Materiály pro vakuové aparatury • nízká tenze par • malá desorpce plynu • tepelná odolnost (odplyňování) • mechanické vlastnosti • způsoby opracování a spojování • elektrické a chemické vlastnosti Material Pressure (Torr) 760-1 1-I0-3 JO"3—10-5 10s -10-7 10"7 -10"] Iron, steels good good good only after only stain-degassing less steels Cast iron, copper or good good bad bad bad aluminum Rolled copper or alloys good good good only after only OFHC degassing copper Nickel and alloys good good good good good Aluminum good good only after degassing not recom- mended Glass, quartz good good good good only thick- with degassing walled Ceramics good good only with vitreous only special coaling types Mica good good only alter strong not recom- degassing mended Rubbers good good only degassed bad bad plastics good only special types only Teflon, not reeom- Araklile mended HuO-10 ,Mg AI Ag- \Ms Cu—MhNiCr Kotistantan — m (78/8) Au- Hastelloy Cr/e 27/73 Fern 50/50 1 Graf,/ Cl! ,---*yr Au-í 1' fe- ■' ; o- -* -Ta Sinter -Korund il Hp (30/70) In/ar i n I I i u I 1 "O J w. i Luft. Ar- -co. Stainless steel blank cleaned 2.7 ■ 10"7 5.4- 10-8 2.7 ■ 10-= Stainless steel polished cleaned 2 ■ 4 10 9 2 - 10™ Stainless steel pickled heated for 1 hour, 1.4 ■ 10"9 2.8- 10-'° 1.4 10-™ Stainless steel bead blasted vented with normal air 3- 10"'° 6.5 10" 4 10' Steal Nli plated polished cleaned 2 ■ 10-' 1.5- 10s 5 10s Stool Cr plated polished cleaned 1.3 10-' 2.2 10 s 1.2 109 Steel rusted 6 10-' 1.6- 10-' 1 - 10-' Steel blank cleaned 5 ■ 10-' 1 10-' 5 10 1 Steel bead blasted cleaned 4 ■ 10"' 8 10-8 3.8" lb"8 " Aluminium cleaned 6 ■ 10"8 1.7 ■ 10-» 1.1 108 Brass cleaned 1.6 10 = 5.6- 10' V 10' Copper cleaned 3.5 10' 9.5- 10"8 5.5-10" Porcelain glazed 8.7 10 ' 4 10' 2.8 10' Glass cleaned 4.5 109 1.1 109 5.5 1011' Acrylic glass 1.6 10-" 5.6- 10"' 4 10"' Neoprene 4 ■ 105 2.2 10"5 1.5 10"6 Perbunan 4 ■ 10s 1.7 10-» 1.3 10e Viton 1.2 10' 3.6-10' 2.2 10-' Viton heated for 4 hours atJOOX 1.2 10' 5 10-s 2.8 10s Viton heated for 4 hours at 150 rC 1.2 10s 3.3 10-10 2.5 10'° Teflon degassed 8 10' 2.3- 10' 1.5-10' Pevnost Material Cylinder? End plates Hemisphe rical Djh Copper at 20°C 84 10 52 15 600 Copper at 500°C 58 8.5 — — — Nickel at 20°C 100 11 73 8 780 Nickel at 500°C 90 10.5 — — _ Aluminum 20°C 70 9 37 57 470 Aluminum 500°C 62 8.7 — — — Stainless steel 20°C 105 11.6 89 3 830 Stainless steel 50O°C 89 10.5 — ._ Glass (hard) 20»C 70 9 16 !: 470 Neoprene 20°C 2.5 1.7 10 0.2 30 Teflon 20°C 12 3.8 14 9 — PVC (Tyson) 3.7 2.1 — — — Perspex — — 30 — — Mica 58 15 — 4 □ ► * It * * 's V Válec, Di ~ D = 25 cm, T = 20 °C h [mm] hi[mm] 5 [mm] Cu 3 5 0.33 