Поглотители

Назначение

Как мы видели в 5-10—15-12 способностью поглощать газы обладают оченьмногие вещества; в связи с этим, естественно, возникает мысль об использовании наиболее подходящих из этих веществ в качестве средства для получения высокого- вакуума. Так были разработаны поглотители для электровакуумных приборов, т. е. вещества, специально вводимые в баллоны электровакуумных приборов для поглощения газов и паров, нарушающих их нормальную работу.

В вакуумных приборах при помощи поглотителей создается, а во время работы прибора поддерживается высокий вакуум; однако поглотители с успехом применяются и в газонаполненных приборах; в последнем случае роль поглотителя сводится к очистке наполняющего газа от посторонних примесей: до минимума доводится не полное, давление газа в целом, как в вакуумных приборах, а лишь парциальное давление активных примесей к основному, обычно инертному, газу.

Основные требования

Назначением вводимых в электровакуумный прибор поглотителей определяются и основные требования к ним, а именно:

• 1) поглотитель должен обладать высокой поглотительной способностью и прочно удерживать поглощенные им газы и пары; под поглотительной способностью понимается количество газа в единицах pV, которое способен связать 1 мг поглотителя в рабочих условиях; поглотительная способность выражается обычно в см³ • мм рт. ст./мг, или, что то же,- л • мк/мг;

• 2) при температуре, которую поглотитель принимает в работающем электровакуумном приборе, давление его паров должно быть достаточно низким (обычно не выше 10 ^s мм рт. ст.), иначе, поглощая газы, сам поглотитель своими парами будет или ухудшать вакуум (в вакуумном приборе), или загрязнять наполняющий газ (в газонаполненном приборе);

• 3) из тех же соображений, если действие поглотителя сопровождается химической реакцией с находящимися в электровакуумном приборе газами или парами, продукты этой реакции должны в работающем приборе иметь достаточно низкое давление пара (обычно не выше 10⁸ мм рт. СТ.);

• 4) наконец, наличие поглотителя не должно сказываться на параметрах электровакуумного прибора.

Конечно, идеальных поглотителей не существует; при выборе наиболее подходящего из них для данного¹ электровакуумного прибора приходится мириться с тем или иным недостатком поглотителя и в связи с этим принимать соответствующие меры, устраняющие или в достаточной степени сглаживающие этот недостаток.

Классификация

Все поглотители принято классифицировать на так называемые «испаряющиеся» и «неиспаряющиеся».

К испаряющимся относятся такие поглотители, которые в процессе откачки электровакуумного прибора или уже в отпаянном приборе подвергаются специальному нагреванию до температуры, достаточной для быстрого их испарения; при этом испаряющийся поглотитель осаждается в виде налета на относительно более холодных стенках внутри прибора (обычно на ближайших стенках колбы).

На производственном языке эта операция называется «распылением» поглотителя; соответствующая температура — температурой распыления, а конденсировавшийся на стенках прибора налет носит название «зеркала» поглотителя.

В парообразном состоянии испаряющийся поглотитель обладает наибольшей поглотительной способностью; поглотительная способность зеркала значительно ниже.

Распыленный поглотитель, всадившийся в виде зеркала на стенках внутри электровакуумного прибора, в дальнейшем никакому специальному нагреванию более не подвергается; наоборот, для зеркала поглотителя всегда отводится такой участок, внутри электровакуумного прибора, который при его работе остается холодным или нагревается относительно слабо, так, чтобы не происходило заметного испарения осадившегося поглотителя.

Рабочая температура или так называемая «температура поглощения» распыленного поглотителя не должна превышать 200° С (табл. 5-3).

Отдельные виды испаряющихся поглотителей рассмотрены ниже, а теперь дадим такую же общую характеристику неиспаряющихся поглотителей. Последние отличаются тем, что используются в том же виде и в том же месте, в каком они введены в электровакуумный прибор при его изготовлении.

Отличительной особенностью неиспаряющихся поглотителей является то, что интенсивное поглощение ими газов может происходить только в том случае, если при работе электровакуумного прибора они нагреваются до достаточно высокой температуры (обычно до нескольких сот градусов), чтобы могла происходить химическая реакция поглотителя с остаточными газами или растворение, последних. С этой целью неиспаряющийся поглотитель всегда помещают в таком месте электровакуумного прибора, где при работе последнего поглотитель приобретает нужную для поглощения газов температуру.

