מנורת הלוגן

מנורת הלוגן - מכשיר תאורה חשמלי, עקרון הפעולה של המכשיר בהשוואה לנורת ליבון פשוטה משלימה בהכנסת הלידים לתוך הבקבוק כדי להגביר את חיי השירות ולשמור על המוצר בצורתו המקורית במשך זמן רב.

ההיסטוריה של יצירת מנורות הלוגן

ההיסטוריה קשורה קשר הדוק עם מנורות ליבון, אנו מתייחסים הקוראים לבדיקה המקביל להיכרות מפורטת עם ההיסטוריה של ההמצאה.כאן אנו קובעים רק כי הראשון לגלות את זוהר של מנצחים על מדגם של חוט פלטינה, סר האמפרי דייוי.במרתף של המכון המלכותי, היה מקור כוח של אלפיים תאים שהצליחו לחמם את החתך לטמפרטורות מעל 550 מעלות צלזיוס, שבהן גופים מתחילים לזרוח בתנאים יבשתיים.ההשפעה לא נמשכה זמן רב, אך סימנה את תחילתו של חיפוש אפוס ארוך לשימוש שלה כאמצעי שימושי לצרכים של האנושות.

ברוסית בפועל, ההיסטוריה של יצירת נורות ליבון להתחיל בשנת 1872, כאשר ארצנו Lodygin יצר מדגם משלו.ההישגים של שאר אנשי המדע נשכחו זהירות.המחברים נוטים לקרוא משנת 1882, כאשר אדווין סקריבנר ניחש תחילה להציג אווירה חלשה חלשה לתוך מנורת פחם במקום ואקום.זה חסם במידה רבה את השחרת הבקבוקון.בטקסט של הפטנט, ההמצאה ניתנת פרשנות שגויה: לכאורה כלור יוצר סרט שקוף שמונע פגם ידוע.במציאות, תרכובות הלוגן ניתקות היטב, המולקולות התאדו מפני השטח של הסליל בהדרגה לחזור למקום המקורי שלהם, ביטול הפיקדון השחור על הבקבוק.פטנט US254780 A נחשב היום הציפור הראשונה להכריז על הגעתו של מנורות הלוגן.הרעיון במשך זמן רב לא מצא יישום מעשי.וגם באטמוספירה של גזים אינרטי משמשים, למשל, חנקן בדגימה Lodygin.היתרון של מדען הוא להחליף את הוואקום, מה שהופך את הבנייה שביר, ואת הטכנולוגיה ייצור קשה.שמות היסטוריים נשכחים - ג'ורג 'מייקל.הטקסט של הפטנט US1267888 A מציע להוסיף יוד למדיום גז אינרטי של דיודה המנורה.מספר השפעות חיוביות מתרחשות: אבדן מתח טפילי בהפחתת הקשת ל- 11-12 V( בדרך כלל בין 16 ל -20 V), העבודה הופכת קבועה.יש את השימוש הראשון של הלוגנים אחרים, בנוסף כלור, באווירה של מנורת ליבון.למרות שזה מכשיר מתקן.בנוסף, המנורה ואקום לא עובד במשך יותר מ 1000 שעות, המכשיר היה קשה לייצר.Lodygin השתמשו חנקן למטרות מעשיות, בשימוש גזים אצילי( ארגון, וכו ').

שנת 1923 של גילוי מחזור regenerative באטמוספירה של הלידים מתכת אלקלי נחשב מפתח.זה הוכיח כי מולקולות טונגסטן התאדה מן החוט בהדרגה לחזור.הטקסט של הפטנט מתייחס סרט שקוף מסוים שנוצר על ידי הלוגן.ניכר כי המחברים הסתמכו על רעיונותיו של אדווין סקריבנר.זו היתה נקודת המוצא לפיתוח נוסף של טכנולוגיית מנורת הלוגן.יוהנס אנטוניוס מריה ון לימפנט היה עוסק בניסויים עם קריסטל גדל.זה כל כך ראוי לשבח יותר בגלל הטכנולוגיה מוליך למחצה נולד מאוחר יותר, אבל על ידי לימוד דיפוזיה משקעים של זיהומים מגזים, המדען גילה את התכונות השימושיות של הלוגנים: יוד, ברום, כלור.בעזרת תרכובות אלה, ניתן היה לשחזר טונגסטן( או פחם) סלילי, רסס מתכת עם שכבה דקה על פני השטח של החלקים.