AI 3.6 6.76 0.12 nerezová ocel 2.4 2.81 0.93 tvrdé sklo 3.6 15.6 0.13 teflon 20.8 17.9 1.88 Sklo • nízká tenze par • malá desorpce plynu • křehké • elektrický izolant • chemicky odolné • svařovaní a tvarování za tepla • vznik pnutí - temperování sklotvorné složky SÍO2 , B2O3 , P2O5 Na20 , CaO - snižuje tavící teplotu AI2O3 , Z11O2 - zvyšuje chemickou netečnost K20 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 alkálii) tvrdé (borokřemičité) olovnaté (olovnato-křemičité) měkké (alkalicko-vápenato-křemičité) a) - M.O, b) bez Al,02 5-23",, >10% AI203 . 3-25°,, <5°/„ <8% a) 0 b)l-5"í Na20 + K20 <\0% 5-8% 13—15 "„ CaO 5-15% PbO 20-35 Si02 >95% zbytek zbytek zbytek zbytek a (°C)-' ') (0,55-0,65). 10~6 (3-6). 10"6 (3,5-6). 10"6 (8—9). !0~s a) (6,8-9,5). 10"6 b) (8-11). 10-* T.„ (=C) ') 990-1040 450-700 430 - 540 400-450 a) 450-500 b) 40-480 i; (°c) ') 1 140 490-730 470 - 590 430-480 a) 480-540 b) 430-510 T, fC) ') 1 100 470-720 450-570 410-470 a) 470 - 530 b) 410-500 r„ (°c) ') 1 600 700-950 690-780 580-650 490-750 Měrný odpor 1017-1018 10" I014-I0'» 10" a) 10" Q20'c (ňcm) b) I0'1 Měrná tepelná vodivost 0.013-0,026 0,01 0,013 0,08 0,01 x(J cm"'s"lK-1 ) Měrné teplo (Jg-K-') 0,8-1,26 0,4- -1,7 F64S0 10 / 37 sklo ve slovu 10° ď' to10 V" 10* 10" křehkém *>20°C 50-150 X. laznem tekutém tSmin oblasty , odskleněm \~l oblast , l \chlazeni Ll(uiv/nini pnutí) oblost smočení kovu o natovováni oblasl, i zpracovaní Obr. 6.3. Závislost koeficientu viskozity skla na teplotě Tch — dolní chladicí teplota (při níž mizí napětí během 4 h); T.'h - horní chladicí teplota (při níž vymizí napětí za 15 min); 7;0 — transformační teplota (začátek vzrůstu součinitele teplotní roztažnosti a změn dalších vlastností); TM — bod měknutí (určuje se dilatometricky); TM+ - bod měknutí (podle Littletona); .4/37 4 □ ► 4 Ú? ► 4 -š ► 4 CF F6450 18 / 37 ISI KF Nominal glass length '6450 20 / 37 Obr. 10-120 B. Meranie hrúbky steny sklených trubíc (podľa Wittwcra). 1 — sklenená rúrka ležiaca na bielom papieri; 2 — pásik čierneho papiera zasunutý pod rúrkou šikmo k jej osi; 3 — meradlo*položené na rúrku na zmeranie hrúbky steny S. i □ ► 4 [5? ► < -E ► 4 s '6450 22 / 37 Použití: • osvětlovací technika • manometry • elektrické průchodky • obrazovky • okénka do reaktorů • elektronky • speciální kalibrační lampy 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 Složení: • AI2O3 - max teplota ve vakuu 1800 °C • MgO - max teplota ve vakuu 1600 °C • Zr02 - max teplota ve vakuu 1700 °C • BeO - max teplota ve vakuu 2000 °C • Th02 - max teplota ve vakuu >2300 °C 1 Zloženie východiskových surovín váh. % A1,03: 95 Rozhor pozri túto tab. ,po] .2 váh. % íl: 