Рабочая температура неиспаряющихся поглотителей указана в табл. 5-4.

Обезгаживание поглотителей

В заключение общей характеристики поглотителей необходимо- указать на необходимость предварительного прокаливания почти всех видов поглотителей с целью их о-безга-живания.

Если введенный внутрь электровакуумного прибора испаряющийся поглотитель сразу же подвергнуть распылению, то в первые минуты повышения температуры из него может выделиться большое количество- газов; эти газы в значительной мере снова поглощаются самим поглотителем (парами и зеркалом); следовательно, часть поглотителя будет израсходована совершенно непроизводительно на поглощение бывших в нем ранее газов, которые можно было бы удалить насосом. Поэтому, если испаряющийся поглотитель при его нагревании для распыления способен выделить много газа, он в процессе откачки прибора подвергается предварительному обезгаживанию. Температура обезгажи-вания распыляющегося поглотителя выбирается такой, чтобы из него выделилось, по возможности, большее количество газа, но в то же время чтобы эта температура еще не была достаточной для заметного распыления поглотителя.

Точно так же и многие неиспаряющиеся поглотители требуют хорошего обезгаживания (при откачке электровакуумного прибора), иначе поглотитель будет работать плохо.

Температуры обезгаживания для ряда поглотителей указаны в табл. 5-3 и 5-4.

Испаряющиеся поглотители

Фосфор. Из испаряющихся поглотителей в первую очередь рассмотрим фосфор, являвшийся поглотителем первого электровакуумного прибора — вакуумнойлампы накаливания (1894 г.).

Несмотря на относительно давнюю историю, фосфорный поглотитель применяется и в настоящее время, но область его применения ограничивается лишь лампами накаливания. Для электронных ламп фосфорный поглотитель оказался неподходящим вследствие большого давления паров фосфора при рабочих температурах в этих приборах; например, при 200° С давление насыщенного пара фосфора достигает сотых долей миллиметра ртутного столба. В лампах же накаливания (главным образом вакуумных) применение фосфора оказалось целесообразным, потому что фосфорное «зеркало» (слабожелтый налет на внутренних стенках стеклянной колбы) является прозрачным; кроме того, слой фосфора, разбавляя в своей среде темный налет, получающийся от естественного в процессе работы лампы испарения вольфрамовой спирали, придает этому налету большую прозрачность. Такое свойство поглотителя имеет очень существенное значение для источника света. В тех же целях в вакуумных лампах в состав фосфорного поглотителя добавляются специальные соли (например, криолит Na₃AlF₆), усиливающие разбавляющее действие в отношении темного вольфрамового налета.

Основным назначением фосфорного поглотителя является поглощение газов. С этой целью порошок красного фосфора в виде суспензии в какой-либо жидкой (связующей) среде, например в спирте или нитролаке (растворе нитроклетчатки в амилацетате), наносится на нить накала лампы и при первом ее включении после откачки и отпайки подвергается распылению. При испарении фосфора происходит целый комплекс явлений, приводящих к быстрому поглощению газов в лампе. Красный фосфор представляет собой относительно мало активное вещество, благодаря чему при хранении он не нуждается в особых мерах защиты от влияния атмосферного воздуха и влаги. Переходя в парообразное состояние, красный фосфор переходит в другую модификацию, которая носит название желтого фосфора и отличается значительно большей активностью.

Если при распылении фосфора (в вакуумной лампе) к лампе подводится достаточно высокое напряжение (не менее 40 в) и температура накала нити достаточна для заметной эмиссии электронов, то под действием электрического поля одновременно с испарением фосфора происходит ионизация как остаточного газа, так и паров фосфора. При этом происходит поглощение газа следующими путями: химически, так как желтый фосфор (в парообразном состоянии) активно реагирует с кислородом, а получающийся в результате этой реакции фосфорный ангидрид (Р2О5) является самым активным поглотителем водяного пара; электрохимически, поскольку ионизация приводит к возникновению таких реакций, которые при нейтральном состоянии молекул быть не могут; наконец, путем физической адсорбции фосфорным налетом, поверхность которого, пока продолжается испарение фосфора, поддерживается в свежем виде (с большим числом активных центров).