מספר פטנט של ברית המועצות 7415 מ -13 בינואר 1929 מדבר על שיטות ליצירת חוטי טונגסטן ארוכי-טווח.לשם כך, מ 0.1 ל -3% תחמוצת הפניום נוספה אבקת מתכת הראשונית.מדענים הלכו להגדיל את החיים של מנורות ליבון בדרכים שונות.באופן דומה, Neunhoffer ו Schulz השיג בשנת 1949 פטנט על מנורת ליבון מלא טונגסטן או רניום הלידים.זה תורם את התחדשות החוט.על הפטנט מעט ידוע, תוצאה של הפעולה של הלידים היה קצרת מועד.

במהלך הבדיקות התיאורטיות, ההנחה היתה כי תרכובות אינטראקציה בצורה לא ידועה עם טונגסטן ומתכות אחרות הכלולות בתוך הבקבוק.וכאשר תעשיית החלל האמריקנית נזקקה למקור רב עוצמה של קרינה המחקה את השמש, המדענים נאלצו להיזכר במחזור הטונגסטן המתחדש ובהתפתחויות הקודמות.מנורות פחמן היום מפורסמים חימום לא אוויר, אבל חפצים.הסיבה ברורה - אנרגיה מועברת בעיקר על ידי קרינה.כדי ליצור צפיפות הספק גבוהה, סליל הטונגסטן מתפתל עם חוט דק.עיצובים ידועים עם חוט כפול.

מנורות קוורץ: צעדים ראשונים

ב -3 במארס 1958 הגישו המהנדסים ג'נרל אלקטריק, פרידריך אלמר וויילי אמט, פטנט על מנורה לחימום, שם הסליל היה מוגן על ידי מדיום הליד.הטקסט קבע כי עם פעולה ממושכת, הבקבוק של דגמים אופייניים היה מכוסה בהדרגה עם פריחה כהה.כדי למזער את האפקט, את גודל החלק כדורית ביקשו להגדיל.לוח הוא מופץ על פני שטח גדול פחות בולט.היו עוד ניסיונות לפתור את הבעיה:

1. השימוש באדים כבדים של קריפטון, קסנון, כספית.במקרה האחרון הוחל לחץ נוסף על לחץ אטמוספרי.
2. שימוש בגזים נייטרליים: ארגון וחנקן.

צעדים לא לתקן את המצב לחלוטין.מדענים מציעים להשתמש עבור התחדשות של חוט( וניקוי בקבוק) זוג יוד.כתוצאה מכך, המוצר עבור תעשיית החלל, מושחר בתוך 10 דקות, כבר שירת 2,000 שעות.הרעיון אינו חדש, הטקסט של הפטנט קובע כי הפתרונות שהוצעו קודם לכן לא היה הצלחה מסחרית.סוג כזה של היגיון.

תחושת המיקום שלהם מסוכנת, החוקרים ממשיכים את הרציונל, ואמר כי מנורה עם קוטר של 0.08 עד 0.5 אינץ 'ניתן להשתמש לחימום ותאורה.באותו זמן, לא היה מושג של רפלקטור מכשירי חשמל ביתיים, המרחק המשוער לקיר נקבע בקפידה על מנת למנוע אש.על פי נתונים ניסיוניים, יוד ממשיכה לבצע פונקציה רגנרטיבית בטמפרטורות של עד 250 מעלות צלזיוס, העבודה נשברת ב 1200. עדיף לעשות בקבוק של קוורץ.חומר המכיל עד 96% סיליקה סיליקה( סיליקה) מוצע.

ריכוז היוד אינו פחות מ 0.01 μmol לסנטימטר מעוקב.הגבול העליון קובע את השקיפות של האטמוספירה של הבקבוק.הניסוי, הלחץ המקסימלי האפשרי של אדי יוד היה 5 מ"מ כספית( המקביל ל 1 μmol / cc).עם פעולה אנכית של בקבוק ארוך, ריבוד של המדיום אפשרי, אבל, ככלל, ריכוז של חומרים מספיקה.ערך כלשהו סיפק הערות על אי קבילות השימוש של גזים אחרים:

• כלור הורס תומך חוט גורם קוצים על טונגסטן באזורים קיצוניים.
• ברום הוא פחות הרסני מאשר כלור, פלואור אינו מתאים כלל.
• השימוש באדים כספית או חנקן תורם להשחמה של הבקבוק.

מומלץ לשמור על לחץ חלקי של גז אינרטי באזור של 600 מ"מ כספית עבור שקיעה אחידה של טונגסטן על נימה.כתוצאה מכך, מדענים השיגו מכשיר בעל הספק קרינה של 100 ואט אינץ 'בצפיפות הספק של 24 ואט לסנטימטר מרובע של הנורה.הפרמטרים יכולים להיות מגוונים בתוך גבולות רחבים.בטמפרטורת נימה של 2500 מעלות צלזיוס, היעילות של המכשיר היא 30% גבוה יותר מזה של מנורות סטנדרטיות של 500 W עם חיי שירות דומים של 1000 שעות.

