Иногда в вакуумных системах необходимы специальные окна, которые изготавливают из различных материалов, например слюды, сапфира, кварца, фторида лития, фторида магния, германия и др. Ввиду того что окна не должны подвергаться деформациям, такие соединения допускается эксплуатировать лишь при температурах, значительно более низких, чем температура размягчения материала окна. Поэтому основные способы соединения таких материалов основаны на использовании стеклоцементов или металлических припоев, но, в принципе, пригодны и другие способы, например термокомпрессионное соединение с использованием промежуточного слоя из мягкого металла.

Ранее слюдяные окна соединялись с корпусом при помощи хлорида серебра. Это вещество обладает необычными свойствами, которые позволяют получать вакуумно-плотное соединение в тех случаях, когда не могут быть использованы обычные способы. Хлорид серебра плавится при 4570C и в жидком состоянии хорошо смачивает слюду и благородные металлы. Однако он взаимодействует с простыми металлами по реакции замещения. Будучи охлажденным, хлорид серебра представляет собой воскоподобный материал, который при малых нагрузках ведет себя упруго, а при высоких становится пластичным.

Таким образом, хлорид серебра обладает способностью образовывать термокомпенсированные соединения при различных коэффициентах термического расширения соединяемых материалов. AgCl химически недостаточно устойчив, хотя и нерастворим в воде и большинстве кислот, за исключением NH4OH и Na2S2O8. Он легко подвергается механическим повреждениям и воздействию УФ-излучения. Улучшенное соединение можно получить с помощью стеклоцементов на основе легкоплавких стекол, особенно таких, которые плавятся при температурах ниже начала процесса кальцинирования слюды (около 650 ⁰C для природной слюды и 900 ⁰C для синтетической). Коэффициент термического расширения слюды параллельно плоскости слойности составляет около 90•1O^-7 К^-1, и поэтому слюда хорошо соединяется с легкоплавким стеклом.

Синтетическая слюда, ввиду ее более высокой температуры кальцинирования, может быть сначала металлизирована, а затем припаяна. Важно, чтобы соединяющий материал, будь то хлорид серебра, стеклоцемент или металлический припой, полностью покрывал кромки окошка для предотвращения расщепления слюды во время эксплуатации.

Сапфир и кварц, имеющие высокие температуры плавления и термостойкость, как и керамика, могут соединяться с металлом посредством стеклоцемента или металлического припоя. 

Рис. 2.14. Способ крепления сапфирового окна. 1 — окно; 2— стеклоцемент; 3 — ковар; 4— сварной шов; 5 — корпус из нержавеющей стали.

Для компенсации различия коэффициентов термического расширения материала окна и металлической стенки последнюю целесообразно изготовлять тонкостенной. В качестве примера на рис. 2.14 показано крепление сапфирового окна к закраине из нержавеющей стали. Как сапфир, так и кварц могут быть непосредственно соединены со стеклом с помощью обычных методов пайки стекла. Сапфир, коэффициент температурного расширения которого составляет от 58 до 90*10^-7 К^-1, хорошо согласуется со щелочными стеклами, такими, как корнинг-7530. Кварц может быть соединен с тугоплавким стеклом посредством переходных спаев.

Для материалов с более низкой температурой плавления обычно используется способ соединения с помощью стеклоце-ментов. В настоящее время выпускается целый ряд стеклоцемен-тов с различными коэффициентами термического расширения. Например, таким способом можно припаивать окна из фторида магния.Описано нагреваемое соединение окна из фторида лития с медью й золотом, выполненное на фториде свинца.

В тех случаях, когда трудно подобрать коэффициенты термического расширения, применяется термокомпрессионное соединение с использованием промежуточного мягкого металла, например индия или свинца. Аналогично присоединяются к металлическим стенкам германиевые окна. Низкие температуры плавления промежуточных металлических материалов ограничивают температуру отжига вакуумной системы.

Однако с точки зрения получения вакуума соединения на основе этих металлов намного лучше эпоксидных. Для получения хороших соединений иногда необходимо плакировать или другим способом покрывать соответствующим металлом кромку окна. Например, в случае германия напыление нихрома с последующим покрытием золотом обеспечивает очень хорошее соединение с индием.