает концентрацию тепла и уменьшает вероятность проскока пламени сквозь сетку.

Нержавеющая сетка на «беличьем колесе» вокруг входа в сопло успокаивает поток и позволяет получить его ламинарное течение. Сетка увеличивает внутреннее трение в газовом потоке. Несколько сетчатых шайб на пути потока позволяет успокоить вихри даже в горелке, сделанной на базе автогенной, где выходящий из диффузора эжектора поток сильно турбулизован. Несколько воздушно-пропановых горелок такой конструкции автор изготовил для стеклодувов-профессионалов, работающих с легкоплавкими стёклами.

Изготовление и доводка горелки, даже при наличии опыта – дело длительное. Для получения удовлетворительного результата приходится обращаться к последовательным переделкам и доводкам. Этот труд вполне оправдывается удобством работы и более разнообразными возможностями и жалеть время на изготовление горелки не следует. Эскиз нашей горелки приведен на рисунке. Газо-воздушные и газо-воздушно-кислородные горелки промышленных конструкции описаны в оригинальнои литературе.

Вариант универсальной горелки под пропан-воздух-кислород помещён в конце книги.

Глава 9. Электролизёр для получения гремучего газа.

Водородно-кислородные горелки известны чуть ли не с позапрошлого века. В начале XX века с их помощью был синтезирован искусственный рубин. В семидесятых годах в журнале «Моделист-конструктор» была опубликована конструкция электролизёра для получения разложением воды готовой кислородно-водородной смеси – гремучего газа.

Автору неизвестно, были ли подобные электролизёры описаны ранее, или это была первая конструкция такого рода, но позже, в начале катастройки, такие аппараты выпускались серийно. Где они делись потом – неизвестно. (Есть сведения, что они производятся и поныне). Автор пользуется самодельным электролизёром собственной конструкции.

Он устроен так: ряд пластин из железа или лучше никеля толщиной 1–1,5 мм с небольшими (6–7 мм) отверстиями для протока электролита и газа с проложенными между ними резиновыми кольцами диаметром 200 и толщиной 25 мм стянуты шестью шпильками диаметром 10 мм из железа. Шпильки изолированы с помощью гетинаксовых шайб от крайних пластин. Для изоляции от средних пластин шпильки обмотаны слоем пропитанной эпоксидной смолой стеклоткани.

Торцовые (крайние) пластины сделаны из железа толщиной 6 мм, одна из них – глухая, а на второй приварена трубка для заливки электролита и выхода газа (см. рис. 22). Сверху к ней привинчена на резьбе 20x1,5 через прокладку ёмкость для отстоя пены и щёлочного тумана. Готовый газ через промывалку с водой, осушитель с силикагелем, вторую промывалку с бензином и краном для регулирования соотношения газ-бензин через пламегаситель идёт в горелку.

Практика эксплуатации показала достаточную безопасность такой конструкции. Даже подрыв самого электролизёра привёл лишь к смещению резиновых колец. В целях большей безопасности сам электролизёр установлен в отдельном помещении.

Проскоки пламени в промывалки, которые сделаны из баллонов высокого давления (150 атм.) от углекислотных огнетушителей ёмкостью 5 л. полностью безопасны и не приводят к авариям.

Электролизёр на половину своей ёмкости заполнен раствором едкого натрия концентрацией 15 %. Электролит готовится из чистой щёлочи (ХЧ, ЧДА) на хорошем дистилляте, который добавляется в электролизёр по мере разложения воды. Щёлочь при работе не расходуется, но весь электролит заменяется раз в два года из-за загрязнения органикой из резины и продуктами разрушения пластин. Их стойкость составляет около десяти лет.

Питается электролизёр током до 50 ампер от трансформатора через тиристорный «мостик», дроссель и балласт из железной проволоки сопротивлением около 0,2W. Блок питания электролизёра может использоваться как сварочный аппарат с диаметром электрода до пяти миллиметров. Мощный дроссель обеспечивает хорошую стабилизацию дуги. Ток сварки регулируется омическим балластом в цепи дуги.

