Отжившие свой век, электровакуумные приборы (ЭВП) тем не менее в ограниченных и специальных случаях применяются и поныне, не говоря о моде на «ламповый звук» и цифровые индикаторы тлеющего разряда. Находит своих поклонников и любительское кустарно-лабораторное электровакуумное дело — как техническое ретрохобби — забава весьма сложная и многогранная: это и вакуумная техника, и химия, физика, электроника, и стеклодувное дело, и работа с высокими температурами и экзотическими материалами. Даже изготовление простой, более или менее современной заводской лампы накаливания насчитывает сотни операций, повторять которые в точности для любителя и затруднительно, и не нужно. В этом смысле полезно бросить взгляд назад, к истокам, во времена появления первых простых ЭВП, в том числе и кустарной выделки, иногда самыми скромными силами и средствами.

Речь пойдёт о работах французского энтузиаста М. Н. Минье, ряд статей которого опубликован в техническом сборнике 1920 г. Их вольный перевод-конспект, вкупе со своими комментариями, ваш покорный слуга и представляет на суд почтенной публики. Вообразите — мастерская без привычного нам оборудования, приборов, материалов, даже без сетевого электричества. Только пламя спиртовки, только стекло и немного проволоки, только безмерный энтузиазм, изобретательность и любовь к радиоделу.

Признаюсь, я никогда не предполагал в прошлом, что яркие лампочки (вероятно, вакуумные), которые освещают нас, и которые так легко выходят из строя, могут быть произведены рукой человека... Моему детскому воображению казалось, что они должны рождаться сами по себе, как бабочки, как цветы, как кристаллы. И именно из-за неожиданного и завораживающего зрелища этой работы мы проявляем к ней энтузиазм и посвящаем ей много времени в полумраке выдувного цеха.

Стоит заранее знать, что работа со стеклом может быть немного неблагодарна, но несложна. Бывает так — после того, как мастер долго работал, обжигал пальцы, проливал бензин и победил все сложности... лёгкий сухой треск, узнаваемый среди тысячи других, говорящий, что стеклянная работа раскололась — теперь она потеряна навсегда. В начале тренировки это случается часто. Мы уходим от паяльной лампы с гневом, разбиваем треснувшую работу, но возвращаемся вскоре, более страстные, чем когда-либо.

Попробуйте работу со стеклом. Даже если вы не хотите делать вакуумные лампы, ничего не изобрели, или вы достаточно богаты, чтобы не иметь таких забот, вам может понадобиться сделать стеклянные соединения, стыки, воронки, или даже собрать маленькие обычные лампы накаливания, которые вы будете гордо зажигать в уважительных глазах своих учеников и поклонников.

Знай, как построить вакуумную лампу, это пригодится. Ты мастер и изобретатель, ты любишь радио, ты тоже любишь химию и физику, ты с интересом следил за исследованиями в разреженных газах, воздействием катодного излучения и рентгеновских лучей — всех экспериментов, требующих очень низкого давления и ограждения из стекла или хрусталя. Вам понравится наблюдать за трансформациями разряда высокого напряжения в лампочке, постепенно лишаемой воздуха. Вы будете счастливы добиться вакуума, это так ценно в наш научный век.

Будьте терпеливы и не расстраивайтесь. Будьте спокойными весь сеанс работы, будьте хозяином своим нервам. Не работайте лихорадочно, научитесь быть медленным и устойчивым. Эта работа более утомительна морально, чем физически. Я всё ещё знаю и умею слишком мало в этой области, но я знаю и то, что достигнуть такого результата вполне по силам каждому.

М. Н. Минье. 1920 г.

1. Расходные материалы

Сначала самое дорогое и сложное.

Ртуть: Я не смею говорить о купленном... Как масло, транспорт и налоги она подорожала! Я желаю тебе иметь старые барометры, термометры и т. д., которые можно разобрать, не навлекая на себя отеческого гнева. Рискну предположить: ртуть, которая будет течь в ваших приборах, не изнашивается: она служит бесконечно не загрязняясь. Вы могли бы вместе создать ассоциацию, клуб, один из членов которого имел знакомство с физическим кабинетом, и заведующий лабораторией был бы счастлив, во имя науки, одолжить тебе килограмм или два ртути. Весы будут служить посредником и отмечать всегда возможные утечки. В противном случае минимальное количество, которое нужно было бы найти, было бы немногим более 400 граммов, чтобы не делать откачку ламп слишком трудоёмкой.

