2.3.7. Свойства стекла

Итак, сквозь стекло диффундирует лучше всего гелий, и его проникновение в вакуум из атмосферы часто ограничивает вакуум, который можно получить в стек­лянных приборах. Явление это настолько важное, что раз­работаны специальные сорта стекла с уменьшенной скоростью диффузии гелия. Эта скорость растет с ростом суммарного содержания Si0₂, В2О3 и Р2О5, поэтому в сорта стекла с уменьшенной диффузией гелия стараются вводить другие окислы.

Заметим, что разделение свойств стекла на поверхностные и объемные в некоторой степени условно, ибо у его поверхности есть слой измененного состава, содержащий воду, гидро­окись и карбонат натрия. Этот слой и выделяет при нагреве до 300 —450 °С значительное количество газа, поэтому стек­лянные детали вакуумных приборов полезно предварительно (т. е. до начала работы приборов) обезгаживать при этих температурах. В более глубоких слоях стекла также имеется вода, но эти слои обезгаживаются при 400 — 600 °С, поэтому обезгазить их прогревом трудно (при таких температурах даже специальное стекло, используемое в вакуумных приборах, уже заметно размягчается); но это и не так уж важно, ибо при работе прибора температура стекла недостаточно высока, I чтобы шло выделение газов из глубоких слоев стекла.

Газовыделение стекла в основном обусловлено его плохой химической стойкостью — оно взаимодействует с водой (вода — довольно хороший растворитель) и с углекислым газом воз­духа. Керамика более химически стойка, чем стекло, и газо­выделение из нее меньше, чем из стекла, в десятки и сотни раз. Поэтому в высоковакуумных приборах стараются применять не стекло, а керамику. Однако некоторые детали (например, длинные тонкие трубки) из стекла сделать проще. Кроме того, некоторые детали вакуумных установок и приборов должны быть прозрачными. Не зря говорят, что лучше один раз уви­деть, чем сто раз услышать. Правда, у стекла есть кон­курент — прозрачная керамика. Но она дороже и обрабаты­вать ее сложнее.