Materiály pro vakuové aparatury • nízká tenze par • malá desorpce plynu • tepelná odolnost (odplyňování) • mechanické vlastnosti • způsoby opracování a spojování • elektrické a chemické vlastnosti Pressure (Torr) l-io-3 io-3-io-5 io-5~io-7 io-'-io-1 Iron, steels Cast iron, copper or aluminum good good good good only after degassing only stainless steels Rolled copper or alloys good good good only after degassing only OFHC copper Nickel and alloys good good good good good Aluminum good good only after degassing not recommended Glass, quartz good good good good with degassing only thick-walled Ceramics good good only with vitreous coating only special types Mica good good only after strong degassing not recommended Rubbers good good only degassed bad bad Plastics üood only sf iecial types only Teflon , not recom- ^í í? Si01 Si s-l- KsA^íec/in/c/cé sklá §$>; ^Keramické hmoly^ t! ^25 ^ i|Hiii VC: li il IL J III *»■ i i Umelé hmolyS -CO— -Al -W.Mo -Ta -Cr Fe (30/70) -Invar F6450 4/35 cal cmsecV] S inter - Korund ...Hy. Au- Mil-Ni- Fe- Hq-\ Desorption rates" Stainless steel blank cleaned 2.7 10"7 5.4 10,; 2.7 108 Stainless steel polished cleaned 2 10s 4 10"9 2 10"10 Stainless steel pickled heated for 1 hour, 1.4 109 2.8 10"10 1.4 1010 Stainless steel bead blasted vented with normal air 3 10 10 6.5 10" 4 10" Steel Ni plated polished cleaned 2 10"7 1.5- 108 5 109 Steel Cr plated polished cleaned 1.3-10"8 2.2 109 1.2 109 Steel rusted 6-10-7 1.6-10-7 1 10'7 Steel blank cleaned 5 10-7 1 10"7 5 ■ 10"8 Steel bead blasted cleaned 4- 10"7 8 10"8 3.8 108 Aluminium cleaned 6 10"8 1.7 10"8 1.1 10"8 Brass cleaned 1.6-10-6 5.6 10 7 4 10"7 Copper cleaned 3.5 10-7 9.5 10 8 5.5 108 Porcelain glazed 8.7- 10"7 4-10"7 2.8 107 Glass cleaned 4.5 10-9 1.1 ■ 109 5.5 10 10 Acrylic glass 1.6 106 5.6 10-7 4 10"7 Neoprene 4 10-5 2.2 10"5 1.5 10"5 Perbunan 4 10-6 1.7 10"6 1.3-10-6 Viton 1.2 106 3.6- 10"7 2.2' 10 7 Viton heated for 4 hours at 100 °C 1.2 10"7 5 10"8 2.8 10"8 Viton heated for 4 hours at 150 °C 1.2 10'9 3.3 10 10 2.5 10 10 Teflon degassed 8 10-7 2.3 10 7 1.5 107 □ ť ► < 1 ► < 1 Sklo • nízká tenze par • malá desorpce plynu • křehké • elektrický izolant • chemicky odolné • svařovaní a tvarování za tepla • vznik pnutí - temperování • sklotvorne složky SÍO2 , B2O3 , P2O5 • Na20 , CaO - snižuje tavící teplotu • AI2O3 , ZnC>2 - zvyšuje chemickou netečnost • K2O • BaO • PbO • MgO Tab. 6.2. Přehled skel a jejich některých vlastností (podle W. Espeho a kol.) Sklo křemičité (tavený Si02) velmi tvrdé (borokřemičité bez alkálií) tvrdé (borokřemičité) olovnaté (olovnato-křemičité) měkké (alkalicko-vápenato-křemičité) a) s \l,0, b) bez A1203 B203 A1203 Na20 + K20 CaO PbO sío2 >95% 5-23",, . 3-25% <10% zbytek >10% <5% 5-8% zbytek <8% 20-35 zbytek a) 0 b)l-5% 13-15% 5-15% zbytek a (»C)"1 ') T.h (X) ') r;h (°c) ») í (°c) ') Tn (°C) ') Měrný odpor Ö20"c (£2 cm) Měrná tepelná vodivost xpcm-'s-'K"1 Měrné teplo (Jg-'K-1) (0,55-0,65). 10"6 990-1040 1 140 1100 1600 10i7-1018 0,013-0,026 ) 0,8-1,26 (3-6). 10"6 450-700 490-730 470-720 700-950 10'8 0,01 (3,5-6). KT6 430-540 470-590 450-570 690-780 1014-1018 0,013 0,4- (8-9). 