Scientific journal

International Journal of Experimental Education

ISSN 2618–7159

ИФ РИНЦ = 0,425

При проведении научно-исследовательских работ в области создания новых перспективных материалов и функциональных покрытий, исследователи применяют способ термовакуумного (резистивного) испарения материалов. Этот же метод часто используется и при выполнении лабораторных работ студентами благодаря своей относительной простоте и наглядности. Резистивным испарением можно испарять и сублимировать практически все материалы, которые имеют температуру плавления и достаточную упругость паров при температурах ниже температур плавления тугоплавких металлов, таких как вольфрам, тантал и молибден, из которых изготавливаются прямонакальные испарители. Но испарение некоторых металлов, таких как алюминий, железо, никель, и неметаллов, например кремния, или невозможно из прямонакального испарителя или сопряжено с определенными неудобствами и трудностями. Причиной этого является то, что такие материалы вступают в химическое взаимодействие с тугоплавкими металлами испарителей, что приводит к образованию сплава с температурой плавления значительно ниже температур плавления для чистых тугоплавких металлов. В результате этого испаритель очень быстро разрушается. В промышленности эти препятствия давно и успешно решены. Испарители покрываются тугоплавкими оксидными пленками, применяются тигли из молибдена, графита и кварцевого стекла. Прямонакальные испарители изготавливаются из тугоплавких металлов большой толщины. В заводских условиях все это работает отлично. А вот использование тиглей промышленных размеров в малогабаритных лабораторных установках зачастую невозможно. Очень часто исследователи или сами конструируют вакуумные установки или изменяют конструкции существующих, оптимизируя их под свои задачи. Это приводит к тому, что использование стандартных тиглей и испарителей оказывается невозможным. Да и исследователю или студенту чаще всего бывает необходимо испарять небольшие навески материалов. Возникает проблема с самостоятельным изготовлением тиглей из графита и кварцевого стекла. Хотя графит хорошо обрабатывается и выдерживает несколько циклов испарения, его использование нежелательно из-за возможности загрязнения получаемых пленок углеродом. Предпочтительнее кварцевое стекло, но из-за его большой температуры плавления приходится использовать кислородные горелки, что не всегда возможно и требует навыков мастера – стеклодува. Где же взять дешевые миниатюрные тигли из кварцевого стекла? Известно, что стеклянные баллоны галогеновых осветительных ламп изготовлены из кварцевого стекла. Если от такой лампочки аккуратно отпилить верхнюю часть баллона, то получится тигель. А если отпилить боковую часть, то получится лодочка. Промышленностью выпускается широкая номенклатура типоразмеров галогеновых ламп накаливания. Таким образом, возможно самостоятельное изготовление практически любого размера тигля, начиная с диаметра меньше сантиметра. Глубину тигля также можно выбирать самому, отпиливая баллон лампы на необходимую длину. Еще одно преимущество – сравнительно невысокая цена ламп. Это позволяет при необходимости, использовать изготовленные тигли только один раз. Например, для выполнения лабораторных работ, выполняемых студентами во время практикума или в процессе научно-исследовательской деятельности бакалавров, магистров, аспирантов, возможно даже, школьников, занимающихся наукой.