Lâmpada de halogéneo

Lâmpada halógena - dispositivo de iluminação elétrica, o princípio de operação do dispositivo em comparação com uma simples lâmpada incandescente é complementado pela introdução de haletos no frasco para aumentar a vida útil e preservar o produto em sua forma original por um longo tempo.

A história da criação de lâmpadas de halogéneo

A história está intimamente relacionada com as lâmpadas incandescentes, remetemos os leitores para a revisão correspondente para um conhecimento detalhado da história da invenção. Aqui nós estipulamos apenas que o primeiro a descobrir o brilho de condutores em uma amostra de fio de platina, Sir Humphry Davy. No porão da Royal Institution, havia uma fonte de energia de duas mil células que conseguiram aquecer o corte a temperaturas acima de 550 graus Celsius, nas quais os corpos começam a brilhar em condições terrestres. O efeito não durou muito, mas marcou o início de uma longa busca épica pelo seu uso como uma medida útil para as necessidades da humanidade.

Na prática russa, a história da criação de lâmpadas incandescentes começou em 1872, quando o nosso compatriota Lodygin criou a sua própria amostra. As realizações dos outros homens da ciência foram prudentemente esquecidas. Os autores tendem a ler a partir de 1882, quando Edwin Scribner adivinhou pela primeira vez a introdução de uma atmosfera fraca de cloro em uma lâmpada de carvão em vez de um vácuo. Isso bloqueou em grande parte o escurecimento do frasco. No texto da patente, a invenção recebe uma interpretação errada: supostamente o cloro forma um filme transparente que elimina um defeito conhecido.

Na realidade, os compostos de halogênio se dissociam bem, as moléculas evaporadas da superfície da hélice gradualmente retornam ao seu lugar original, eliminando o depósito preto no frasco. Patente US254780 A é hoje considerado o primeiro pássaro a anunciar a chegada de lâmpadas de halogéneo. A idéia por um longo tempo não encontrou aplicação prática. E na atmosfera do frasco são utilizados gases inertes, por exemplo, nitrogênio no espécime de Lodygin. O mérito de um cientista é substituir o vácuo, o que tornou a construção frágil e a tecnologia de fabricação difícil.

Nome dos historiadores esquecidos - George Meikl. O texto da patente US1267888 A propõe a adição de iodo ao meio de gás inerte de um diodo de lâmpada. Um número de efeitos positivos ocorre: as perdas parasitárias de tensão no arco diminuem para 11-12 V( geralmente de 16 a 20 V), o trabalho se torna constante. Há o primeiro uso de outros halogênios, além do cloro, na atmosfera da lâmpada incandescente. Embora seja um dispositivo retificador. Além disso, a lâmpada de vácuo não funcionou por mais de 1000 horas, o dispositivo era difícil de fabricar. Lodygin usou nitrogênio para propósitos práticos, usou gases nobres( argônio, etc.).

O ano de 1923 da descoberta do ciclo regenerativo na atmosfera de haletos de metais alcalinos é considerado fundamental.É mostrado que as moléculas de tungstênio evaporadas do filamento retornam gradualmente. O texto da patente refere-se a uma certa película transparente formada por halogéneo.É evidente que os autores confiaram nas idéias de Edwin Scribner. Este foi o ponto de partida para o desenvolvimento da tecnologia de lâmpadas de halogéneo. Johannes Antonius Maria van Limpnt estava envolvido em experimentos com o crescimento de cristais. Isso é ainda mais louvável porque a tecnologia de semicondutores nasceu mais tarde, mas estudando a difusão e a precipitação de impurezas dos gases, o cientista descobriu as qualidades úteis dos halogênios: iodo, bromo, cloro. Com a ajuda destes compostos, foi possível restaurar bobinas de tungstênio( ou carvão), pulverizando metal com uma fina camada na superfície das peças.

