بल्ब فلیمنٹ میٹریال: آپ کو جاننے کی ضرورت ہے
ایک بلب فلیمنٹ ایک پتلا تار ہوتا ہے جو ایک برقی کرنٹ کے گزر جانے پر روشن ہوجاتا ہے۔ یہ ایک نرم کرنے والی لمبی بلی کا اہم حصہ ہے، جس میں روشنی کو تیار کرنے کے لئے فلیمنٹ کو ایک زیادہ درجے کی حرارت تک پہنچایا جاتا ہے۔ فلیمنٹ کے مادے کو ایسی خصوصیات ہونی چاہئیں کہ وہ حرارت کو برداشت کرسکے اور روشنی کو بھروسا دھرائی سے تیار کرسکے۔ اس مضمون میں ہم مختلف بلب فلیمنٹ کے مادوں کی تاریخ، خصوصیات اور استعمال کا مطالعہ کریں گے، ساتھ ہی نرم کرنے والی لمبی بلیوں کے فوائد اور نقصانات کا بھی جائزہ لیں گے۔
نرم کرنے والی لمبی بلی کیا ہے؟
نرم کرنے والی لمبی بلی کی تعریف یہ ہے کہ ایک برقی روشنی جو ایک تار فلیمنٹ کو زیادہ درجے کی حرارت تک پہنچا کر روشن کرتی ہے۔ فلیمنٹ کو ایک کینس میں رکھا جاتا ہے جس میں خلا یا غیر سرگرم گیس ہوتی ہے تاکہ فلیمنٹ کے مادے کو آکسیڈیشن اور بخار کی روک تھام کی جاسکے۔ بلی کو دو میٹل کنٹیکٹس کے ذریعے طاقت کی فراہمی سے منسلک کیا جاتا ہے جو فلیمنٹ کو جگہ دینے کے لئے دو محکم تاروں سے منسلک ہوتے ہیں۔
نرم کرنے کی روشنی کا مبدا کئی موجدین نے 18ویں اور 19ویں صدیوں میں دریافت کیا، لیکن پہلی عملی اور تجارتی طور پر کامیاب نرم کرنے والی لمبی بلی ٹھامس ایڈیسن نے 1879 میں تیار کی تھی۔ انہوں نے کاربنائزڈ بامبو فلیمنٹ کا استعمال کیا جو تقریباً 1200 گھنٹے تک قابل استعمال رہا۔ بعد میں انہوں نے اپنے ڈیزائن کو بہتر بنایا اور کاربنائزڈ کپڑے کا تار فلیمنٹ کا استعمال کیا جو تقریباً 1500 گھنٹے تک قابل استعمال رہا۔
اچھے بلب فلیمنٹ کے مادے کی خصوصیات کیا ہیں؟
بلب فلیمنٹ کے مادے کو ایک نرم کرنے والی لمبی بلی کے طور پر اچھی طرح کام کرنے کے لئے درج ذیل خصوصیات ہونی چاہئیں:
زیادہ پگھلتا نقطہ: فلیمنٹ کو تقریباً 2500°C تک کی حرارت کو برداشت کرنے کی صلاحیت ہونی چاہئیں بغیر کہ یہ پگھلے یا توڑ جائے۔
کم بخاری دباؤ: فلیمنٹ کو زیادہ درجے کی حرارت پر بخار یا سب لیمیشن کا شکار نہ ہونا چاہئے، جس سے بلی کالی ہوجائے اور اس کی روشنی اور کارکردگی کم ہوجائے۔
آکسیڈیشن سے پاک: فلیمنٹ کو زیادہ درجے کی حرارت پر بجلی یا بلی کے دیگر گیسوں کے ساتھ ریکٹ کرنے کی صلاحیت نہ ہونی چاہئے، جس سے یہ کوروس کرے یا جل جائے۔
زیادہ electrical resistance: فلیمنٹ کو زیادہ برقی مقاومت ہونی چاہئیں، جس کا مطلب یہ ہے کہ یہ برقی کرنٹ کے پاس کو مخالفت کرتا ہے۔ اس کی وجہ سے یہ گرم ہوجاتا ہے اور کرنٹ کے گزر جانے پر روشنی کو تیار کرتا ہے۔
