Уплотнения, обеспечивающие электрическую изоляцию проводников. Часто бывает необходимо вводить электрические проводники из атмосферы в вакуумную камеру. Изоляционный материал выбирается в этих случаях с учетом его электрических, механических и вакуумных свойств. Вакуумные свойства определяются тем, что материал не должен десорбировать газы в вакуумную систему в количествах, способных повлиять на ход происходящего в камере процесса или приводящих к значительной потере времени. В связи с этим обычно используют стекла разных сортов и такие материалы, как фаркфор, сюда, кварц, микарта и т. и.
В стеклянных вакуумных системах обычно практикуются впаи металла в стекло. Не слишком толстая проволока определенных металлов может непосредственно впаиваться в стекло. Платина очень хорошо впаивается в мягкие (легкоплавкие) стекла, поскольку она имеет близкий к ним коэффициент расширения. Для этой цели свинцовое стекло несколько лучше силикатного стекла. Вольфрамовая проволока диаметром около 1 мм хорошо впаивается в такие стекла, как нонекс № 772 или желтое «урановое» стекло, если предварительно соответствующим образом очистить поверхность металла, а после впайки произвести тщательный отжиг стекла. Подобные операции проводятся при впае молибдена, причем для этого употребляется такое стекло, как корнпнг № 7501). При помощи соответствующих переходных стекол эти впаи припаиваются непосредственно к вакуумной системе. В производстве радиоламп широко используется еще один вид впаев. Это штампованные впаи, в которых применяется платинит. Платинит представляет собой проволочный материал, сердечник которого состоит из ферроникелевого сплава, покрытого тонким слоем меди. Обезгаженная чистая проволока из этого материала (около 0,25 мм в диаметре) может быть впаяна в стекло без предварительной обмотки места впая стеклом; проволока просто вставляется в разогретую стеклянную трубочку и место впая заштамповывается.
Описанные выше впаи используются в основном для тонких проволочных вводов в вакуумную систему. Существует ряд впаев других видов для металлических вводов различных размеров и форм. Для изготовления спаев металла со стеклом были разработаны специальные сплавы — ковар и фернико (сплавы железа, никеля и кобальта). При помощи этих металлов могут быть сравнительно легко сделаны плотные вакуумные впаи с соответствующими стеклами. Эти сплавы легко обрабатываются, свариваются п паяются, однако при пайке серебряным припоем они становятся пористыми. Ртуть на них не действует. Из этих сплавов изготовляются впаи различных стандартных размеров и форм, которые вполне пригодны для использования в металлических вакуумных системах. Широкое применение находит также рантовый способ спая стекла с металлом [5, 6]. Спай такого вида теоретически должен получаться с любым металлом при наличии низкого предела текучести металла и смачиваемости его стеклом. Наиболее часто используют впаи меди и платины, хотя также можно впаивать железо, хром и никель. Последний из упоминаемых здесь видов соединения металла со стеклом производится при помощи пайки. Для этого стекло платинируется при помощи платинового раствора, а затем прогревается при 650° С в течение нескольких минут. Пайка к слою платины производится при помощи паяльника припоем, содержащим 40% свинца и 60% олова, с использованием в качестве флюса раствора нашатыря в глицерине.
Для электрических вводов в вакуумную систему, особенно в случаях, когда вводы находятся под высоким напряжением, часто применяют вакуумные уплотнения с резиновыми прокладками.
Обычно в высоковакуумных системах пользуются впаями металла в стекло. В литературе описывался ряд таких впаев для высоковольтных вводов. Однако хрупкость и недостаточное сопротивление срезывающему усилию делают стекло во многих случаях непригодным. По этой причине были разработаны спаи керамических материалов (обычно фарфора) с металлом. Во многих случаях используется уплотнение с резиновой прокладкой, причем уплотнение производится между стенкой вакуумной системы и изолирующей керамикой. Такие уплотнения обычно применяются в больших металлических системах. Разумеется, при этом должно быть предусмотрено соответствующее крепление, чтобы равномерно зажать изолятор по отношению к стенке вакуумной системы. Крепление электрических вводов также должно отвечать этому требованию. К обычным предосторожностям при уплотнении с прокладкой, используемой в данном случае, необходимо добавить, что при установке следует проявить особую аккуратность, чтобы избежать механических натяжений в изоляторе. Такой способ уплотнения также применим для стеклянных и кварцевых изоляторов. Он успешно использовался на практике для уплотнения изоляторов цилиндрической формы диаметром около 30 см.
В практике автора для уплотнения электрических вводов и трубок охлаждения использовались устройства со слюдяными прокладками, аналогичные по конструкции запальным свечам. Подобные устройства вводятся в систему, причем уплотнение обеспечивается пайкой или применением мягких медных прокладок.