Изготовление электрических ламп в домашних условиях. Часть 4. Самодельная ЛН. Электроды и тело накала

Начиная с этой части материал переходит уже к непосредственному изготовлению ламп, а именно вакуумной ЛН. Ввиду использования несложного тела накала в виде короткой моноспирали лампочка получится низковольтной. Люминесцентную же лампу также сделать удалось, но не совсем удачно и ввиду большей сложности процесса пока не уверен получится ли лучше. Но в случае успеха напишу статью и про их изготовление.

Итак, перед изготовлением лампы необходимо подготовить ее электроды - покрыть слоем стекла (далее остекловка), и закрепить в них тело накала. Сначала необходимо использовать либо готовую (вдруг тонкие трубки из платинитового стекла удастся кому-то найти), либо же изготовить вытягиванием такую трубку самостоятельно из более толстой. Об этом далее и пойдет речь. Остекловка нужна для защиты металла от переокисления на воздухе от высокой температуры (толстый слой оксидов рыхлый и не даст в будущем хорошего впая), а также для более удобного впаивания электродов в стекло в дальнейшем.

На снимках выше приведен процесс растяжки относительно толстой стеклянной трубки в гораздо более тонкую. Сначала необходимо обогреть немного конец трубки с разных сторон (хотя это не сильно обязательно - обычно трубки выдерживают односторонний нагрев, но если край трубки со значительными неровностями, то без обогрева стекло может треснуть или в сторону от него отлетит небольшой кусочек), после чего уже греть ее до начала окрашивания пламени ионами натрия в желтый цвет. В месте прогрева стекло может потемнеть - колбы КЛЛ делают из стекол не одинаковых составов, несмотря на выдерживание необходимого ТКЛР. Потемнение не ухудшает результат работ. После прогрева трубки и размягчения ее края он ухватывается пинцетом, и аккуратно оттягивается в бок, причем не стоит хвататься им за еще недостаточно размякшую трубку - она треснет от холодного металла, и трещину придется залечивать (как это сделать будет рассказано отдельно). Разве что специально греть сам пинцет перед процессом, но проще дождаться разогрева стекла до нужной температуры, по-моему. После достаточного размякания трубка вытягивается, причем делается это уже вне пламени - остывает стекло не мгновенно, так что время на растяжку будет, а продолжение удерживания его в пламени может привести к "распаду" растяжки на две части с запайкой концов. После того, как полученная  растяжка уже не тянется (не стоит, кстати, прикладывать для растягивания больших усилий) трубка вновь прогревается в месте сужения, и тянется вновь - до нужной длины необходимой тонкой трубочки. Првда для изготовления одной лампы много такой трубки не нужно, но можно сразу растянуть всю имеющуюся более толстую в тонкую, чтобы иметь запас.

После получения тонкой трубки (и ее остывания, разумеется) уже можно переходить к изготовлению электродов и креплению спирали. Для этого от платинитовой проволоки (процесс будет описан для платинита, но с титановой проволокой проделывается то же самое - сам его как электроды для ЛН не использовал еще, только как геттер, но все должно получиться) откусываются два отрезка по 3...4см длиной, и для начала прокалываются в пламени докрасна (тип горелки не указываю - его и так видно на снимках). Проволока при этом удерживается пинцетом. Эта процедура необходима для очистки сжиганием каких-либо загрязнений на платините, например следов от пальцев. Заодно при этом формируется оксид меди на медном покрытии проволоки, но как показала практика для вакуумноплотного спая с медью он не строго обязателен - спаивается стекло отлично и с чистым металлом, без него. Также если прокалку не провести, то будущая остекловка получится с большим количеством воздушных пузырей, что не есть хорошо. После прогрева проволоку можно класть только на чистую сухую поверхность и, разумеется, не притрагиваться голыми руками, даже чистыми.

На фото выше также показана сама остекловка. От полученной вытягиванием трубки отламывается с помощью процарапывания алмазным надфилем "основание" (остаток толстой трубки) или же "начало" (смятая часть толстой трубки, за которую изначально ухватывался пинцет при растяжке) и сама трубка надевается на платинит, оставляя свободным конец его длиной около 6мм. Это та же сторона проволоки, которая удерживалась пинцетом, т. е. в остекловку попадает только прогретый ранее платинит. И далее край трубки прогревается над пламенем до оплавления. При этом стекло смочит металл, и как только оно к нему прилипнет и обволочет со всех сторон, то тут же изготавливаемый электрод перемещается в пламени вместе с трубкой влево, а она сама несколько оттягивается вправо. Это позволяет более равномерно покрыть проволоку слоем стекла и не перегреть ее. Перегрева допускать не стоит по той причине, что хоть температура у таких горелок не сильно высока, но она составляет примерно 1100°C, чего достаточно для оплавления меди на поверхности платинита и собирания ее в мелкие капли. Если такое произойдет, то будущий впай может получиться негерметичным (интересно однако что советский платинит более стоек к нагреву оказался, чем платинит от КЛЛ). Также само спаивание труби с проволокой не стоит доводить до самого ее конца, покрывая стеклом полностью - в будущем будет проще подключиться к лампе, без необходимости откалывания остекловки (хотя ее и так можно будет отчистить, разумеется). Остаток трубки на электроде после остывания его лего отламывается, даже без процарапывания. Сторону остекловки со стороны этого отлома можно также дополнительно оплавить, чтобы не пораниться ее острыми краями при подключении электродов к питанию. После создания стеклянного покрытия на электродах его стоит проверить на качество - есть ли полное прилипание стекла к меди, нету ли большого количества пузырей газов или длинных свищей (протяженные не запаянные щели). Небольшое количество мелких пузырей допустимо - гоняться за идеальным спаем не обязательно. Спираль будущей ЛН не будет прогревать электроды настолько, чтобы эти пузыри вскрылись.