A patente URSS número 7415, de 13 de janeiro de 1929, trata dos métodos para a criação de filamentos duráveis ​​de tungstênio. Para este efeito, adicionou-se óxido de háfnio de 0,1 a 3% ao pó de metal inicial. Os cientistas foram para aumentar a vida útil das lâmpadas incandescentes de diferentes maneiras. Da mesma forma, Neunhoffer e Schulz obtiveram em 1949 uma patente para uma lâmpada incandescente preenchida com haletos de tungstênio ou rênio. Isso contribui para a regeneração do encadeamento. Sobre a patente pouco se conhece, o resultado da ação de haletos foi de curta duração.

Durante as fabricações teóricas, assumiu-se que os compostos interagem de forma desconhecida com o tungstênio e outros metais contidos no frasco. E quando a indústria espacial dos EUA necessitava de uma poderosa fonte de radiação imitando o Sol, os cientistas tiveram que se lembrar do ciclo regenerativo de tungstênio e desenvolvimentos anteriores. Lâmpadas de carbono hoje são famosas por aquecer não ar, mas objetos. A razão é clara - a energia é transferida predominantemente pela radiação. Para criar densidades de alta potência, a bobina de tungstênio se contorce com um fio fino. Projetos conhecidos com rosca dupla.

Lâmpadas de Quartzo

: Primeiros Passos

Em 3 de março de 1958, os engenheiros General Electric, Friedrich Elmer e Wiley Emmett depositaram uma patente para uma lâmpada de aquecimento onde a bobina era protegida por um meio de halogeneto. O texto afirmava que, com o funcionamento prolongado, o frasco de modelos típicos era gradualmente coberto com uma flor escura. Para minimizar o efeito, o tamanho da parte esférica procurou aumentar. A placa é distribuída por uma área maior e é menos perceptível. Houve outras tentativas para resolver o problema:

1. O uso de vapores pesados ​​de criptônio, xenônio, mercúrio. Neste último caso, uma pressão adicional acima da pressão atmosférica foi aplicada.
2. Uso de gases neutros: argônio e nitrogênio.

As medidas não corrigiram completamente a situação. Os cientistas propõem usar para a regeneração do fio( e limpeza do frasco) um par de iodo. Como resultado, o produto para a indústria espacial, enegrecido em 10 minutos, já atendeu 2.000 horas. A ideia não é nova, o texto da patente afirma que as soluções propostas anteriormente não tiveram sucesso comercial. Tal tipo de lógica.

Sentindo sua própria posição precária, os pesquisadores continuam o raciocínio, dizendo que uma lâmpada com um diâmetro de 0,08 a 0,5 polegadas pode ser usada para aquecimento e iluminação. Naquela época, não havia nenhum conceito de refletor em eletrodomésticos, a distância estimada até a parede foi cuidadosamente especificada para evitar incêndio. De acordo com dados experimentais, o iodo continua a executar uma função regenerativa dentro de temperaturas de até 250 graus Celsius, o trabalho é quebrado em 1200. É melhor fazer um frasco de quartzo. Um material Vycor contendo até 96% de sílica( sílica) é proposto.

A concentração de iodo não é inferior a 0,01 µmol por centímetro cúbico. O limite superior determina a transparência da atmosfera do frasco. Experimentalmente, a máxima pressão parcial possível do vapor de iodo foi de 5 mmHg( correspondendo a 1 µmol / cc).Com a operação vertical de um frasco longo, a estratificação do meio é possível, mas, por via de regra, há bastante concentração de substâncias. Algum valor forneceu comentários sobre a inadmissibilidade do uso de outros gases:

• O cloro destrói os suportes de roscas e causa picos de tungstênio em áreas extremas.
• O bromo é menos destrutivo que o cloro, o flúor não é adequado.
• O uso de vapor de mercúrio ou nitrogênio contribui para o escurecimento do frasco.

Recomenda-se manter uma pressão parcial de gás inerte na região de 600 mm Hg para sedimentação uniforme de tungstênio em um filamento. Como resultado, os cientistas obtiveram um dispositivo com um poder de radiação de 100 W / polegada de comprimento a uma densidade de potência de 24 W por centímetro quadrado da lâmpada. Os parâmetros podem ser variados dentro de limites amplos. Em uma temperatura de filamento de 2500 graus Celsius, a eficiência do dispositivo é 30% maior que a das lâmpadas padrão de 500 W com uma vida útil similar de 1000 horas.