Тиристорный мостик управляется от реле давления, подключенного к газовой магистрали. При достижении избыточного давления свыше 0,4 атм. тиристоры выключаются.

Если этого не произойдёт, то, при повышении давления, с выходного штуцера электролизёра будет сорвана специально подобранная резиновая трубка и давление будет сброшено. Работа электролизёра такой мощности «на помещение» в течении нескольких часов даже при полном отсутствии вентиляции безопасна. Наш электролизёр имеет «эквивалентный ток» (ток одной ячейки, умноженный на их число) около 600 А.

Его мощности вполне достаточно для работы со стеклом «Пирекс» диаметром до 40 мм и (условно) с кварцем диаметром до 20 мм.

Стабильное давление газа позволяет использовать набор сменных горелок примитивной конструкции без кранов, в которых величина пламени регулируется диаметром сопел-капилляров из меди или нержавеющей стали. Эти диаметры от 0,9 до 0,1 мм. В нашем наборе таких горелок четыре.

Непременным условием работы с такими горелками является режим работы, при которым горелку можно легко задуть. Горелки большого диаметра гасятся быстрым прижатием к резине. При гашении горелок погружением в воду возможны неприятные проскоки пламени.

Практическая работа: в мыльнице среднего размера приготовить небольшое количество пенящегося раствора мыла в воде. В полуметре от неё поставить зажжённую бензовоздушную горелку. Из самой малой горелки напустить пузырьков гремучего газа в несколько слоёв, закрыть рукой одно ухо и поджечь пену спичкой. После этого поджечь погашенную воздушной волной соседнюю горелку. Пока в открытом ухе будет проходить звон, думать о том, что будет, если вблизи от пользователя взорвётся скажем, воздушный шарик, надутый таким газом. (Справка: автор не знает, может ли такой шарик взорваться самопроизвольно при заполнении).

К электролизёру можно подключить ресивер из одного или нескольких кислородных баллонов (рассчитанных на давление 150 атмосфер!). Это позволит на короткое время резко повысить мощность горелки.

Давление в самом электролизёре, вообще говоря, следует делать возможно большим, так как при этом уменьшается газонаполнение электролита, нагрев электролизёра и растёт его КПД. Но нужно помнить, что при подрыве это давление возрастёт раз в десять. Электролизёр следует делать с возможно большим количеством шпилек для фиксации снаружи резиновых колец и рассчитывать на давление не меньшее, чем двадцатикратное рабочее.

Все детали, на которые попадает электролит или его брызги, следует делать из чёрного металла, стойкого к растворам щёлочей. (Медь и алюминий щёлочами быстро разрушаются).

Электролизёр может использоваться для повышения температуры пламени бензовоздушной и газо-воздушной горелки, для обработки стекла и кварца, пайки мягкими и твёрдыми припоями. С его помощью можно паять без флюса железо с присадкой никелевой проволоки или стружки, что эквивалентно автогенной сварке. С его помощью можно нагревать различные предметы, наклеивать стеклянные детали на блоки и использовать его для других целей (например, охоты за мухами и комарами). Для пайки твердыми припоями следует к гремучему газу добавлять пары бензина или пропан до удлинения центрального конуса пламени в полтора раза.

Резка железного листа толщиной до трёх миллиметров проводится чистым гремучим газом.

Практическая работа: на массивную алюминиевую подложку положить свёрнутую алюминиевую фольгу от электролитического конденсатора. Фольгу смочить слюной и присыпать окисью хрома или кобальта. Сжигая фольгу горелкой и сплавляя полученную окись алюминия, за несколько минут можно получить поликристаллический рубин (сапфир). Глаза при работе следует защищать тёмными стёклами.

Более подробно теория таких электролизёров описана в книге (В.Н.Корж, С.Л.Дыхно. «Обработка металлов водород-кислородным пламенем»).

Глава 10. Печи.

Здесь печью будем называть устройство с полостью, в которую для нагрева помещается некий объект.

