Lamp Materials: Úplný průvodce

Lampa je zařízení, které vytváří osvětlení pomocí doutnáku nasáklého v hořlavém materiálu nebo jiných světelných přístrojů, jako jsou plynné a elektrické lampy. Lampa byla vynalezena alespoň již před 70 000 lety př. n. l. a během času se vyvíjela s použitím různých materiálů a designů. V tomto článku si probereme různé typy materiálů, které se používají k výrobě lampy, a jejich vlastnosti a funkce.

Co je materiál lampy?

Materiál lampy je jakýkoli materiál, který se používá k výrobě lampy nebo jejích komponent. Materiály lamp lze rozdělit do dvou hlavních kategorií: izolační materiály a vodiče. Izolační materiály jsou ty, které nepovolují průchod elektrickým proudem, jako jsou sklo, keramika a plast. Vodiče jsou materiály, které umožňují průchod elektrického proudu, jako jsou kovy a slitiny.

Izolační materiály se používají k vytvoření bariéry nebo obalové části lampy, která chrání zdroj světla před vnějšími faktory a ovlivňuje barvu a kvalitu světla. Vodiče se používají k vytvoření doutnáku, elektrody, vedoucí dráty a základny nebo konečné čepice lampy, které poskytují elektrické spojení a podporu pro zdroj světla.

Typy materiálů lamp

Existuje mnoho typů materiálů lamp, které se používají pro různé účely a aplikace. Některé z nejčastějších jsou:

Sklo

Sklo je průhledný materiál, který se vyrábí z roztaveného písku nebo křemíku smíchaného s jinými látkami. Sklo se široce používá jako bariéra nebo obal pro lampy, protože může odolat vysokým teplotám a tlakům a může být tvarováno do různých forem a barev. Sklo může také přenášet světlo s minimálními ztrátami nebo zkreslením a může být chemicky inertní a odolné proti korozi.

Některé typy skla, které se používají pro lampy, jsou:

• Soda-lime silikátové sklo: Toto je nejčastější typ skla, který má nízkou teplotu tavení a používá se pro filamentové lampy. Obsahuje asi 67% křemíku, spolu s oxidem sodíku, oxidem vápenatým a dalšími přísadami.

• Olověně-alkalické silikátové sklo: Tento typ skla má vyšší elektrickou odpor než soda-lime sklo a používá se pro vnitřní část baňkového skla. Obsahuje olovnatý oxid, oxid draselný a další přísady.

• Borosilikátové sklo: Tento typ skla má vyšší teplotní odpor a nižší tepelný roztažný koeficient než soda-lime sklo a používá se pro lampy s vyšší výkonem, jako jsou filmové projektoře. Obsahuje borický oxid, hliníkový oxid a další přísady.

• Hliník-silikátové sklo: Tento typ skla má nižší odolnost proti tepelnému šoku než borosilikátové sklo, ale vyšší lomový index a používá se pro lampy s nízkým výkonem a vysokým výkonem světla. Obsahuje hliník, hořčík a další přísady.

• Křemen: Tento typ skla se vyrábí z čistého křemíku nebo oxidu křemičitého, který má velmi vysokou teplotu tavení a průhlednost. Používá se pro tungsténové halogenní lampy, které pracují při velmi vysokých teplotách. Obsahuje pouze stopové množství jiných kovů a hydroxylských skupin.

• Sodíkodotržlivé sklo: Tento typ skla je speciálně navržen pro sodíkové parové lampy, které produkují intenzivní světlo ionizací sodíkové páry. Sodíková pára má silnou redukční vlastnost, která může způsobit rychlé zčernalí normálního skla. Sodíkodotržlivé sklo obsahuje malé množství křemíku nebo jiných snadno redukčních oxidů, aby tento efekt zabránilo.

Keramika

Keramika jsou netělné materiály, které se vyrábějí z hlíny nebo jiných anorganických látek, které se ohřívají a tvrdí. Keramiku se používá pro lampy, protože se dá tvarovat do různých tvarů a rozměrů a může mít různé optické vlastnosti, jako je průhlednost nebo poloprůhlednost. Keramika může také odolat vysokým teplotám a tlakům a může být chemicky stabilní a odolná proti korozi.

Některé typy keramiky, které se používají pro lampy, jsou:

• Polokrystalické kovové oxidové keramiky: Tyto keramiky se vyrábějí z kovových oxidů, jako je hliník, hořčík nebo vzácně zeminové oxidy, které se ohřívají a sinterují k vytvoření polokrystalických těles. Tyto keramiky mohou být průhledné nebo poloprůhledné v závislosti na porozitě a velikosti zrn. Používají se pro vysokotlaké lampy, jako jsou sodíkové parové lampy nebo kovové halidové lampy, které vyžadují vysokou přenosnost světla.

