Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 28. 9 augusti 1947 - Vakuumugn för laboratoriebruk, av Roland Kiessling
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
9 augusti 19M
587
Fig. 3. T.v. jämviktstemperatur för olika sekundäreffekter
vid arbete under vakuum; t.h. uppvärmnings- och
avsval-ningskurvor vid en konstant sekundäreffekt av 7 kW och
arbete under vakuum.
Fig. 5. Isotermer pä grafitrör och strålningsskydd vid en
maximal temperatur i ugnen av 1 600° och arbete under
vakuum.
Temperaturfördelningen längs grafitröret framgår av
fig. 4, som anger temperaturfördelningen vid en
sekundäreffekt av 2,25 och 2,88 kW, och fig. 5, som anger några
isotermer vid en maximal temperatur i ugnen av 1 600°.
Som synes av isotermerna gör sig den avkylande effekten
av grafitrörets stora utskärningar gällande. Vid 2 000°
visar sig även denna effekt därpå att ytterkanterna av
deglarna angrips ojämnt; de delar som befinner sig i
närheten av de stora utskärningarna angrips mindre än de
övriga. Vid studium av degelinnehållets yta med optisk
pyrometer har dock inga temperaturvariationer kunnat
påvisas. Av kurvorna framgår att ett område av ca 4 cm
höjd erhålles, inom vilket temperaturen är i det närmaste
konstant.
Degelmaterial och degeltyper är givetvis beroende av
användningen. Följande tre degeltyper torde räcka för de
flesta ändamål: en "normal"-typ med ca 30 mm yttre
diameter och 40 mm höjd; en "liten" typ, 10 mm yttre
diameter och 20 mm höjd, varav flera på en gång kan
placeras i en större degel; en "lång" typ, 25 mm
ytterdiameter och 200 mm höjd för vakuumdestillationer och
försök där ugnsatmosfären i möjligaste mån skall elimineras.
Som degelmaterial har prövats grafit och några
högsmäl-tande oxider. Grafitdeglar, svarvade ur samma material
som grafitrören, är ur flera synpunkter de lämpligaste och
bör användas då inga reaktioner med degelinnehållet kan
väntas. Magnesiumoxiddeglar kan användas vid alla
temperaturer. De reduceras dock kraftigt av kolet vid
temperaturer högre än 1 800°. Aluminiumoxiddeglar kan
användas vid temperaturer upp till ca 1 800°, vid högre
temperaturer inträder kraftig reduktion och ofta
nedsmältning. Zirkonoxiddeglar beläggs vid högre temperaturer
snabbt med ett skikt av zirkonkarbid, som emellertid
skyddar underliggande lager från angrepp. De är sedan
användbara upp till de högsta temperaturer. De har dock
en relativt stor utvidgningskoefficient, varför
uppvärmning och avkylning måste ske långsammare än med
övrigt degelmaterial.
Fig. -i.
Tem-peraturfördel-ning längs
grafitrörets
axel vid en
konstant [-sekundäreffekt-]
{+sekundär-
effekt+} av
I 2,88 och
II 2,25 kW
och arbete
under
vakuum.
Som framgår av det ovan anförda är ugnen bekväm att
använda, den uppvärmes och avkyles snabbt och
temperaturfördelningen är gynnsam. Genom grafitörens
utförande och fastsättning utsättes dessa icke för några
mekaniska spänningar vid uppvärmning och avkylning.
Deras livslängd vid arbete under vakuum är vid 2 000° ca
10 h, och den torde kunna ökas ytterligare om en
transformator med tillräckligt hög sekundärströmstyrka (ca
1 000 A) användes, så att grafitrörens motstånd ej behöver
ökas genom de mot axeln vinkelräta uppskärningarna. Att
öka rörens motstånd genom att minska deras diameter
synes mindre lämpligt med hänsyn till den ringa kapacitet
ugnen då får. Ej heller torde rörens godstjocklek kunna
minskas.
Ugnen har i stor utsträckning använts för
vakuumarbeten. Om under uppvärmningstiden diffusionspump och
kapselpump får arbeta elimineras i stor utsträckning
verkan av grafitens gasning och trycket i ugnen kan med
lätthet hållas under 0,01 torr upp till 1 800°. Detta
förutsätter dock att grafit användes som degelmaterial.
Används deglar av de förut nämnda oxiderna inträder redan
vid 1 200° en begynnande reduktion, som ger till resultat
en koloxidatmosfär, vars tryck vid 1 800° uppgår till ca
0.5.torr. Vid upphettning av metaller, som särskilt lätt
upptager kol, kan även karbid bildas utan inverkan av
koloxid. En sådan metall är zirkon2. Så har det t.ex. vid
försök med zirkon visat sig, att zirkonkarbid bildas redan
vid 1 500° oberoende av degelmaterialet. Denna
karbidbildning tyder, liksom degelreduktionen, på närvaro av
förstoftat kol i ugnen. Detta kan möjligen tänkas
uppkomma därigenom, att urladdningar uppstår mellan de
delar av grafitröret på ömse sidor om de stora
uppskärningarna, som har hög spänningsskillnad. Liknande
urladdningar har iakttagits av Arsem3 i grafitrörugnar av
äldre konstruktion. Även ur denna synpunkt torde det
därför vara fördelaktigt att dimensionera transformatorn
så, att så hög strömstyrka som möjligt kan tas ut och
därigenom spänningen över grafitröret sänkas.
Trots den sist berörda nackdelen har ugnen använts för
flera olika ändamål på institutionen. Så har t.ex.
systemen krom—bor och nickel—bor studerats, ugnen har
använts för destillation av mangan, för framställning av
legeringar mellan koppar och nickel, för lödning av
beryi-liumfönster på konstantan i kvävgasatmosfär och för
studier över bors ångtryck.
Den totala kostnaden, exklusive transformator och
pumpar, uppgår till ca 1 200 kr.
Litteratur
1. Evans, R D: A Vertical, Vacuum, Split-Tube, Graphite-Resistance
Furnace. Rev. Sci. Instr. 4 (1933) s. 391.
2. Allibone, T E & Sykes, C: The Alloys of Zirconium. — 1. Inst.
Metals, London, 39 (1928) s. 173.
3. Arsem, \V: The Electric Vacuum Furnace. J. Amer. Chem. Soc.
28 (1906) s. 921.
200’ -
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