Платина: очень дорогая. Ищите все (очень) старые радиолампы, они иногда содержат её. Часто также платина заменяется «платинитом» (специальный биметалл), последний бесполезен для вас (!), потому что требует определённого стекла с тем же коэффициентом расширения. Диаметр платиновой проволоки: 0,2 мм, 0,25 мм, очень хорошо 0,3 мм. Покупайте один метр, если вы хотите иметь небольшой запас, но для первого раза может хватить и нескольких сантиметров.

Вольфрам: последняя сложность. Находим вольфрам в продаже, в рулонах. Если вы знаете производителя ламп накаливания, попросите его дать вам вольфрам для лампы 25 свечей (~25 Вт), (при напряжении 110 вольт через него проходит 0,25 ампер). Если вы хотите сделать лампы надёжнее, но и с большим током накала, просите провод на 50 свечей, (0,5 ампера при 110 вольтах). Не берите вольфрам из ламп, которые были в употреблении, или даже новые — он стал хрупким с момента своего первого включения. Или ищите лампы с танталовым проводом, который, даже отслужив, не становится ломким.

Легкодоступные расходные материалы:

Алюминиевый лист: Небольшой кусок 9х12 сантиметров и 0,2 мм толщиной подойдёт очень хорошо. Из него мы сделаем электроды ламп, использующиеся только для приёма электронов (аноды). Это хороший металл, чистый и не искрящий в вакууме, его часто предпочитают американцы.

Алюминиевая проволока: один метр, Ø 3 мм.

Медная проволока: для внутренней рамы (траверсы), для ножек и внешних проводов. На каждую лампу требуется около 60 см проволоки Ø 0,4 мм. Также нужен Ø 0,5 мм, а для сеток и Ø 0,3 мм.

Медная проволочная сетка: Для опорожнения (откачки) ламп с их подогревом. Мелкоячеистая сетка для топливных фильтров автомобилей подходит очень хорошо.

Стекло: Разумеется! Где же его найти? У продавцов химических товаров. Главное — идти туда самому, со штангенциркулем, и выбирать из предложенного трубки того же качества (состава стекла). Ваши будущие работы будут ломаться тем меньше, чем этот рецепт будет соблюдаться лучше. Чтобы распознать сорт стекла, направьте трубку на свет и посмотрите на неё с торца — его окраска варьируется от одного сорта к другому. Нам нужно стекло приятного зелёного цвета воды (посмотрите на фотопластинку на краю или на разбитое окно)(стекло платиновой группы), его расплав бесцветный или близок к этому.

Некоторые специальные стёкла розовые (лабораторное стекло), другие пурпурные (довоенные немецкие рентгеновские лампы) и т. д. Оставьте их. Своя практика и советы научат вас различать их лучшее.

Толщина стенок стекла: 1 мм, как для маленьких, так и для больших. Остерегайтесь торговца, который предложит вам намного большую толщину. Они не могут вам подойти и ломаются (растрескиваются в пламени) при работах слишком охотно. Очень хорошо, если это будут заготовки-пробирки подходящего размера. Взять по одной разных диаметров 8, 5, 4 и 3 мм — они сделают тебя хорошим учеником.

2. Инструменты, оборудование

Стекло плавится в пламени горелки. Не будучи привилегированным человеком, г-н Минье не располагал газовой магистралью в своей мастерской, однако бутылка жидкого топлива и немного слесарных работ позволили решить эту проблему.

