ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО ОБРАЩЕНИЮ СО СТЕКЛОМ
Предварительные замечания. В лабораторной практике очень часто приходится проводить простейшие стеклодувные операции: резать стеклянные трубки и палки, оплавлять и спаивать их, вытягивать капилляры и т. д.
Простейшими инструментами при работе со стеклом являются: нож для резки стекла, паяльная горелка, мех
Рис 512. Ножи дли резки
Рис. 513. Паяльная горелка, стекла
(если нет общей линии сжатого воздуха) и насадки для горелок Теклю и Бунзена.
Нож для резки стекла (рис." 512) имеет лопатообразную форму; он сделан из твердой стали. Так как с течением времени нож тупится, его следует иногда точить *.
* При отсутствии специального ножа можно пользоваться напильником.
Паяльная горелка (рис. 513) отличается от обычной тем, что в ней имеется отдельный подвод воздуха И, кроме того, ее можно поворачивать во все стороны.
Регулируя подачу газа и воздуха, можно получить пламя различной длины и температуры. Уменьшая поступление газа и увеличивая поступление воздуха, можно получить очень тонкий язычок пламени. При зажигании паяльной горелки прежде всего открывают газовый кран, зажигают газ и уже только после этого включают воздух.
Рис. 514. Мех стеклодувный, ножной.
Стеклодувные мехи бывают нескольких типов. Вместо ножных мехов (рис. 514) в настоящее время широко применяют электрические воздуходувки. В качестве воздуходувки можно использовать обычный вакуум-насос. На выхлопную трубку последнего надевают резиновый шланг, соединенный с уравнительной склянкой. Для очистки воздуха от масла, захватываемого из вакуум-насоса, перед уравнительной склянкой следует поставить фильтр, лучше из стеклянного волокна или волокнистого асбеста, который нужно менять по мере загрязнения его маслом.
Очень часто струю воздуха получают из баллонов со сжатым воздухом, что представляет большое удобство.
Резка трубок и палок. Чтобы отрезать кусок трубки или палки определенной длины, на ней делают отметку в соответствующем месте. Затем, взяв трубку в левую руку, зажимают ее между указательным и большим пальцем и ножом для резки стекла делают надрез, предварительно смочив место надреза водой *. После этого, держа трубку обеими руками так, чтобы надре* приходился между ними, слегка сгибают трубку со стороны, противоположной надрезу, и одновременно слегка растягивают. На месте надреза трубка или палка обламывается довольно ровно.
После того как трубка или палка отрезаны, концы их следует оплавить, чтобы сгладить острые края. Для оплавления концов трубку или палку вращают в-несветящемся пламени паяльной горелки.
Таким путем удается разрезать трубки диаметром до 10—12 мм, но резать более толстые трубки или отрезать небольшие куски трудно; в этих случаях к царапине, нанесенной на трубке ножом для резки стекла, прижимают разогретый докрасна конец стеклянной палочки (диаметр 2—3 мм). Если трещина не образуется тотчас же, накаленную палочку отнимают и дуют на место надреза. Образование трещины объясняется быстрым охлаждением.
Для разрезания трубок большого диаметра делают царапину по окружности вокруг трубки, затем накаленной докрасна железной проволокой, согнутой в виде небольшой полуокружности, обводят трубку вдоль по царапине. При этом почти всегда образуется глубокая трещина в месте царапины, и трубку уже легко сломать. " Если для резки стекла пользуются напильником, то никогда не нужно пилить трубку, как это часто делают неопытные работники, достаточно сделать только царапину и затем ломать трубку, как указано выше. В противном случае обычно получаются ломаные края.
Для нанесения царапины на трубках или палках диаметром около 10 мм вместо ножей (см. рис. 512) рекомендуется применять также специальное устройство (рис. 515), имеющее на одном плече круглый нож.
Оттягивание трубок. Если требуется оттянуть трубку или же вытянуть ее в капилляр, то трубку вносят в пламя паяльной горелки и при постоянном вращении нагревают до тех пор, пока она не размягчится. Если нужно получить капилляр, то нагретую до размягчения
* Вместо воды надрез на стекле лучше смочить водным раствором какого-либо поверхиостио-активного вещества, например мыля или синтетического моющего вещества. При этом стекло более легко обламывается и получаются гладкие края излома. Так можно поступать и при нарезании листового стекла трубку вынимают из пламени и быстро растягивают об ими руками! Таким путем можно при известном опыте получать капилляры нужного диаметра.
Когда оттягивают конец трубки, то к этому концу сначала припаивают какую-либо другую трубку и нагревают ту часть, которую нужно оттянуть. Припаянная трубка служит только для того, чтобы можно было держаться за нее. Ненужный конец трубки осторожно отламывают описанным выше способом.
Запаивание трубок. Оттягивают конец трубки, отламывают полученный капилляр ближе к тому концу, который должен быть заплавлен, и, вновь нагревая капилляр, запаивают трубку. Чтобы избежать утолщения и закруглить конец, в трубку следует осторожно вдувать воздух. Воздух вдувают, вынув трубку из пламени.
Сгибание трубок. Трубку не слишком сильно размягчают на пламени горелки и при сгибании несколько больше нагревают выпуклую сторону. Сгибаемые трубки лучше всего нагревать на обычной лабораторной горелке, на которую надевают так называемый «ласточкин хвост» или же другую насадку, образующую широкое пламя (рис. 516).
Трубку, вращая вокруг оси, нагревают по всей ширине пламени и при достижении известного размягчения загибают сверху (рис. 517). Если сгибать сильно размягченную трубку, то в месте сгиба образуется складка, которая может послужить причиной поломки трубки.
Рис. 515. Приспособление для резки.
Рис. 516. Насадки на газовую горелку.