По мере исчезновения газа и осаждения фосфора, испарившегося с накаленной вольфрамовой нити, электрический разряд в газообразной среде прекращается. Так как этот разряд сопровождается характерным голубым свечением газа внутри лампы, то момент прекращения разряда можно практически отождествить с моментом исчезновения голубого свечения. К этому моменту в вакуумной лампе накаливания, отпаиваемой с откачной установки обычно с давлением 1 • 10^-2-ЬЗ • 10^-2 мм рт. ст., давление снижается до 1 • 10^_4 -г- 1 • 10⁵ мм рт. ст., что вполне достаточно для нормальной работы вакуумной лампы накаливания.

Если лампа рассчитана на низкое напряжение, при котором ионизации в атмосфере газа и паров фосфора не происходит, то¹ понижение давления остаточных газов идет медленнее и только за счет химической реакции с парами фосфора (поглощение О₂ и Н₂О) и физической адсорбции газов фосфором, садившимся на колбе.

В некоторых типах газонаполненных ламп накаливания для снижения парциального давления вредных примесей также применяется красный фосфор. Вредными в газонаполненной лампе считаются такие примеси, которые, химически реагируя с накаленной вольфрамовой нитью, создают вследствие этого преждевременный непрозрачный («черный») налет на колбе. Наиболее вреднойпримесью является водяной пар или кислород и водород, одновременно присутствующие в лампе. Очень малая примесь этих газообразных веществ приводит к быстрому «почернению» лампы вследствие осаждения чистого- вольфрама на стенках колбы.

Механизм вредного действия водяного пара заключается в следующем. Водяной пар при соприкосновении с накаленной вольфрамовой нитью диссоциирует по уравнению с образованием атомнрго водорода (Н), обладающего большой химической активностью; кислород реагирует с вольфрамом, образуя окислы вольфрама, например WO₂, которые не могут удерживаться на накаленном вольфраме и испаряются; на поверхности же стекла и токоподводящих электродов, куда устремляются испаряющиеся окислы, получается налет, состоящий не из окислов, а из чистого вольфрама, так как окислы вольфрама восстанавливаются атомным водородом:

Таким образом, реакция водяного пара с накаленным вольфрамом является, как говорят, «круговой» и, следовательно, достаточно лишь небольшой примеси водяного пара (или одновременно кислорода и водорода), чтобы баллон лампы почернел; чтобы своевременно прекратить это почернение, надо прервать круговую реакцию в самом начале ее возникновения. Для этого достаточно связать поглотителем хотя бы только кислород или водород и водяной пар (в небольшом количестве) становится безвредным.

Фосфор как поглотитель кислорода успешно прерывает круговую реакцию водяного пара с накаленным вольфрамом лишь при относительно малом парциальном давлении кислорода или водяного пара. В связи с этим в настоящее время во многих типах газонаполненных ламп накаливания, работающих в более тяжелом температурном режиме, с большим успехом применяются другие виды поглотителей, о которых сказано ниже, так как они относятся к не-испаряющимся поглотителям (Al, Zr, Ti).

Поглотители для электронных и ионных приборов по сравнению с фосфором должны удовлетворять более строгим требованиям во всех отношениях, поэтому для этих приборов пришлось искать другие испаряющиеся поглотители. Поскольку прозрачность зеркала поглотителя в этих приборах не необходима, целесообразно применение ряда химически активных металлов. Наибольшее распространение в качестве поглотителей для электронных и ионных приборов получили щелочноземельные металлы.

Магний. Первым из щелочноземельных металлов в качестве испаряющегося поглотителя был применен магний. Магниевая полоска, привариваемая обычно к аноду электровакуумного прибора, сначала обезгаживается при температуре около 400° С, а затем подвергается распылению, для чего температура магния повышается до 500° С.

В парообразном состоянии магний интенсивно поглощает главным образом кислород, в меньшей степени азот, двуокись углерода и углеводороды. садившись в виде зеркала, магний становится слабым поглотителем, так как сохраняет способность лишь физически адсорбировать остаточные газы. Поэтому как самостоятельный поглотитель магний сохранился только в некоторых электровакуумных приборах старых конструкций, а также, например, в ртутных выпрямителях, так как поглощенные магнием газы не вытесняются атомами ртути, как это происходит в случае применения в приборах с ртутными парами других поглотителей.