Конструированием и изготовлением подобных устройств человек занимается едва ли не всю свою историю. Мы здесь приведём описание и рисунки наиболее ходовых конструкций, применяемых в нашей работе. Кратко упомянём о других конструкциях, данные о которых следует искать в оригинальной литературе.

Наиболее просто печь для отжига мелких стеклянных деталей можно сделать в виде массивного блока с толщиной стенки 10–20 мм из алюминия, железа или латуни с отверстием, выложенным внутри сеткой из нержавейки. Такой блок обеспечивает высокую равномерность температуры по объёму. Скорость его охлаждения регулируется толщиной стенки. Он крепится на подставке посредством термобатареи из толстой проволоки. Термобатарея нихром-константан из нескольких последовательно включенных термопар даёт напряжение вполне достаточное для измерения обычным микроамперметром, установленным на той же подставке. Нагревая блок горелкой или внешним электронагревателем можно использовать его для медленного охлаждения спаев металл-стекло, а крупные блоки из латуни и для отжига мелких деталей.

Гораздо удобнее электрические печи из шамотной или фарфоровой трубки от реостата. На трубку следует намотать нагреватель из нихромовой проволоки подходящего сечения (рис. 23). Поверх обмотки следует обмазать трубку смесью огнеупорной глины с толчёным шамотом и асбестом (в соотношении по объёму 1:1:1). Для температур до 700°можно пользоваться обычной глиной, а выше – только огнеупорной без асбеста. Для предельной температуры нихрома или «киевского сплава» (ОХ 27Ю5А) следует применять для обмазки окись алюминия, не содержащую кремнезёма.

Трубку с обмоткой следует поместить в кожух из алюминия и заполнить свободное пространство подходящим теплоизолятором, способным выдержать рабочую температуру. Теплоизоляцию можно выполнить из асбеста (остерегаться пыли, она канцерогенна) или крошки легковесного кирпича.

Брауэр советует для печей с температурой до 700° удельную мощность 2,1 вт/см² поверхности муфеля. Питать печь лучше напряжением около семидесяти вольт от универсального трансформатора, в первичную обмотку которого включен ЛАТР.

Для температур до 1500°^л для теплоизоляции можно применять чистый наждачный порошок. Окись циркония тоже пригодна, но она слишком хорошо проводит тепло.

Для не очень больших печей с высокой температурой можно применять дорогую, но плохо проводящую тепло окись церия. Особенно хороша она для изоляции микропечей с нагревом ТВЧ. Они делаются следующим образом: Нагреватель в виде трубки из силита, дисилицида молибдена или хромита лантана помещается в корпус из кварца, где центрируется шайбами из окиси циркония и засыпается прокаленной окисью церия. Нагревая такую втулку с помощью одетого снаружи индуктора, можно получить температуру до 1400°или 1700°(для хромита лантана).

Подобная печка может служить мощным источником инфракрасного излучения, работающим безо всяких окон, с не искажённым поглощением «чернотельным» спектром.

Печи, предназначенные для отжига стекла, следует обязательно устанавливать вертикально, для получения симметричного температурного поля

Печи подового типа следует также, по возможности, устанавливать вертикально, а в крупных печах дополнительно устанавливать крыльчатку для перемешивания воздуха с целью усреднения температуры.

Предназначенные к отжигу детали полезно заворачивать в несколько слоёв алюминиевой фольги. Иногда удобно их, особенно длинные «свечи», уложить в прямоугольный железный тигель, перекладывая алюминиевой фольгой.

Фольга свободно выдерживает многократный нагрев до температуры 640 градусов.

Более полные описания печей есть у Брауэра, Стронга и Агеннера.

В качестве небольших печей для не очень высоких температур (до пятисот градусов) можно применять остеклованные резисторы.

Водородную (или другую контролируемую) атмосферу в печи можно создавать, подавая газ в муфель из металла, кварца, алунда, но не из пористого шамота

Печи для высоких температур приходится делать с нагревателями из окисляющихся на воздухе металлов – вольфрама, молибдена, тантала. На воздухе они быстро сгорают и для их защиты применяют инертные к данному металлу газы – водород, аргон, азот с водородом для вольфрама и молибдена или вакуум. Тантал и ниобий не могут работать в водородной и азотной атмосфере. Для их защиты следует применять аргон или вакуум.