בייצור של חוטים, תהליך חישול משמש על mandrel פלדה.במהלך העיבוד, זה נדרש בזהירות כדי לשלוט על רמת ברזל מתפזרת לתוך הסליל על ידי שמירה על טמפרטורה מתאימה בכבשן.במהלך פעולה נוספת, אטומי הטומאה קל יחסית להתאדות ולקשור הלוגן.בנוסף, פשיטה בלתי ניתנת להריסה על קירות הבקבוק.

לאורך הדרך, יצוין כי רצוי למזער את מספר calipers.במקומות של הטמפרטורה הטמפרטורה נמוכה מעט, טונגסטן מתיישב גרוע יותר.במנורות קוורץ מודרניות לפעמים עושים בלי מחוגה.הבעלים של תנור הסעה יהיה לוודא אם היא מפריע להרים את המכסה ולהביט תחת זה.

בינתיים, המוצרים הראו מספר חסרונות: טמפרטורה גבוהה, היעדר רפלקטור.מחוגה מתכת חייב להיות עמיד ליוד, כלומר, נחושת היא ביסודו לא מתאים למטרות הנדרשות - טונגסטן, מוליבדן או פלטינה נדרשים.כמו כן חל על חוטים סמוכים.הם מחוממים לטמפרטורה גבוהה.במנורות מודרניות, הזכוכית בקצות הוא הידק לחלוטין, רק טונגסטן נמצא במגע עם המדיום.בפטנט הצליחו הממציאים לאסוף את המאפיינים של מתקן החימום וההארה.המודיעין הסובייטי לא נרדם, ובשנות השישים הבאות הופיעו בברית המועצות מנורות הלוגן KI 220-1000.מנורות ההלוגן

ב חימום התקנים, סליל טונגסטן נוגע לעתים קרובות זכוכית - במקומות.זה לא מעוקל מסביב, אבל עם משולש, כל סליל בגודל משלה, ורק כמה לגעת הנורה, וכן במספר קטן יחסית של נקודות.זה עוזר למנוע חימום יתר של הזכוכית.ב תנור הסעה את הבקבוק הוא מנופח כל הזמן על ידי מאוורר, אשר מונע ממנו התחממות מעל 600-700 מעלות.הסליל עובד עם מצבים קשים יותר.עם סריג קריסטל מעוקב של טונגסטן עקשן.הטמפרטורה נוזלי הוא בנקודה של 3653 ק. מצב ההפעלה אינו עולה על 90% מהערך שצוין.

טמפרטורות גבוהות כאלה הושגו באמצעות שימוש בהלוגנים.ב ואקום, אידוי מפני השטח של הסליל יהפוך חזק מדי.זכוכית קוורץ נבחרה לייצור הבקבוק עבור תכונות פיזיות.החומר יש חלון רחב להעברת קרינה, ולכן, פני השטח מחומם יחסית גרוע.קוורץ יש מקדם נמוך של התפשטות תרמית והלם תרמית מעולה מחזיקה.

למרות העובדה כי תחמוצת הסיליקון נחשבת למינרל השופע ביותר על פני כדור הארץ( הסיליקון במשקל הוא 26% מקרום כדור הארץ), הוא כמעט אינו מתרחש בצורתו הטהורה, אלא הוא חלק מאגט, ראוכטופז, ציטרין, אמטיסט, ג'ספר,חול נהר ועוד מספר תצורות טבעיות אחרות: גרניט, חסד, צפחה, silicates שונים.ואין פלא בפטנט הוזכר סיליקה.הקושי טמון בחילוץ הרכיב הנדרש מהסלע.ישנם כמה שינויים יציבים של קוורץ:

1. אנשי מקצוע רגילים נושאת את השם של האות היוונית ביתא מייצג גבישים שקופים גדולים.הוא האמין כי בתנאים נורמליים יציב מתחת לטמפרטורה של 573 מעלות צלזיוס.
2. לאחר התגבר על סף הטמפרטורה שצוין, קוורץ הופך שינוי אלפא.וזה נשאר כאן ל 870 מעלות צלזיוס.
3. עם עלייה נוספת בטמפרטורה, tridymite( גבישים משולשת) נוצרת.וכך עד 1470 מעלות צלזיוס.
4. השינוי הבא יציב לטמפרטורה של 1710 מעלות צלזיוס הוא cristobalite.
5. סיליקה בקנה מידה גבוה יותר נמצא בצורה של להמיס.

תהליך טכנולוגי אפשרי של קירור קוורץ ללא היווצרות גבישים.צורה אמורפי משמש ליצירת זכוכית.התצורה של גבישים תלוי:

• התגבשות שיעורי.
• צמיגות של השלב הנוזלי.
• נוכחות של זיהומים.
• מיקום מרחבי של האובייקט.