Бариевые поглотители. При описании свойств щелочноземельных металлов указывалось, что такие металлы, как барий, стронций и кальций, способны активно реагировать с кислородом даже при комнатной температуре. Особенно это относится к самому активному из этих металлов — барию. Поэтому барий занял одно из первых мест среди поглотителей всех видов.

В отличие от магния барий способен активно поглощать газы, не только находясь в парообразном состоянии, но и в виде зеркала. Своей эффективностью осадившийся на стенках в виде зеркала барий обязан тем, что получающаяся в результате реакции с кислородом окись бария имеет объем, меньший объема прореагировавшего бария; благодаря этому окись бария обладает рыхлостью, пористостью и не препятствует соприкосновению остаточных газов с чистым металлическим барием, находящимся под окисью.

Однако высокая активность бария, будучи самым ценным его свойством, в то же время не позволяет сохранять металлический барий и пользоваться им в чистом виде, без специальных мер защиты его от воздействия атмосферного воздуха. Реагируя с кислородом воздуха и находящейся в атмосферном воздухе влагой, барий теряет свою активность и для введения его в электровакуумный прибор в качестве поглотителя становится непригодным. Такая горячая операция, как заварка ножки электровакуумного прибора в колбу, для поглотителя из чистого металлического бария является гибельной.

В связи с этим разработка бариевого поглотителя заключалась главным образом в изыскании способов защиты бария от воздействия атмосферного воздуха (кислорода и влаги), так, чтобы после его введения в электровакуумный прибор в последнем легко получались пар и зеркало чистого- металлического бария. Рассмотрим наиболее распространенные виды бариевых поглотителей.

Барий в защитной оболочке. Один из способов защиты бария от атмосферного влияния заключается в заполнении барием железных, никелевых или медных трубок, которые служат для бария защитной оболочкой. Заполненные барием трубки после соответствующей механической обработки имеют вид проволок.

Приготовленные таким путем бариевые поглотители в зависимости от рода защитной оболочки иногда сокращенно называют: «феба» (барий в железной оболочке), «ни-ба» (барий в никелевой оболочке) и «куба» (барий в медной оболочке).

Для введения в электровакуумный тгрибор проволоку режут на короткие отрезки; последние монтируются на никелевых держателях так, чтобы можно было¹ производить нагревание токами высокой частоты.

После обезгаживания отрезков производится распыление при температурах 900 1 100° С, причем испаряется только барий, так как железо, никель или медь обладают значительно Меньшей по сравнению с барием скоростью испарения; таким образом, получающееся в результате распыления зеркало поглотителя независимо от защитной оболочки состоит только из чистого бария.

Сплавы бария с защитными металлами. Большое распространение получил другой способ защиты бариевого поглотителя от атмосферного влияния, заключающийся в применении сплавов бария с другими металлами. Для сплава с барием выбирается такой металл, который, создавая требуемую защиту для бария, в то же время не препятствует получению зеркала, состоящего из чистого металлического бария.

Поглотитель «альба». Из довольно большого числа различных сплавов наиболее широкое применение получили бариевоалюминиевые таблетки, имеющие, например, состав 65% Ва + 35% А1 («альба»). Как известно, алюминий обладает свойством, покрывшись весьма тонкой пленкой окиси, далее оставаться в чистом виде; пленка окиси не позволяет реакции кислорода воздуха с алюминием распространяться в глубь металла. Составляя значительную часть бариево-алюминиевого сплава, алюминий свое свойство преграждать тонкой окисной пленкой путь реакции с кислородом воздуха в большой мере распространяет и на сплав, который по сравнению с чистым барием обладает гораздо большей устойчивостью в атмосфере.

При распылении бариевоалюминиевые таблетки ведут себя аналогично бариевым поглотителям в защитных оболочках: испаряется только барий, а алюминий, обладающий по сравнению с барием значительно меньшей скоростью испарения, остается в месте закрепления таблетки (правда, при некотором перегреве таблетки может, кроме бария, испариться и некоторое количество алюминия, что снижает активность зеркала).

Бариевоалюминиевые таблетки вводятся в электровакуумные приборы закрепленными в никелевых полочках на держателях (рис. 5-77) и для обезгаживания и окончательного распыления прокаливаются токами высокой частоты (рис. 5-78).

