До и после Победы. Книга 1 (СИ)

А работа стекольщиков на этом далеко не закончилась. Пока у них получались нити хорошо если двадцать-тридцать метров - постоянные обрывы волокон при вытяжке не позволяли делать пучки длиннее. И нас это категорически не устраивало - слишком много трудов уйдет на сращивание этих огрызков в более-менее длинные нити. Конечно, "текстильщики", а потом и "авиастроители" поначалу, чтобы хотя бы немного освоиться с новым материалом, работали и с такими ошметками, но и стекольщики уже пошли на принцип, работая над проблемой обрыва по пятнадцать-семнадцать часов в сутки почти весь август. К этому времени у них уже образовалось несколько бригад по пять-семь человек - опытный мастер брал под крыло учеников разного возраста, и каждая компашка ставила опыты, играясь с параметрами вытягивания - сортом стекла, температурой, скоростью вытяжки. А потом проходили совместные обсуждения, где все делились результатами и наблюдениями и составляли план дальнейших исследований.

Там все было непросто. Только с подключением физика дело двинулось дальше. Наши аппараты для вытягивания волокон представляли собой керамическую емкость, на дне которой была вставлена пластина с набором фильер - коротких тонких трубочек внутренним диаметром один, два или три миллиметра. Расплавленная стекломасса вытекала через эти фильеры, на каждой образовывалась капля, которые надо подхватить стеклянной палочкой - просто провести ею по стеклянной паутине, направить пучок образующихся волокон на вытягивающий ролик диаметром десять сантиметров, капли обрезать и запустить вытягивание - уже в канавке этого ролика волокна собирались в пучок, промазывались парафиновой эмульсией и этот пучок наматывался на бобину. При обрыве одного из волокон надо было останавливать вытягивание, снова собирать волокна в пучок и опять запускать процесс, уже на другой бобине - иначе потом не найти концов.

Ну, с одной из причин обрывов - неоднородностью стекломассы - стекольщики разобрались самостоятельно - они стали готовить в одной емкости меньшие объемы стекла и варить его при более высокой температуре - так гарантированно переплавлялись все компоненты шихты, а конвекционные процессы отлично перемешивали стекломассу, чья вязкость под действием высокой температуры резко падала.

С вытягиванием все было не так однозначно. Как нам объяснил физик, свободная струя сохраняет непрерывность при определенном соотношении вязкости и поверхностного натяжения. Поверхностное натяжение старается разбить струю на отдельные нити, которые затем превращаются в капли. То есть чем выше вязкость - тем больше должны быть силы поверхностного натяжения, чтобы разорвать струю на капли. Соответственно, чем выше вязкость, тем лучше струя вытягивается в нить. А мы-то думали наоборот ... И нагревали до 1400..1500 градусов - естественно, стекломасса становилась слишком жидкой, и нить постоянно рвалась. Тогда мы попробовали уменьшать температуру. Вязкость соответственно росла, но - о чудо ! - нить становилась все стабильнее. Правда, до определенного момента - начиная с некоторой температуры в ней начали проскакивать утолщения - возросшая вязкость не позволяла вытянуться части стекла в волокно и оно выползало с утолщением, которое делало нить сильно неоднородной или вообще рвало своим весом волокно выше себя. Остановились на 1200..1250 градусах - платиновые фильеры при таких температурах могли работать долго, а вытягиваемость нас устраивала - можно было бы опустить температуру и пониже, градусов до тысячи, там вязкость была раза в четыре выше чем при 1200, соответственно вытягиваемость также была еще выше, но там возникали другие проблемы - помимо проскоков утолщений, в нити при такой высокой вязкости оставались внутренние напряжения, которые потом могли сломать волокно, плюс - такие температуры были близки к температурам образования кристаллов в стекле - оно не всегда успевало застыть достаточно быстро, чтобы проскочить диапазон температур образования кристаллов без того, чтобы они начали образовываться, и в нем появлялись эти самые кристаллы, по которым ломалось волокно или прерывалась струя.

С разнотолщинностью боролись долго. Сначала толщина гуляла почти на тридцать процентов, часто приводя к обрывам - на переходах между разными толщинами возникали внутренние напряжения, которые и ломали волокно. Потом, когда приноровились сохранять постоянство температурных параметров на выходе из фильер и варить однородное стекло, и обрывы, и разнотолщиность уменьшились - до 3-5 обрывов на килограмм и на 15% по толщине соответственно.