Очень чистый водород в небольших количествах можно получить, разлагая термически гидрид титана.

Водород очень хорошо проводит тепло и взрывоопасен. Для устранения этих недостатков к нему лучше добавлять до 90 % аргона. Во всех случаях нужно стараться, чтобы в защитном газе не было заметных примесей воды и кислорода. Следует применять сушку силикагелем или, лучше, алюмогелем, который можно регенерировать при более высокой температуре (около 500°). Печь следует греть постепенно, для полного удаления выделяющейся из конструкции сорбированной воды.

При работе в вакууме следует поддерживать достаточно низкое давление, так как газ при давлениях выше сотых долей миллиметра ртутного столба резко усиливает теплоотдачу за счёт теплопроводности, которая мало зависит от его давления.

Восстанавливать небольшое количество оксидов металлов, например, покрывая железный полый катод изнутри кобальтом или никелем очень удобно в нагреваемой извне кварцевой трубке.

Трубку устанавливаем с небольшим наклоном для стока образующейся при восстановлении оксида воды и в верхнюю часть её подаём водород (один пузырёк в секунду).

Несколько катодов с намазанным изнутри оксидом помещаем на расстоянии нескольких сантиметров от открытого конца трубки и последовательно нагреваем их сквозь кварц горелкой на гремучем газе один за другим (рис 24). Нагрев следует вести по току водорода. Температура должна составлять около тысячи градусов. Восстановление металла происходит за несколько десятков секунд. Такая «печь» очень удобна и для пайки в водороде мелких деталей медью или другими подходящими твёрдыми припоями но кварц быстро приходит в негодность.

Имеется ещё много конструкций печей различного типа и принципа действия Мы их перечислим: печь с насыпным нагревателем из крупки графита или карбида кремния. Печи типа «горна», в которых нагрев тигля, помещённого в насыпку из негорючего вещества (например, окиси магния или кальция), производится продуваемым сквозь неё пламенем, силитовые печи с стержневыми нагревателями из карбида кремния – рабочая температура до 1400 °C и дисилицида молибдена (до 1600 °C), печи с нагревом пучком электронов (разновидность – печи с полым катодом), зеркальные печи с нагревом световым пучком (лазером, солнечным светом, ксеноновой лампой) Печи, в которых нагреватель работает в инертной атмосфере, могут быть самой разнообразной конструкции и размеров. Их конструируют исходя из конкретной задачи. Расчёт можно делать приблизительно и корректировать следующей конструкции. Полезные сведения по этой теме можно найти в первом томе шеститомника Брауэра.

Ожидает испытания идея автора о безмуфельной печи для нагрева до температуры около тысячи градусов, в которой нагреватель из толстой проволоки в виде короткой спирали с установленным внутри тиглем засыпается подходящим теплоизолятором (песок, корунд, тугоплавкие окислы). Засыпка играет роль поддержки горячей проволоки, электро– и теплоизолятора и, к тому же, легко заменяется при загрязнении. Продувка засыпки водородом позволит применять в качестве нагревателя дешёвую железную проволоку. Температура плавления железа не намного ниже, чем у платины, а отсутствие кислорода уравнивают их по химической стойкости.

Быстрый нагрев, например, плавка металлов до 1000°можно осуществить на ленте из нержавеющей стали или нихрома, в которой выбита выемка в виде корытца. Концы ленты толщиной около миллиметра, шириной 25 мм и длинной около ста миллиметров зажаты в толстых, охлаждаемых токовводах. Для нагрева такой ленты нужна мощность около полутора киловатт при напряжении до трёх вольт. (Приведенные данные – ориентировочные). Само собой разумеется, что эту ленту можно свернуть в трубку и т. п. Печи такой конструкции широко применяют для испарения различных материалов в вакууме.