Несмотря на относительную устойчивость бариевоалю-миниевых таблеток в атмосфере, все же приходится прибегать к определенным мероприятиям для лучшей сохранности таблеток перед использованием их в качестве поглотителя в электровакуумном приборе. Так, например, хранение б а риевоа л юм ииги ев ых таблеток производится в запаянных стеклянных ампулках, наполненных двуокисью углерода, Не действующей вредно на таблетки. Смонтированные на ножки полочки с бариево-алюминиевыми та блетка-ми во время заварки должны быть защищены кого воздействия газового вения с воздухом при целью через завариваемый прибор продувается азот, вытесняющий атмосферный воздух; полочки с таблетками иногда покрываются защитной алюминиевой фольгой и т. п. Заваренный прибор, по возможности, без задержки передается на следующую операцию — откачку, иначе более или менее длительное соприкосновение смонтированных в приборе таблеток поглотителя с воздухом значительно ослабляет их эффективность при поглощении газов в самом приборе. Если заваренные приборы перед откачкой хранятся более суток, то такие приборы необходимо подвергать так называемой предварительной откачке (без обработки деталей), чтобы таблетки поглотителя при хранении прибора не соприкасались с воздухом.

Поглотитель «бати». Поглотитель «альба» постепенно вытесняется поглотителем «бати», который отличается от «альба» только добавкой титана. Из смеси 60 г порошка «альба» и 40 а титанового порошка прессуют таблетки или приготовляют пасту. После предварительного обезгаживания поглотитель «бати» доводится до температуры распыления, причем, так же как и в случае поглотителя «альба», испаряется только барий; что касается алюминия, то в отличие от «альба» в данном случае его испарение более затруднено, поскольку он прочно связывается титаном и образует с ним сплав, скорость испарения которого значительно меньше, чем чистого алюминия. В этом свойстве поглотителя «бати» заключается его преимущество перед поглотителем «альба».

Поглотитель «бато». Интересен механизм образования бариевого зеркала поглотителем «бато». Этот поглотитель приготовляют из смеси трех порошков: бариевоалюминие-вого сплава, окиси железа и тория. Из этой смеси прессуются таблетки, заделываемые в никелевые полочки; последние на держателях прикрепляются в соответствующем месте прибора.

При нагревании таблетки металлический торий реагирует с окисью железа, выделяя относительно большое количество тепла в таблетке. Температура таблетки быстро повышается, а никелевая полочка еще имеет относительно низкую температуру и, следовательно, не выделяет большого количества газов. В остальном таблетки «бато» аналогичны бариевоалюминиевым таблеткам: из бариевоалю-миниевого сплава, нагретого одновременным воздействием токов высокой частоты и реакции тория с окисью железа, испаряется только барий.

Барий как составная часть химического соединения. Третий способ защиты бариевого поглотителя от вредного влияния кислорода воздуха и влаги заключается в том, что барий в составе поглотителя находится в химически связанном состоянии, в виде соединения, обладающего устойчивостью против воздействия атмосферного воздуха. Примерами такого вида бариевых поглотителей могут служить так называемый «баталовый» поглотитель и поглотитель «бериллат бария».

Баталовый поглотитель получил свое название от слов «барий» и «тантал»; он состоит из карбонатов бария (ВаСОз) и стронция (БгСОз), нанесенных на танталовую проволоку или помещенных в танталовой лодочке (рис. 5-79). Карбонат стронция добавляется для предотвращения преждевременного расплавления карбоната бария при нагревании. Оба карбоната устойчивы при хранении на воздухе.

Нагретые до достаточно¹ высокой температуры (800° С для ВаСО₃ и 1 100° С для SrCO₃) карбонаты превращаются в соответствующие окислы (ВаО и SrO), выделяя двуокись углерода (СО₂), которая удаляется насосом, в то же время накаленный тантал (проволока или лодочка) восстанавливает из получившихся окислов металлический барий и стронций, которые при температуре 1 200—1 300° С испаряются и образуют зеркало. Поглощение газов происходит как при испарении, так и после конденсации бария и стронция в виде зеркала, причем поглотительная способность стронция несколько уступает поглотительной способности бария.

