Membuat Kedap Kaca-ke-Logam untuk Tiub Vakum Buatan Sendiri
Membina tiub vakum memerlukan lebih daripada sekadar visi. Anda mesti mengedap elektrod logam ke dalam sampul kaca. Anda mesti melakukan ini sambil mengekalkan vakum tinggi. Tugasan ini memerlukan fizik dan kejuruteraan jitu.
Masalah utamanya ialah pengembangan terma. Logam dan kaca mengembang apabila panas. Ia mengecut apabila sejuk. Ia tidak bergerak pada kadar yang sama. Perbezaan ini dipanggil Pekali Pengembangan Terma atau CTE.
Jika kadar tersebut tidak sepadan, tekanan akan terkumpul. Tekanan ini menyebabkan retakan atau kebocoran. Tiub yang bocor akan gagal berfungsi. Untuk berjaya, anda memerlukan tiga perkara:
- CTE yang sepadan: Kaca dan logam mesti mengembang dan mengecut pada kadar yang serupa. Ini mengelakkan tekanan semasa proses penyejukan.
- Lekatan: Kaca mesti melekat pada logam. Anda memerlukan lapisan oksida tertentu pada permukaan logam. Jika lapisan itu terlalu tebal, ia akan mengelupas. Jika terlalu nipis, kaca tidak akan terikat.
- Kekuatan Mekanikal: Ikatan tersebut mesti mampu menahan tekanan atmosfera sebaik sahaja anda mengeluarkan udara.
Pembina DIY menggunakan kedap yang sepadan. Ini bermakna memilih bahan khusus untuk tugasan tersebut.
Untuk kaca, gunakan kaca Borosilikat. Ia lebih tahan kejutan terma berbanding kaca standard. Ia lebih mudah untuk dipadankan dengan logam.
Untuk logam, gunakan aloi khusus:
- Kovar: Aloi nikel-kobalt-besi ini adalah pilihan terbaik untuk kaca borosilikat. Kadar pengembangannya sepadan hampir dengan sempurna. Ia mahal tetapi perlu untuk kerja berkualiti tinggi.
- Dawai Dumet: Ini adalah aloi nikel-besi bersalut tembaga. Ia berfungsi dengan baik untuk jenis pengalir kaca tertentu.
Memadankan bahan dengan betul adalah perbezaan antara tiub yang berfungsi dan kaca yang pecah.