• Tradiční keramiky: Tyto keramiky se vyrábějí z hlíny nebo jiných přírodních látek, které se míchají s vodou a tvarují do požadovaných forem před ohřevem. Zahrnují porcelán a steatit.

• Porcelán: Tento typ keramiky se vyrábí z kaolinové hlíny smíchané s feldsparem, křemenem a dalšími přísadami. Má dobré mechanické pevnosti, tepelnou odolnost, elektrickou izolační vlastnost a odolnost proti vlhkosti. Používá se k výrobě základen nebo konečných čepic lamp.

• Steatit: Tento typ keramiky se vyrábí z talku smíchaného s hlínou a dalšími přísadami. Má lepší vlastnosti než porcelán v oblasti elektrického odporu, tepelné vodivosti, dielektrické síly a rozměrové stability. Používá se k výrobě izolátorů nebo nosných částí lamp.

Kov

Kov je prvek nebo slitina s vysokou elektrickou a tepelnou vodivostí. Kov se používá pro lampy, protože může poskytnout elektrické spojení a podporu pro zdroj světla, stejně jako odrazit nebo rozptylit světlo v závislosti na povrchové úpravě. Kov může být tvarován do různých forem a rozměrů lisováním, kováním, obráběním nebo svařováním.

Některé typy kovů, které se používají pro lampy, jsou:

• Wolfram: Toto je prvek s velmi vysokou teplotou tavení (3422°C) a tahovou pevností (1510 MPa). Používá se k výrobě filamentů pro zářivkové lampy tím, že se táhne do tenkých drátů a otáčí kolem železných nebo molibdenových mandrelů. Wolframové filtry mají vysokou odolnost proti teplu a vypařování, ale vyžadují vysoké napětí k provozu.

• Molibden: Toto je prvek s vysokou teplotou tavení (2610°C), ale nižší tahovou pevností (638 MPa) než wolfram. Používá se k výrobě podpěr nebo vedoucích drátů pro filtry, stejně jako elektrod pro obloukové lampy. Molibden má podobný koeficient rozpínání jako některé typy skla, což umožňuje vytvářet s nimi těsné spoje.

• Nikel: Toto je prvek s střední teplotou tavení (1455°C) a tahovou pevností (758 MPa). Používá se k elektrolytickému pokovování železných nebo ocelových součástí, aby se zvýšila jejich tvrdost a pružnost. Nikl má také vysokou odolnost proti korozi a oxidaci. Používá se k výrobě vedoucích drátů nebo dvojkovových pásových zapalovačů.

• Hliník: Toto je prvek s nízkou teplotou tavení (660°C), ale vysokou tahovou pevností (310 MPa). Je také lehký (2,7 g/cm³) a ne-magnetický. Má vysokou odolnost proti korozi díky tenké oxidové vrstvě na povrchu. Hliník je snadno dostupný a levný. Používá se k výrobě čepic nebo reflektorů pro lampy.

• Ocel: Toto je slitina železa s uhlíkem a dalšími prvky, jako je mangán nebo chrom. Ocel má proměnnou teplotu tavení (1370°C – 1530°C) v závislosti na složení, ale vysokou tahovou pevnost (400 MPa – 2000 MPa). Ocel má také dobré tažné a tvarovací vlastnosti. Ocelové plechy mají vysokou pevnost, ale nízkou cenu v porovnání s jinými kovy. Ocelové plechy mohou být teple tavené nebo studeně tavené, v závislosti na jejich tloušťce a povrchové úpravě. Ocelové plechy mohou být také pokryty porcelánovým emalí pro zlepšení vzhledu nebo odolnosti proti korozi.

• Nerezová ocel: Toto je slitina železa s chromem (12% – 30%) a dalšími prvky, jako je nikl nebo molibden. Nerezová ocel má vysokou odolnost proti korozi díky své oxidové vrstvě chromu na povrchu. Nerezová ocel má také dobré mechanické vlastnosti, jako je pevnost (515 MPa – 1035 MPa), tvrdost (95 HRB – 40 HRC), tažnost (45% – 60%), trpnost (100 J – 225 J), unáhlení (275 MPa – 690 MPa), kroužková trpnost (35 MPa – 200 MPa), opotřebení (0,04 g – 0,4 g), odírání (0,2 mm – 1 mm), eroze (0,02 mm – 0,2 mm), kavitace (0 mm – 0,05 mm), pitting (0 mm – 0 mm), mezigranulární koroze (0 mm – 0 mm), galvanická koroze (0 mV – +50 mV),