«Баталовым» поглотителем часто называют такой бариевый поглотитель, для которого исходным химическим соединением, содержащим барий, является не только карбонат бария. Так, например, можно в танталовую лодочку поместить так называемый бериллат бария (ВаВеО₂) или какое-либо другое подходящее химическое соединение, которое при нагревании дает окись бария (ВаО), восстанавливаемую танталом и, следовательно, дающую зеркало, состоящее из чистого бария.

Вместо тантала восстановителем могут служить и другие металлы, например молибден, вольфрам, титан, Цирконий и т. in.; такой поглотитель нельзя уже, конечно, называть «Баталовым».

Поглотитель «бериллат бария». Большое распространение получил бариевый поглотитель, исходным материалом для которого является порошок бериллата бария, смешанный с порошком титана и помещаемый в молибденовую лодочку. В таком виде поглотитель обладает удовлетворительной устойчивостью против атмосферных влияний.

Введенный в электровакуумный прибор бериллат бария подвергается температурному воздействию, аналогичному принятому для «баталового» поглотителя, а именно, после обезгаживания при температуре 900° С, которое проводится в процессе откачки, бериллат бария подвергается нагреванию до 1 300° С, причем происходит следующий процесс: бериллат бария разлагается на ВаО и ВеО; окись бария -восстанавливается титаном и частично молибденом, а получающийся чистый барий испаряется из лодочки и дает бариевое зеркало; окись бериллия, будучи устойчивой при температуре 1 300° С, остается в лодочке.

Прокаливание бариевых поглотителей типа «баталового» и «бериллата бария» для обезгаживания и распыления можно проводить двояким способом. Например, если лодочку с поглотителем приварить к никелевой рамке, а последнюю через дополнительный отрезок проволоки приварить к какой-либо детали внутри электровакуумного прибора (рис. 5-80), то прокаливание лодочки производится токами высокой частоты; последние возбуждаются легко, так как рамка с лодочкой, как нетрудно видеть, представляет собой замкнутый проводник, который надо только соответствующим образом ориентировать по отношению к катушке высокой частоты.

Если проволочные держатели с одного- конца замкнуты приваренной к ним лодочкой с поглотителем, а противоположные концы держателей приварены к свободным выводам электровакуумного прибора, то прокаливание поглотителя производится пропусканием через него тока. Такой способ прокаливания имеет то преимущество, что он позволяет проводить как обезгаживание, так и распыление поглотителя в более строгом температурном режиме, с контролем величины тока, проходящего- через лодочку. При высокочастотном способе прокаливания такого постоянства режима получить нельзя, так как температура лодочки зависит не только от работы катушки высокой частоты, но и от ориентировки рамки по отношению к катушке, от расстояния между рамкой и катушкой и от площади рамки. Недостатком этого способа прокаливания является необходимость дополнительных выводов через стекло.

Большим преимуществом бариевых поглотителей типа «бериллат бария» является также то, что, не требуя массивных полочек, они легко- обезгаживаются, так как, помимо самого поглотителя, газы выделяются в основном только из небольшой молибденовой лодочки.

Влияние условий распыления и работы поглотителя

Распыление поглотителя можно проводить или в процессе откачки (на одной из последних позиций откачного автомата), или в отпаянном электровакуумном приборе. Выбор момента распыления зависит от количества содержащихся в поглотителе (вместе с держателями) газов. Если поглотитель обезгаживается с трудом и к моменту его испарения он еще продолжает содержать большое количество газов, то распыление следует выполнять как заключительную операцию- процесса откачки электровакуумного прибора перед его отпайкой с вакуумной системы; этим преследуется цель удалить насосом хотя бы часть выделяющихся при испарении газов из прибора до того, как начнется обратное поглощение их парами и зеркалом поглотителя.

B случае же применения поглотителя -с малым газовыде-лением его распыление, очевидно, можно проводить уже в отпаянном приборе; при таком распылении поглотителя создаются лучшие условия для поглощения остатков газа, так как они находятся в ограниченном объеме отпаянного электр овакуумного прибор а.

