ਘਰੇਲੂ ਵੈਕਿਊਮ ਟਿਊਬਾਂ ਲਈ ਗਲਾਸ-ਟੂ-ਮੈਟਲ ਸੀਲ ਬਣਾਉਣਾ
ਇੱਕ ਵੈਕਿਊਮ ਟਿਊਬ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਸਿਰਫ਼ ਇੱਕ ਕਲਪਨਾ ਤੋਂ ਵੱਧ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਤੁਹਾਨੂੰ ਇੱਕ ਕੱਚ ਦੇ ਕਵਚ (envelope) ਦੇ ਅੰਦਰ ਧਾਤੂ ਦੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਾਂ ਨੂੰ ਸੀਲ ਕਰਨਾ ਪੈਂਦਾ ਹੈ। ਤੁਹਾਨੂੰ ਇਹ ਉੱਚ ਵੈਕਿਊਮ ਬਣਾਈ ਰੱਖਦੇ ਹੋਏ ਕਰਨਾ ਪੈਂਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਕੰਮ ਲਈ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਅਤੇ ਸਟੀਕ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।
ਮੁੱਖ ਸਮੱਸਿਆ ਥਰਮਲ ਐਕਸਪੈਂਸ਼ਨ (thermal expansion) ਹੈ। ਗਰਮ ਹੋਣ 'ਤੇ ਧਾਤੂ ਅਤੇ ਕੱਚ ਫੈਲਦੇ ਹਨ। ਠੰਢੇ ਹੋਣ 'ਤੇ ਉਹ ਸੁੰਗੜਦੇ ਹਨ। ਉਹ ਇੱਕੋ ਦਰ 'ਤੇ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੇ। ਇਸ ਅੰਤਰ ਨੂੰ ਕੋਐਫੀਸ਼ੀਐਂਟ ਆਫ ਥਰਮਲ ਐਕਸਪੈਂਸ਼ਨ ਜਾਂ CTE ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
ਜੇਕਰ ਇਹ ਦਰਾਂ ਮੇਲ ਨਹੀਂ ਖਾਂਦੀਆਂ, ਤਾਂ ਤਣਾਅ (stress) ਪੈਦਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਤਣਾਅ ਤਰੇੜਾਂ ਜਾਂ ਲੀਕੇਜ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣਦਾ ਹੈ। ਲੀਕ ਹੋ ਰਹੀ ਟਿਊਬ ਫੇਲ੍ਹ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਸਫਲ ਹੋਣ ਲਈ, ਤੁਹਾਨੂੰ ਤਿੰਨ ਚੀਜ਼ਾਂ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ:
- ਮੈਚਡ CTEs: ਕੱਚ ਅਤੇ ਧਾਤੂ ਇੱਕੋ ਜਿਹੀ ਦਰ 'ਤੇ ਫੈਲਣੇ ਅਤੇ ਸੁੰਗੜਨੇ ਚਾਹੀਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਠੰਢਾ ਹੋਣ ਦੌਰਾਨ ਤਣਾਅ ਨੂੰ ਰੋਕਦਾ ਹੈ।
- ਐਡਹੀਜ਼ਨ (Adhesion): ਕੱਚ ਨੂੰ ਧਾਤੂ ਨਾਲ ਚਿਪਕਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ। ਤੁਹਾਨੂੰ ਧਾਤੂ ਦੀ ਸਤਹ 'ਤੇ ਇੱਕ ਖਾਸ ਆਕਸਾਈਡ ਪਰਤ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਪਰਤ ਬਹੁਤ ਮੋਟੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਹ ਉਖੜ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਇਹ ਬਹੁਤ ਪਤਲੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਕੱਚ ਜੁੜੇਗਾ ਨਹੀਂ।
- ਮਕੈਨੀਕਲ ਸਟ੍ਰੈਂਥ (Mechanical Strength): ਹਵਾ ਕੱਢਣ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਇਹ ਬੰਧਨ ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਦੇ ਦਬਾਅ ਦੇ ਵਿਰੁੱਧ ਟਿਕਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ।
DIY ਬਿਲਡਰ ਮੈਚਡ ਸੀਲ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਇਸਦਾ ਮਤਲਬ ਹੈ ਕੰਮ ਲਈ ਖਾਸ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਚੋਣ ਕਰਨਾ।
ਕੱਚ ਲਈ, Borosilicate ਕੱਚ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰੋ। ਇਹ ਸਧਾਰਨ ਕੱਚ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਥਰਮਲ ਸ਼ੌਕ (thermal shock) ਦਾ ਬਿਹਤਰ ਵਿਰੋਧ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਨੂੰ ਧਾਤੂਆਂ ਨਾਲ ਮਿਲਾਉਣਾ ਆਸਾਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
ਧਾਤੂ ਲਈ, ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਐਲੌਏ (alloys) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰੋ:
- Kovar: ਇਹ ਨਿਕਲ-ਕੋਬਾਲਟ-ਆਇਰਨ ਐਲੌਏ ਬੋਰੋਸਿਲੀਕੇਟ ਕੱਚ ਲਈ ਸਭ ਤੋਂ ਵਧੀਆ ਚੋਣ ਹੈ। ਫੈਲਾਅ ਦੀਆਂ ਦਰਾਂ ਲਗਭਗ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਮੇਲ ਖਾਂਦੀਆਂ ਹਨ। ਇਹ ਮਹਿੰਗਾ ਹੈ ਪਰ ਉੱਚ-ਗੁਣਵੱਤਾ ਵਾਲੇ ਕੰਮ ਲਈ ਜ਼ਰੂਰੀ ਹੈ।
- Dumet Wire: ਇਹ ਇੱਕ ਕਾਪਰ-ਕਲੈਡ ਨਿਕਲ-ਆਇਰਨ ਐਲੌਏ ਹੈ। ਇਹ ਕੱਚ ਦੇ ਕੁਝ ਖਾਸ ਕਿਸਮਾਂ ਦੇ ਲੀਡਸ (leads) ਲਈ ਵਧੀਆ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ।
ਸਮੱਗਰੀ ਨੂੰ ਸਹੀ ਤਰੀਕੇ ਨਾਲ ਮਿਲਾਉਣਾ ਹੀ ਇੱਕ ਕੰਮ ਕਰਦੀ ਟਿਊਬ ਅਤੇ ਟੁੱਟੇ ਹੋਏ ਕੱਚ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਦਾ ਅੰਤਰ ਹੈ।