10'6 400-450 430-480 410-470 580-650 1017 0,08 -1,7 a) (6,8-9,5). 10"6 b) (8-11). 106 a) 450-500 b) 40-480 a) 480-540 b) 430-510 a) 470-530 b) 410-500 490-750 a) 10,J b) 1013 0,01 F6450 8/35 ftp) 10*> 10* v* „w x>°- 10S 107*° !Oe 10" 10* 10" sklo ve slovu křehkém tažném tekutém -------_S Tc 4h Job/asi , \chhzent ( m--------- V« -i(uralneni pnut!) <*20°C . 50-150 eC,| ' ----------V; '* / iob/ost smočeni kovu o natova/óni l oblasřv , \. odskleněm ^ i outer, / racoram Obr. 6.3. Závislost koeficientu viskozity skla na teplotě 7^h — dolní chladicí teplota (při níž mizí napětí během 4 h); rc'h — horní chladicí teplota (při níž vymizí napětí za 15 min); Tt0 — transformační teplota (začátek vzrůstu součinitele teplotní roztažnosti a změn dalších vlastností); TM — bod měknutí (určuje se dilatometricky); TM+ - bod měknutí (podle Littletona); □ g - = i-o^o F6450 9/35 im w össsi» %áL:- ^> (c) F6450 10 / 35 SSSSS?5^5^SSSS3 □ S1 F6450 11 / 35 □ S" - F6450 12 / 35 □ S1 F6450 13 / 35 130/0 7/°C no JOů 90 80- 1 ! 1 OZ%(S/02+ Mo)+W%ttd20 - - /yú 1 i i - 20 30 % 40 □ @> ■O o, O- Skla Corning 7-10 □ S F6450 15 / 35 ® Nominal length D is ± 3mm Nominal glass - Both flanges non-rotatable v. / // / r ID I i Nominal Length □ s F6450 16 / 35 Nominal length D □ S 17 / 35 F6450 18 / 35 Sio2 cr(i~~-~-~' Orb. 11-19 A. K zatavovaniu okienok z křemenného do baniek z tvrdého skla. □ S F6450 19 / 35 Obr. 10-120 B. Meranie hrúbky steny sklených trubíc (podľa Wittwera). 1 —sklenená rúrka ležiaca na bielom papieri; 2 — pásik čierneho papiera zasunutý pod rúrkou šikmo k jej osi; 3 — meradlopo- ložené na rúrku na zmeranie hrúbky steny S. F6450 20 / 35 Použití: • osvětlovací technika • manometry • elektrické průchodky • obrazovky okénka do reaktorů • elektronky • speciální kalibrační lampy • ... F6450 21 / 35 Keramika • nízká tenze par • malá desorpce plynu • velká pevnost • elektrický izolant • chemická odolnost • velká tepelná odolnost (vyšší teplota pro odplynení) • žádné pnutí • změna rozměrů při výrobě F6450 22 / 35 Složení: • AI2O3 - max teplota ve vakuu 1800 °C • MgO - max teplota ve vakuu 1600 °C • ZrC>2 - max teplota ve vakuu 1700 °C • BeO - max teplota ve vakuu 2000 °C • TI1O2 - max teplota ve vakuu >2300 °C F6450 23 / 35 Steafit (Klirtoenstafit) MgO-SiQ, Tridymif Cordient 2MgQ-m 3AI20}-2Si02 MgOA!203 At203 □ B1 F6450 24 / 35 1 Zloženie východiskových surovín váh. % A1203: 95 Rozbor pozri túto tab.,pol.2 váh. % íl: 2 pozri tab. 12-19, pol. 4 váh. % talk.: 3 pozri tab. 12-19, pol. 2 2 Rozbor A1203 (druh Norton 38 900) váh. % Si02: 0,04 Fe203: 0,01 Na20: 0,05 CaO: 0,00 MgO: 0,00 Al.,0,: (zvyšok): 99,90 3 Vypal ovacia teplota (vo vodíkovej peci) °C 1775 4 Merná váha g/cm* 3,5 5 Pevnosť v ohybe kg/mm2 17,5-21 6 Súčinitel rozťažnosti 25-500°C 10-' 1/°C asi 78,5 (pozri aj obr. 12-40) 7 Merný elektrický odpor Q . cm pozri obr. 12-39 8 Hodnota Te °C asi 950° 9 Dielektrická konštanta e (1010Hz) - 8,2-8,6 10 Dielektrický stratový uhol tg ô (106 Hz) (1010Hz) - asi 4 . 10-4 5-8 . 10-4 F6450 25 / 35 72-7Í?