После остекловки края проволоки, предназначенные для установки тела накала нужно расплющить. Это можно сделать, например, с помощью плоскогубцев, как на снимках выше. Прикладывать больших усилий при этом не нужно - чрезмерно расплющенный металл не сможет плотно обжать вольфрам, что ухудшит качество изготовленной лампочки. Места расплющивания далее пинцетом загибаются крючком как на втором снимке (качество не очень получилось, так как мой фотоаппарат не может снимать полноценное макро с текущим объективом).

А теперь можно переходить к окончательной подготовке электродов к закреплению спирали - небольшому изгибанию их в стороны (для того, чтобы нить поместилась вместе с так называемыми "тире"), и скреплению между собой такой соединительной каплей стекла. Последняя опреация нужна для того, чтобы электроды держались на установленном расстоянии друг от друга, иначе без такой капли при впайке в колбу они "разъедутся" в стороны. Для усаживания такой капли оба электрода удерживаются плоскогубцами, и вносятся в огонь. Одновременно в него вносится та же трубка для остекловки или нить, которую можно вытянуть из осколка стекла. Трубка либо нить оплавляется в каплю, и эта самая капля усаживается на один или оба электрода сразу, прилипнув к их остекловкам. Если используется трубка, то надо следить чтобы не получился большой воздушный пузырь при ее запайке и не попал потом в эту самую соединительную каплю. Ее можно сделать ровнее обжимкой пинцетом, либо оставить как есть. Стоит заметить, что при всех этих операциях не используется ожиг - массы стекла столь малы, что оно не трескается и без него.

В конце проведенных выше действий результат должен получиться примерно таким - примерно потому, что можно и ближе расположить электроды, и дальше, и иначе их изгонуть, а не буквой "V", например.

После подготовки электродов уже можно браться за формование тела накала и закрепление его в электродах. В нашем случае это моноспираль от 300Вт ГЛН. Сперва от нее оттягивается конец, формируя таким образом одно из двух "тире" (или пропуск, или часть тела накала без самой спирали еще), концы которых будут крепиться в электродах. "Тире" нужно чтобы моноспираль (в данном случае) не перегревала электроды. Перегрев электродов приведет к газовыделению из них из-за распада слоя оксида меди на нее саму и кислород, и распылению ее же и прочих металлов, составляющих электроды на саму колбу. Все же температура плавления меди, платинита и его компонентов куда ниже, чем у вольфрама. После оттягивания одного конца одним пинцетом удерживатся часть моноспирали, а вторым оттягивается ее остаток, формируя таким образом еще одного "тире". Причем несмотря на то, что вольфрам из ГЛН куда пластичнее чем в обычных ЛН он все равно более ломкий, чем медная проволока такой же толщины. Так что стоит стараться сильно не сминать витки спирали, и в целом надо быть готовым что несколько раз при растяжке она обломится. Тажке можно попробовать растянуть спиральку и руками - у меня это вполне получилось, жир с пальцев все равно потом отожжется после закрепления ее в электодах.

После подготовки готовое тело накала крепится в электродах за его концы с последующим обжимом. Он проводится сперва пинцетом, а окончательно - плоскогубцами. Причем снова-таки не стоит чрезмерно сжимать их - достаточно такого среднего усилия, чтобы нить перестала в обжимках проворачиваться (такое удобно тем же пинцетом проверять, аккуратно покачивая ее). На втором снимке виден уже готовый результат. Только у меня на этих фото разные электроды и разные спирали - не сфотографировал момент вдевания тела накала в электроды справа, поэтому сделал еще одни и еще одну спираль, чтоб можно было их сфотографировать.

И после удачного закрепления вольфрамовой спиральки, а также убедившись, что контакт есть (например, прозвонив цепь тестером) остается осуществить последнюю операцию - прокалить всю конструкцию в пламени малой горелки. Прогреть нужно докрасна, в том числе саму спираль, только ее быстро (чтоб минимально окислилась) - это выжжет с поверхности металлов и стекла различные загрязнения и следы от тех же пальцев. Ибо если оставить все как есть, то при последующем вакуумировании вся эта грязь начнет испаряться в колбу и здорово загрязнить ее. На этом процедуру изготовления электродов можно считать законченной, их сразу можно будет впаивать в колбу будущей лампы. 

Следующая часть