Складка образуется и в том случае, когда одну сторону трубки нагревали значительно сильнее другой. В особенности часто такие неудачные сгибы получаются на тонкостенных трубках. Чтобы избежать неровностей, нужно перед нагреванием заткнуть один конец трубки (например, асбестом) и при сгибании вдувать не слишком сильно воздух в трубку.
Особое внимание нужно обращать на охлаждение готовых изделий. Класть горячую трубку или другой предмет на холодную поверхность, в особенности на стекло, нельзя. Горячий предмет нужно прежде всего заный брусок, который будет служить рукояткой; затем, взявшись возможно ниже за этот брусочек, осторожно водят стеклом по наждачному камню.
Хорошие результаты получают также, когда на одно стекло наносят кашицу из наждака и воды и по этому стеклу трут (вращательное движение) другим стеклом с брусочком. Оба стекла получаются матовыми. Для более легкой матировки вместо наждака применяют полировочный крокус. На матовой стеклянной пластинке можно отполировать шлифованный металл, не применяя даже наждака.
Шлифовать стекло при помощи абразивов (карбид бора № 22, электрокорунд М7-М10 и наждак) можно также, применяя ультразвук. При этом образуется очень чистая поверхность.
Сверление стекла. Отверстия на стекле можно просверлить остро заточенным напильником или сверлом, закаленным очень твердо. Перед сверлением напильник или сверло смачивают раствором камфоры в скипидаре или же одним скипидаром.
Рис. 517. Сгибание стеклянных трубок: а — правильно согнутая; б, в — неправильно согнутые.
коптить в светящемся пламени горелки и положить на асбестовый лист. Нужно также защищать горячий предмет от сквозного ветра, так как при быстром охлаждении в стекле создаются неравномерные напряжения, приводящие к образованию трещин.
Шлифовка стекла.
Предложен также еще очень простой способ сверления круглых отверстий в стекле при пояЛщи ручной дрели. В качестве сверла применяют тонкостенную медную трубку с затупленным концом, которую зажимают в патрон ручной дрели. Медную трубку берут такого диаметра, какой должно иметь отверстие.
Стекло, в котором нужно просверлить отверстие укладывают на ровную поверхность, на стекло кладут шаблон, представляющий собой кусок фанеры с отверстиями нужного диаметра. Этот шаблон прочно скрепляют со стеклом в нескольких местах так,' чтобы во время сверления не происходило смещение шаблона. В отверстие шаблона насыпают карборундовую пыль, добавляют столько воды, чтобы образовалась густая кашица, и, установив дрель с медной трубкой, начинают сверление. В процессе сверления подсыпают карборундовую пыль и при необходимости добавляют воду.
Кроме того, при сверлении напильником или твердо закаленным сверлом для облегчения работы применяют специальные смазки. Сверло смазывают такой смазкой или же ее помещают на то место, где нужно сверлить, Ниже приводятся прописи для изготовления некоторых из таких смазок.
Массу в течение получаса держат в расплавленном состоянии, причем все загрязнения оседают на дно. Расплавленную массу (верхний слой) выливают в воду, и, когда масса застынет, ей придают форму круглого комка, обвернув его шелковой тяпочкой. Чтобы получить защитный слой на стекле, этим комком проводят по разогретому стеклу. Масса проходит через шелк на стекло. Для защиты стекла достаточно очень тонкого слоя массы. В этом слое делают нужную надпись или рисунок и на это место гусиным пером или щеточкой наносят раствор фтористоводородной кислоты. Через несколько минут стекло обмывают в проточной воде и защитный слой удаляют при нагревании.
Для того чтобы протравленное место было заметнее, в него втирают черную масляную или другую краску. Травление можно проводить также и газообразным фтористым водородом, который образуется при действии концентрированной H2SO4 на плавиковый шпат или другую соль фтористоводородной кислоты.
В этом случае в качестве посуды берут свинцовую ванночку.
При травлении раствором фтористоводородной кислоты протравленное место остается прозрачным, при употреблении же газообразного HF делается матовым. Травление с помощью HF нужно всегда проводить в вытяжном шкафу.
Кроме описанной выше замазки, можно применять массу, получающуюся при сплавлении воска, парафина и пицеина.
Притирка пробок и кранов. Иногда бывает нужно притереть кран, или пробку, или шлифы аппарата. Необходимость в этом возникает, когда краны, пришлифованные пробки или шлифы начинают «пропускать», т. е. между пробкой и стенкой или пришлифованными поверхностями появляются зазоры, через которые проходят жидкости или газы. При притирке пробки или крана обе притирающиеся части очищают от возможных загрязиений, смачивают водой и покрывают очень тонким наждаком; ни в коем случае нельзя употреблять грубый наждак, так как он может сделать на стекле глубокие царапины, избавиться от которых невозможно.
Пробку с нанесенным слоем тонкого наждака вставляют в горло склянки или колбы, которые держат в левой руке, а правой быстро вращают пробку то в ощьу, то в другую сторон)', совершая при этом спиралеобразные движения, как бы ввинчивая пробку, вынимая и снова вставляя ее. Только когда притирка заканчивается, можно просто поворачивать пробку, однако не надавливать на нее. Приостанавливая притирку, нельзя оставлять пробку в горле.
Вместо воды можно применять керосин или скипидар. Вместо же наждака при тонких работах применяют крокус, окись цинка или тонко размолотую окись алюминия.
Ручная притирка — операция очень утомительная, так как притирать приходится, очень долго, совершая не один десяток или даже не одну сотню движений. Поэтому в стеклодувных мастерских применяют станок, облегчающий притирку.
Хорошо притертый шлиф почти прозрачен. Пробка, вставленная в горло колбы, при хорошем шлифе даже без смазки прекрасно держится.