2 pozri tab. 12-19, pol. 4 váh. % talk.: 3 pozri tab. 12-19, pol. 2 2 Rozbor A1303 (druh Norton 38 900) váh. % Si(V 0,04 FesO,: 0,01 J\"a,0: 0,05 CaO: 0,00 MgO: 0,00 A1.,03: (zvyšok): 99',90 ' 3 Vypaíovacia teplota (vo vodíkovej peci) °C 1775 * Merná váha g/cm» 3,5 5 Pevnosť v ohybe kg/mm' 17,5-21 6 Súčinitel rozťažnosti 25-500 "0 l0-'l/°0 asi 78,5 (pozri aj obr. 12-40) 7 Merný elektrický odpor íl . cm pozri obr. 12-39 S Hodnota ľe °c asi 950° 9 Dielektrická konštanta s (10» Hz) - 8,2-8,6 10 Dielektrický stratový uhol tg i (10" Hz) (10'»Hz) - asi 4 . 10-« 5- 8 . 10-* 4 [5? ► < -E ► 4 <|5 ► < -E ► 4 10* w*\_I I I i I I I I I I I H 100 750 200 250 300 400 500 600 700 800 900 WOťC Obr. 12-18 A. Závislost merného elektrického odporu q niekoľkých obchodných druhov keramiky od teploty T. 1 — ilvnový porcelán (Almauox 11 83«); i" — norniahiy ittííiíit AUiiiuiK :">; .j — jtirki'incivý mulit Almauux 2570; i — prf-iiidný alumrrsilifoit Lbvb A; 5 — hutná keramika a vysokým otisiUiuiii Al,03 Almnnox 60%; g — pórovitá keramiku, h vysokým obsahům A 1,0, Atetmag ftfHLj 7 — prírodný hori/rnatý silikát Al-itnag Lava 11311; s —hutná keramika s vysokým olwahom Al,(>, AJsiuias SM; I — forslprlt Aľ-imuĽ 243. Pre porovnán to: q — kreinennč sklo; a — ulrivimtr sklo Uorulng 0120; B — pyrexové sklo ľnriiimi 77-10; C — aodK7*ápMat4 sklo (Sntag 1000 •) Hlinitokremicitan [Alsimag 652) (hlinitokremiSitá keramika) >1000 ') Forsterity (Alsimag 213) (Krequenta M) >1000 > 1000 '«! sf1 2 ,3 S \ 5 1QZ IQ3 10* 105 70s m7 10a Hz W9 -—f Obr. 12-25. Závislosť dielektrickej konstanty ŕ rôznych druhov keramiky pri normálnej teplote od frekvencie / (pozriRussell[l]); pozri aj tab. 12-12. / — zirkónové porcelány; 2 — normálny steatit; í — vysokonapäťový porcelán; 4 —špeciálne steatity. ľre porovnanie: ó —křemenné sklo. Zostavenie stratového uhla tg r) (meraného vt normálne.) ttplotjf pri 10* Hz) najdôležitejších druhov keramík podlo, klesajúcich hodnôt. Druh keramiky tg d 10"' Prírodná hornina Láva A (Minitokremičitan) 100 Tvrdý porcelán, napr. druhu T)TN 110 60—120 Cordierity pórovité (nasiakavosf vody A m 8/>%) 40-82 Cordierity hutné, napr. druh DIN 410 40-70 Zirkónový mulit 32 Hutné steatity ako druh DIN 220 15-20 Steatity AJsimag 12—35 Zirkónový kremičitan 8-17 Fonsterit (Alfffnmg 243) 4 Keramiky s vysokým obsaliom A12Oy (Alsimag) 3-7 Špeciálny steatit druh DIN 221 3-5 Mostcnec, Lava 1136 (horečnaté kremičitany) 3 Horečnaté kremičitany, pórovité (Alsimag 222) 2-4 Použití • elektrické průchodky • elektrické izolátory • topné systémy • kalíšky pro depozici tenkých vrstev -AI2O3 - Al, Bi, Ge, In, Ni • ... 4 & > 4 -š ► 4 š ► Š O^O F6450 37 / 37