کم توسیع حرارتی کوئفیشینٹ: فلیمنٹ کو گرم یا سرد کرنے پر بہت زیادہ توسیع یا تناسب نہیں ہونی چاہئے، جس سے یہ خراب یا توڑ سکتا ہے۔
کم درجہ حرارت کوئفیشینٹ مقاومت: فلیمنٹ کو گرم یا سرد کرنے پر اپنی مقاومت میں بہت زیادہ تبدیلی نہیں ہونی چاہئے، جس سے اس کا کرنٹ اور روشنی کا سطح متاثر ہوگا۔
زیادہ یانگ کا مودولس اور کشیدگی کی قوت: فلیمنٹ کو اپنے وزن اور لرزشوں کی وجہ سے مکینکل دباؤ کو برداشت کرنے کی صلاحیت ہونی چاہئے بغیر کہ یہ ڈھیل یا توڑ سکے۔
کافی ڈکٹیلٹی: فلیمنٹ کو بہت پتلی تار میں کش کرنے کی صلاحیت ہونی چاہئے بغیر کہ یہ توڑ یا کریک ہو۔
فلیمنٹ کی شکل میں تبدیل ہونے کی صلاحیت: فلیمنٹ کو کوئل یا دوگنا کوئل میں بنایا جاسکے، جس سے اس کا سطحی رقبہ اور روشنی کا سطح بڑھتا ہے بغیر کہ اس کی لمبائی یا مقاومت بڑھے۔
زیادہ فیٹیگ ریزسٹنس: فلیمنٹ کو بار بار گرمی اور سردی کے دوروں کو برداشت کرنے کی صلاحیت ہونی چاہئے بغیر کہ یہ کمزور یا خراب ہو۔
فلیمنٹ کی کسیمیں کی قسمیں کیا ہیں؟
کئی قسم کی موادوں کو مختلف عرصے میں فلیمنٹ بنانے کے لئے استعمال کیا گیا ہے۔ ان میں سے کچھ مواد درج ذیل ہیں:
کاربن
کاربن ایڈیسن اور دیگر موجدین کے ذریعے فلیمنٹ بنانے کے لئے استعمال کیا گیا پہلا مادہ تھا۔ اس کا پگھلتا نقطہ (3500°C) زیادہ ہے، کم بخارات کا دباؤ، زیادہ مقاومت (1000-7000 µΩ-cm)، اور کم درجہ حرارت کوئفیشینٹ مقاومت (-0.0002 to -0.0008 /°C)۔ لیکن یہ کم آکسیڈیشن کی ریزسٹنس، زیادہ توسیع کا تھرمل کوئفیشینٹ (2 to 6 /K)، کم کشیدگی کی قوت، اور بلب پر زیادہ کالی کرنے کا اثر بھی رکھتا ہے۔ کاربن فلیمنٹ کی کارکردگی تقریباً 4.5 لیمن پر واط (lm/W) ہے اور اس کا آپریٹنگ درجہ حرارت تک 1800°C تک ہے۔
کاربن کو اتومیٹک ریزسٹرز بنانے کے لئے بھی استعمال کیا جاتا ہے، جو اتومیٹک ولٹیج ریگولیٹرز میں استعمال ہوتے ہیں، اور کاربن برشز، جو ڈی سی مشینز میں استعمال ہوتے ہیں۔
ٹینٹالام
ولنر ون بولٹن نے ۱۹۰۲ میں ٹینٹالم کو بلب فلیمنٹ کا مادہ پیش کیا۔ اس کا ذوبانی نقطہ (۲۹۰۰ درجہ سینٹیگریڈ) زیادہ ہے، بھاپ کا دباؤ کم ہے، مقاومت زیادہ ہے (۱۲.۴ مائیکرو اورم-سینٹی میٹر)، اور حرارتی توسیع کا عدد کم ہے (۶.۵ /K)۔ لیکن اس کی آکسیڈیشن کی مزاحمت کم ہے، حرارتی مقاومت کا عدد زیادہ ہے (۰.۰۰۳۶ /درجہ سینٹیگریڈ)، منسلک قوت کم ہے، اور کارکردگی کم ہے (۳.۶ ویٹ/کینڈل پاور)۔ ٹینٹالم کے فلیمنٹ کا عملی درجہ حرارت ۲۰۰۰ درجہ سینٹیگریڈ تک ہو سکتا ہے۔