Na produção de filamentos, um processo de recozimento é usado em um mandril de aço. Durante o processamento, é cuidadosamente necessário controlar o nível de difusão do ferro na hélice, mantendo uma temperatura adequada no forno. Durante o funcionamento adicional, os átomos de impureza são relativamente fáceis de evaporar e ligar o halogéneo. Além disso, um ataque indestrutível nas paredes do frasco.

Ao longo do caminho, note-se que é desejável minimizar o número de calibradores. Nos locais de fixação, a temperatura é ligeiramente mais baixa, o tungstênio piora. Em lâmpadas de quartzo modernas, às vezes, não há pinças. O proprietário do forno de convecção certificar-se-á se ela se incomoda de levantar a tampa e olhar debaixo dela.

Enquanto isso, os produtos mostraram uma série de deficiências: alta temperatura, a ausência de um refletor. Os estribos de metal devem ser resistentes ao iodo, o que significa que o cobre não é fundamentalmente adequado aos propósitos exigidos - tungstênio, molibdênio ou platina são necessários. Similar se aplica aos fios adjacentes. Eles são aquecidos a uma alta temperatura. Nas lâmpadas modernas, o vidro nas extremidades é preso completamente, apenas o tungstênio está em contato com o meio. Na patente, os inventores conseguiram recolher as propriedades do dispositivo de aquecimento e iluminação. A inteligência soviética não estava adormecida e, nos anos 60, as lâmpadas halógenas KI 220-1000 apareceram na URSS.

Design lâmpadas de halogéneo

Em dispositivos de aquecimento, uma bobina de tungstênio geralmente toca o vidro - em locais. Não é curvado ao redor, mas com um triângulo, cada bobina do seu tamanho, e apenas alguns tocam a lâmpada, e em um número relativamente pequeno de pontos. Isso ajuda a evitar o aquecimento excessivo do vidro. No forno de convecção, o frasco é constantemente soprado por um ventilador, o que impede que aqueça acima de 600-700 graus. A hélice funciona com modos mais difíceis. Com uma rede cristalina cúbica de tungstênio refratário. A temperatura liquidus está no ponto de 3653 K. O modo de operação não excede 90% do valor especificado. Dispositivo de lâmpada de halogéneo

Estas altas temperaturas foram conseguidas através do uso de halogéneos. No vácuo, a evaporação da superfície da hélice se tornaria forte demais. O vidro de quartzo é selecionado para a fabricação do frasco para propriedades físicas. O material tem uma ampla janela para transmitir radiação, portanto, a superfície é aquecida de forma relativamente fraca. O quartzo tem um baixo coeficiente de expansão térmica e excelentes choques térmicos.

Apesar do fato de o óxido de silício ser considerado o mineral mais abundante no planeta( o silício em peso é 26% da crosta terrestre), quase não ocorre em sua forma pura, mas é parte de ágata, rauchtopaz, citrino, ametista, jaspe, cristal de rochaareia do rio e uma série de outras formações naturais: granito, graça, ardósia, vários silicatos. E não é de admirar na patente foi mencionado sílica. A dificuldade está em extrair o componente necessário da rocha. Existem várias modificações estáveis ​​de quartzo:

1. Os profissionais comuns têm o nome da letra grega Beta e representam grandes cristais transparentes. Acredita-se que em condições normais é estável abaixo da temperatura de 573 graus Celsius.
2. Tendo superado o limite de temperatura especificado, o quartzo se transforma em modificação alfa. E permanece aqui a 870 graus Celsius.
3. Com um aumento adicional na temperatura, a tridimita( cristais ternários) é formada. E assim a 1470 graus Celsius.
4. A próxima modificação estável a uma temperatura de 1710 graus Celsius é cristobalite.
5. A sílica de maior escala está presente na forma de um fundido.

Possível processo tecnológico de resfriamento de quartzo sem a formação de cristais. A forma amorfa é usada para criar vidro. A configuração dos cristais depende de:

• Taxas de cristalização.
• Viscosidade da fase líquida.
• A presença de impurezas.
• Localização espacial do objeto.