Стекло и сверхвысокий вакуум
Стекло — аморфное вещество, состоящее в основном из двуокиси кремния Si02. Так как кремнезем имеет очень высокую точку плавления, то изделия из него получать трудно и дорого. Поэтому к нему добавляют различные флюсы, снижающие температуру плавления и предотвращающие рекристаллизацию материала при охлаждении. Мягкие стекла получают, добавляя известь СаО, соду Na20 и другие окислы металлов. Эти стекла дешевы и легко обрабатываются. Однако по своей термостойкости и химической стабильности они не подходят для использования в технике сверхвысокого вакуума. По этим причинам в основном используются сравнительно дешевые боросиликатные стекла, обладающие хорошими термическими и электрическими свойствами и высокой химической стабильностью. Содержание щелочи в этих стеклах снижено благодаря использованию в качестве флюса окиси бора. Исторически стекло пирекс, было первым стеклом, которое применялось на ранней стадии развития техники высокого вакуума, и оно же широко используется и в настоящее время. В тех случаях, когда требуется высокая механическая прочность при температурах выше 500° С или прозрачность для ультрафиолетового излучения, применяют стекла, богатые кремнеземом (~96%), типа плавленого кварца или корнинг викор.
Многочисленные исследования газоотделения различных стекол проводились в течение ряда лет в связи с их интенсивным использованием в электроосветительных и электронных лампах.
Харрис и Шумахер обнаружили, что стекла с более высоким содержанием щелочей при нагреве выделяют большее количество газов, и особенно паров воды.
Большое значение имеют поверхностная структура, а также предыстория стекла. Отметим, что газоотделение с поверхности «двухгодичного» образца в шесть раз больше, чем для свежеприготовленного. Весьма примечательно, что Тодд смог удалить насыщенный газами поверхностный слой состаренного стекла промывкой его 1%-ным раствором плавиковой кислоты в течение 3 мин.