2. 1. Настольная бензиновая паяльная лампа

Топливный бачок А, вмещающий около 200 мл бензина, имеет заправочную горловину В с резьбовой или притёртой крышкой (пробкой), пронизанной тонким (~1 мм) отверстием для впуска воздуха. Впаянная в бачок горелка D сплющена в верхней своей части и имеет косой — с наклоном 1/3, рабочий срез. Горелка неплотно заполнена фитилём, спускающимся на дно топливного бачка А. Горелка D окружена водяной рубашкой для охлаждения, иначе, разогреваясь при работе, она даёт нестабильное пламя, норовящее удлиняться и перегревать паяльную лампу. Водяная рубашка в нижней своей части имеет сливной краник для выпуска воды без наклона лампы. Гибкий резиновый шланг от воздуходувки оканчивается воздушной трубкой Е, шарнирно закреплённой на лампе. В трубку вставлено составное изогнутое сопло F с каналом ~1 мм. Поток воздуха регулируется краном Гофмана или другим подходящим зажимом. Вся лампа в сборе обязательно закрепляется на плотной тяжёлой доске-подставке, для уменьшения вероятности опрокидывания, откидываемый кожух K из листового металла защитит пламя от сквозняков, дыхания оператора, снизит вредную для работы засветку.

2. 2. Воздуходувка

Деревянная крестовина LM подвешена под столом на паре крюков, а в нижней своей части снабжена стременем N, прикреплённом медным хомутиком к ручке насоса Р. Нижняя сторона насоса закреплена на элементах стола и подключена к ресиверу — велосипедной камере, объёма которой хватает, чтобы ненадолго отойти от работающей лампы. Качать приходится около раза в секунду, движение вполне естественное и через некоторое время становится совершенно бессознательным.

2. 4. Отпаечная горелка

Необходима для быстрого и аккуратного нагрева (запечатывания ЭВП) тонкой технологической трубочки лампы — штенгеля, после откачки. Удобно иметь горелку ручную (мобильную).

3. Подытожим

Предки-рукодельники были восхитительно изобретательны и нетребовательны, изловчаясь собирать весьма сложные работы самыми простыми, буквально подножными средствами.

Впаи металла в стекло — сложный и ответственный узел любой электровакуумной работы, требования к которому здесь сильно упрощаются из-за применения платины — металла, очень удобного простотой подготовки, надёжностью спая и возможностью изготовления с целым рядом разных сортов стекла. Вероятно, и из-за такой непритязательности Pt подбор стекла для работ г-н Минье выполнял не слишком тщательно — только по цвету торцов, хотя существует (существовал?) несложный горячий способ точного определения совместимости стёкол [5]. Платина же позволяла и делать замечательно простые и компактные, жаростойкие соединения с медью, вплавлением.

Г-н Минье напрасно игнорировал платинит — он намного, намного дешевле платины, работать с ним очень легко и приятно, а добывать можно даже из старых фабричных ламповых впаев, нежно разбирая их термоударом. Платинит потребует чуть более вдумчиво относиться к подбору стекла для работы и, увы, не позволит таких вольностей при изготовлении многозвенных выводов-впаев.

Горелки-февки — в общем, невеликая диковина: работа с паяльными трубками в пламени керосиновых ламп поминается даже в стеклодувной спецлитературе [6] 1952 г. Применять их всё же не рекомендуют — очень пожароопасны. Более удобный вариант использования жидкого топлива — получение его паров, например, барботированием в специальном аппарате-карбюраторе [7].

Ртуть для вакуумного насоса. Позволяла сравнительно простым способом (капельно-поршневые насосы) достигнуть разрежения 10^-3…10^-4 Торр. Увы, ртуть весьма токсична, теперь её оборот ограничен, обладание заметным количеством Hg без специальной лицензии противозаконно, а сколько-то полноценной замены для неё нет. К счастью, такое остаточное давление сегодня легко получить пластинчато-роторным вакуумным насосом, например, сравнительно недорогим его вариантом для холодильно-кондиционерных работ.

Продолжение следует.

4. Дополнительные материалы

1. Простая трубка Гейслера своими руками. Конспект автора. 

2. Стронг Д. Техника физического эксперимента. Лениздат, 1948 г. Стр. 34.

3. Основные группы электровакуумных стёкол. Конспект автора.

4. Февка — простейшая высокотемпературная горелка. Применение в стеклодувном деле. Конспект автора.

5. Коленко Е. А. Технология лабораторного эксперимента. Стр. 739.

6. Веселовский С. Ф. Стеклодувное дело. Москва, 1952 г.

7. Огневое оснащение домашней стеклодувной мастерской. Конспект автора.

На благо всех разумных существ, Babay Mazay, июль, 2025 г.

© 2025 ООО «МТ ФИНАНС»