-cm AL ks A /" / v s,. Förstern SteaMy \AÍ kremičitany /p porce ony Křemenné sklo 100 200 300 400 500 'T 700 ÚSO QUO 7000 Obr. 12-14. Krivky tepelnej rozťažnosti niekoľkých typických keramík (ďalšie vlastnosti obchodných druhov keramiky pozri obr. 12-33, 34, 38, 40, 43 a 77). □ t3 F6450 26 / 35 Í5______________1,0-1D'31/°K Obr. 12-18 A. Závislosť merného elektrického odporu o niekolkých obchodných druhov keramiky od teploty T. 1 — živcový porcelán (Almanox 11 838); 2 — normálny steatit Alsimag 35; 3 — zirkónový mulit Almanox 2570; 4 — prírodný alumosilikát Lava A; 5 — hutná keramika s vysokým obsahom A1203 Almanox 6096; fi — pórovitá keramika s vysokým obsahom A1203 Alsimag 393; 7 —prírodný horečnatý silikát Alsimag Lava 1136; 8 —hutná keramika s vysokým obsahom Alj03 Alsimag 614; 9 — forsterit Alsimag 243. Pre porovnanie: Q —křemenné sklo; A — olovnaté sklo Corning 0120; Ľ — pyrexové sklo Corning 7740; C —sodnovápenaté sklo Corning 0080 Te = Te-value. □ S1 - F6450 27 / 35 Druh keramiky (prípadne typ alebo obchodná znaíka) Te °C Výrobca Jemne pórovitá keramika prevažne z Al.,0, (druh DIN 520) <800 3) Mastenee (prírodná hornina z Bavorska) .---------- 800 4) Hlinitokremičitan 800 2) Prírodná hornina horečnatokremičitanová (Lava 1136) 810 2) Steatit (Alsimag 228) 820 2) Korundová keramika (Alsimag 393) 835 2) Steatit (Alsimag 197) 840 2) 870 2) Hlinitokremičitan (pyrofvlit), prírodná hornina z Transvaalu 600-900 Hlinitokremičitan (Alsimag 614) (hlinitokremičitá keramika) 930 2) Pórovitý opracovatelný steatit (druh DIN 240) napr. Ergan <1000 3) Špeciálny steatit (druh DIN 221) <1000 3) Horečnatý kremičitan (Alsimag 222) >1000 2) Hlinitokremičitan (Alsimag 652) (hlinitokremičitá keramika) >1000 2) Forsterity (Alsimag 243) (Frequenta M) >1000 >1000 2) 4) 10 sfl ô C 6 4 2 ,3 \ \ 5 n 10 10' 10' 10' 10 m 70ä Hz 70' í Obr. 12-25. Závislosť dielektrickej konštanty f rôznych druhov keramiky pri normálnej teplote od frekvencie / (pozri R u s s e 11 [1]); pozri aj tab. 12-12. 1 — zirkónové porcelány; 2 — normálny steatit; 3 — vysokonapäťový porcelán; 4 —špeciálne steatity. Pre porovnanie: 5 —křemenné sklo. □ S1 Zostavenie stratového uhla tg ô (meraného za normálnej teploty pri 106 Hz) najdôležitejších druhov keramík podlá klesajúcich hodnôt Druh keramiky tg ä 10-« Prírodná hornina Lava A (hlinitokremičitan) 100 Tvrdý porcelán, napr. druhu DIN 110 60-120 Cordierity pórovité (nasiakavosť vody A = 8,5%) 40-82 Cordierity hutné, napr. druh DIN 410 40-70 | Zirkónový mulit 32 Hutné steatity ako druh DIN 220 15-20 Steatity Alsimag 12-35 Zirkónový kremičitan 8-17 Forsterit (Alsimag 243) 4 Keramiky s vysokým obsahom A1203 (Alsimag) 3-7 Špeciálny steatit druh DIN 221 3-5 Mastenec, Lava 1136 (horečnaté kremičitany) 3 Horečnaté kremičitany, pórovité (Alsimag 222) 2-4 F6450 30 / 35 7-roJ cm cm 6 M I 25 3 n 2 7 O 16 AlSiMag 243 ^^ AISiMag35^y' ^AlSiMag393 **AlSiMagi75 AI Si Mag 202 WO 200 15 U 13 12 300 400 500 600 "C □ S1 F6450 31 / 35 □ gl - = = ^Q^ F6450 32 / 35 □ S1 F6450 33 / 35 □ s - 34 / 35 Použití • elektrické průchodky • elektrické izolátory • topné systémy • kalíšky pro depozici tenkých vrstev -AI2O3 - Al, Bi, Ge, In, Ni F6450 35 / 35