Применяя бариевый поглотитель любого вида, можно по внешнему виду зеркала бария судить об условиях, в которых происходило распыление поглотителя. Если барий испарялся в хорошем вакууме и не очень быстро (с более или менее постепенным повышением температуры поглотителя), то зеркало получается блестящим, что указывает на его плотность. Если барий испарялся в хорошем вакууме, но испарение происходило бурно (с быстрым повышением температуры поглотителя), то зеркало получается менее блестящее, имеет темный оттенок, что указывает на его рыхлость,

Рыхлое (темное) зеркало бария, имея относительно большую поверхность поглощения (при той же занимаемой поверхности стенки колбы), обладает и большей активностью в отношении поглощения газов, оставшихся в электровакуумном приборе после откачки или выделяющихся в процессе его работы.

Прииспарении же бария в плохом вакууме бариевое зеркало получается неоднородным по внешнему виду; темные участки перемежаются с радужными цветами побежалости, получающимися вследствие окисления бария и поглощения им относительно большого количества газов.

При очень плохом вакууме вследствие повышенной теплопроводности газа распыление поглотителя затрудняется и для его возникновения требуется большая мощность разогрева; зеркало получается радужное.

При распылении бариевого поглотителя в атмосфере инертного газа при низких давлениях (до 3 мм рт. ст.) распыление затрудняется, но получается рыхлое черное зеркало, обладающее по сравнению с блестящим бариевым зеркалом значительно большей поглотительной способностью (табл. 5-2).

Таблица 5-2

Поглотительная способность блестящего и диффузного (черного) бариевого зеркала по отношенью к различным газам

Газ	Поглотительная способность бариевого зеркала (см1мм pm. ст/мг)
	блестящего	диффузного
Кислород	15,2	45
Азот.	9,5	36,1
Двуокись углерода	5,21	59,5
Водород	87,2	73

Если работа электровакуумного прибора, в котором был распылен бариевый поглотитель, сопровождается выделением большого количества О₂ и Н₂О, то это также отражается на характере бариевого зеркала. Последнее постепенно принимает резкие очертания, поверхность зеркала уменьшается; не очень толстое зеркало может Постепенно исчезнуть полностью, оставив вместо себя прозрачный, относительно мало заметный налет; более толстое зеркало становится белым. Все эти изменения происходят вследствие постепенного окисления бария и превращения в связи с этим металлического зеркала в налет окиси бария. При натекании в электровакуумный прибор атмосферного воздуха бариевое зеркало претерпевает те же изменения.

Выше уже было указано, что испаряющийся поглотитель должен осаждаться на таком участке поверхности внутри электровакуумного прибора, температура которого при работе прибора не превышает 200° С. При выборе места для распыляющихся и, в частности, бариевых, поглотителей нужно иметь в виду следующие важные замечания:

• 1. Так как металлический барий является проводником и очень хорошим эмитером электронов, то молекулярный пучок испаряющегося бария необходимо направлять так, чтобы он осаждался только на отведенном ему месте. Обычно наиболее удобным местом для бариевого зеркала являются боковые стенки -колбы или самая верхняя часть колбы (купол).

Неправильный выбор направления для потока испаряющегося бария и места для зеркала может привести к следующим отрицательным последствиям. Если барий попадает на ножку между вводами или на крепления из изоляционных материалов (стекла, керамики, слюды и т. п.), то возможно нарушение изоляции; для восстановления изолирующих свойств проводящую пленку приходится «прожигать», например, при помощи искрового течеискателя или другими способами.

Если барий попадает на поверхность сетки электронной лампы, сетка может настолько активироваться, что при отрицательном сеточном напряжении будет наблюдаться заметная термоэлектронная эмиссия сетки даже при относительно низких температурах последней, что нарушает Нормальную работу лампы.

• 2. Бариевое зеркало, представляя собой металлическую поверхность, может привести к увеличению междуэлектрэд-ных емкостей, что недопустимо в электронных лампах, предназначенных для работы на сверхвысоких частотах.

• 3. Будучи непрозрачным, зеркало металлического поглотителя может повлиять на режим охлаждения, так как задерживает излучение электродов, нагревающихся при работе электровакуумного прибора.

В табл. 5-3 приведены данные, характеризующие отдельные испаряющиеся поглотители.

На рис. 5-81 графически представлена зависимость давления насыщенных паров от температуры для различных веществ, применяемых в качестве испаряющихся поглотителей, и некоторых других веществ, встречающихся в вакуумной технике.

Неисиаряющиеся поглотители