ٹینٹالم کو اب کم کارکردگی اور کمیابی کی وجہ سے بلب فلیمنٹ کا مادہ کے طور پر عام طور پر استعمال نہیں کیا جاتا۔
ٹنگسٹن
ٹنگسٹن اب کے دنوں بلب فلیمنٹ بنانے کے لیے استعمال ہونے والے مادوں میں سب سے زیادہ عام مادہ ہے۔ اس کا پہلا استعمال ولیم ڈی کولیج نے ۱۹۱۰ میں کیا تھا۔ اس کا ذوبانی نقطہ (۳۴۱۰ درجہ سینٹیگریڈ) بہت زیادہ ہے، بھاپ کا دباؤ کم ہے، مقاومت زیادہ ہے (۵.۶۵ مائیکرو اورم-سینٹی میٹر)، منسلک قوت زیادہ ہے، آکسیڈیشن کی مزاحمت زیادہ ہے، اور بلب پر کالی داغ کی تعداد کم ہے۔ لیکن یہ بھی ایک زیادہ حرارتی مقاومت کا عدد (۰.۰۰۵ /درجہ سینٹیگریڈ) اور زیادہ حرارتی توسیع کا عدد (۴.۳ /K) رکھتا ہے۔ ٹنگسٹن کے فلیمنٹ کی کارکردگی تقریباً ۱۲ lm/W ہوتی ہے اور ان کا عملی درجہ حرارت ۲۵۰۰ درجہ سینٹیگریڈ تک ہو سکتا ہے۔
ٹنگسٹن کو ایکس-رے ٹیوبز میں الیکٹرود کے طور پر اور کچھ کارکردگیوں میں برقی کنٹیکٹ کے مادے کے طور پر بھی استعمال کیا جاتا ہے۔
بلب کے فلیمنٹ کیسے بنائے جاتے ہیں؟
بلب کے فلیمنٹ کو استعمال کیے جانے والے مادے کے حساب سے مختلف طریقوں سے بنایا جاتا ہے۔ ان میں سے کچھ طریقے نیچے بیان کئے گئے ہیں:
کاربن
کاربن کے فلیمنٹ کو بامبو، کپاس کی دھاگی، کاغذ کا پلپ جیسے عضوی مواد کو غیر میلوکولی ماحول میں (۱۰۰۰-۱۵۰۰ درجہ سینٹیگریڈ) کاربنائز کرتے ہوئے بنایا جاتا ہے۔ کاربنائز شدہ مادہ کو پھر پتلی تاروں میں پھیلا کر کوئل کی شکل میں بنایا جاتا ہے۔
ٹینٹالم
ٹینٹالم کے فلیمنٹ کو پاوڈر متالرجی کی تکنیکوں سے بنایا جاتا ہے۔ ٹینٹالم کا پاوڈر کو بائنڈر کے ساتھ ملایا جاتا ہے اور راڈ یا تاروں کی شکل میں دبانا جاتا ہے۔ راڈ یا تاروں کو پھر (۲۰۰۰-۲۵۰۰ درجہ سینٹیگریڈ) کی بہت زیادہ درجہ حرارت پر خلاء یا غیر میلوکولی گیس کے ماحول میں سنٹر کیا جاتا ہے۔ سنٹر ہونے والے راڈ یا تاروں کو پھر پتلی تاروں میں پھیلا کر کوئل کی شکل میں بنایا جاتا ہے۔
ٹنگسٹن
ٹنگسٹن کے فلیمنٹ کو کئی مرحلوں سے بنایا جاتا ہے:
ٹنگسٹن کا کان کو وولفرامائٹ یا سچیلائٹ کے معدن سے نکالا جاتا ہے اور اسے ٹنگسٹک ایسڈ یا ایمونیم پارا ٹنگسٹیٹ میں تبدیل کیا جاتا ہے۔
تنگسٹک ایسڈ یا امونیم پارا تنگسٹ کو ہائیڈروجن گیس کے ساتھ کم کر کے تنگسٹن کا پاؤڈر بنایا جاتا ہے۔
تنگسٹن کا پاؤڈر کسی ملانت کے ساتھ ملا کر رود یا تاروں کی شکل دی جاتی ہے۔
رود یا تار 2000-3000°C کی بلند درجے حرارت پر خلاء یا غیر سرکش گیس کے ماحول میں پکائے جاتے ہیں۔
پکے ہوئے رود یا تار نرم (ہمر) کر کے پتلا کیے جاتے ہیں۔
نرم کیے گئے رود یا تار کو ہیرے کے دیہیز سے گزار کر بہت پتلے تار (10-50 مائیکرون) بنائے جاتے ہیں۔
پتلے تار کو ہائیڈروجن گیس میں 1000-1500°C کی درجے حرارت پر گرم کر کے ان کی مطابقت اور قوت بڑھائی جاتی ہے۔
گرم کیے گئے تار کو کوئلوں یا دوہرے کوئلوں میں لپیٹا جاتا ہے۔
فنکشنی روشنی کے بلب کے فوائد اور نقصانات کیا ہیں؟
فنکشنی روشنی کے بلب کے دوسرے قسم کے روشنی کے ذخائر، جیسے فلوریسنٹ لمپ، LED لمپ وغیرہ کے مقابلے میں کچھ فوائد اور نقصانات ہیں۔ ان میں سے کچھ نیچے درج کئے گئے ہیں:
فوائد
انہیں گرم سفید روشنی پیدا کرتے ہیں جس کا رنگ کا درجہ بہتر ہوتا ہے (CRI)۔
ان کا تیار کرنا اور استعمال کرنا سستا اور آسان ہے۔
ان کو آسانی سے کمزور کیا جا سکتا ہے بغیر ان کے رنگ کی درجہ حرارت کو متاثر کیے۔
ان کو کم ولٹیج اور فریکوئنسی پر بھی عمل کرنے کی صلاحیت ہوتی ہے بغیر کمانے کے۔
ان کی صدمے اور کنپن کو برداشت کرنے کی صلاحیت دیگر قسم کےلمب کے مقابلے میں زیادہ بہتر ہوتی ہے۔۔
نقصانات
ان کی کارکردگی (10-20 lm/W) دیگر قسم کے لمب (50-200 lm/W) کے مقابلے میں کم ہوتی ہے۔
ان کی عمر (1000-2000 گھنٹے) دیگر قسم کے لمب (10,000-50,000 گھنٹے) کے مقابلے میں کم ہوتی ہے۔
ان کو بہت زیادہ گرمی (90% توانائی گرمی کے طور پر ضائع ہوتی ہے) پیدا کرتے ہیں جس سے تبرید کی لاگت اور آگ کی خطرے بڑھ سکتے ہیں۔
ان کو دیگر قسم کے لمب کے مقابلے میں زیادہ بجلی کی ضرورت ہوتی ہے جس سے گرین گیس کی خارجیات اور ماحولی اثرات بڑھ سکتے ہیں۔
ان میں کچھ کمزور حصوں کی موجودگی ہوتی ہے جیسے کاچے کے بلب اور پتلے فلیمنٹ جو آسانی سے توڑ سکتے ہیں۔
نتیجہ
بلب کے فلیمنٹ فنکشنی روشنی کے بلب کے اہم حصے ہوتے ہیں جو بجلی کے سیال کے ذریعے گرم ہو کر روشنی پیدا کرتے ہیں۔ مختلف مواد جیسے کاربن، ٹینٹالم، اور تنگسٹن کو فلیمنٹ بنانے کے لیے استعمال کیا گیا ہے جن کی خصوصیات اور کارکردگی مختلف ہوتی ہیں۔ تنگسٹن آج کل سب سے زیادہ استعمال ہونے والا مواد ہے کیونکہ اس کا ذوب ہونے کا نقطہ بلند ہوتا ہے، کم بخار کا دباؤ، زیادہ مقاومت، زیادہ آکسیڈیشن کا مزاحمت، اور بلب پر کم کالی ہوئی کی خاصیت ہوتی ہے۔ تاہم، فنکشنی روشنی کے بلب کے کچھ نقصانات بھی ہیں، جیسے کم کارکردگی، کم عمر، زیادہ گرمی کا پیداوار، زیادہ بجلی کی ضرورت، اور کمزور حصوں کی موجودگی۔ اس لیے، ان کو زیادہ توانائی کے موثر اور ماحولی دوستانہ متبادل، جیسے فلوریسنٹ لمپ، LED لمپ وغیرہ کے ساتھ تبدیل کیا جا رہا ہے۔
بیانیہ: اصل کو تحفظ دے، اچھے مضامین شریک کرنے کے قابل ہیں، اگر کسی کے حقوق محفوظ نہ ہوں تو درخواست کریں تا حذف کیا جا سکے۔
