Lampe Materialer: En Komplet Guide
En lampe er en enhed, der producerer lys ved at bruge en tråd, der er indtrængt i brandbare materialer, eller andre lysproducerende instrumenter som gas- og elektriske lamper. Lamper blev opfundet mindst så tidligt som 70.000 f.Kr. og har udviklet sig over tid til at bruge forskellige materialer og design. I denne artikel vil vi udforske de forskellige typer af materialer, der anvendes til at bygge en lampe, samt deres egenskaber og funktioner.
Hvad er et lampematerial?
Et lampematerial er ethvert stof, der anvendes til at konstruere en lampe eller dens komponenter. Lampematerialer kan inddeles i to hovedkategorier: isolerende materialer og ledende materialer. Isolerende materialer er dem, der ikke tillader en elektrisk strøm at passere gennem dem, som glas, keramik og plastik. Ledende materialer er dem, der tillader elektrisk strøm at flyde gennem dem, som metaller og legeringer.
Isolerende materialer bruges til at danne barrieren eller omslutningen af lampen, som beskytter lyskilden mod eksterne faktorer og påvirker farven og kvaliteten af lyset. Ledende materialer bruges til at danne filamentet, elektroden, indledningsledningen og basen eller endekappen af lampen, som giver den elektriske forbindelse og støtte til lyskilden.
Typer af lampematerialer
Der findes mange typer af lampematerialer, der anvendes til forskellige formål og anvendelser. Nogle af de mest almindelige er:
Glas
Glas er et gennemsigtigt material, der er lavet af smeltet sand eller silicium, blandet med andre stoffer. Glas anvendes bredt som barrier eller omslutning for lamper, da det kan klare høje temperaturer og tryk og kan formes i forskellige former og farver. Glas kan også transmittere lys med minimal tab eller forvrængning, og kan være kemisk inert og resistiv over for korrosion.
Nogle af de typer glas, der anvendes til lamper, er:
Soda-kalk-silikatglas: Dette er den mest almindelige type glas, som har et lavt smeltepunkt og bruges til filamentlamper. Det indeholder omkring 67% silicium, sammen med natriumoksid, kalciumoksid og andre tilsætningsstoffer.
Bly-alkali-silikatglas: Dette er en type glas, der har en højere elektrisk spændingsmodstand end soda-kalk-glas, og bruges til den indre del af pærens glas. Det indeholder blyoksid, kaliumoksid og andre tilsætningsstoffer.
Borosilikatglas: Dette er en type glas, der har en højere temperatur spændingsmodstand og en lavere termisk udvidelseskoefficient end soda-kalk-glas og bruges til højere effekt lamper, som biografsprojektorer. Det indeholder boronoksid, aluminiumoksid og andre tilsætningsstoffer.
Alumina silikatglas: Dette er en type glas, der har en lavere termisk chokresistens end borosilikatglas, men en højere brydningsindeks og bruges til lav effekt lamper med høj lysudbytte. Det indeholder alumina, magnesia og andre tilsætningsstoffer.
Kvarts: Dette er en type glas, der er lavet af rent siliciumdioxid, som har et meget højt smeltepunkt og gennemsigtighed. Det bruges til tungsten halogen lamper, der opererer ved meget høje temperaturer. Det indeholder kun sparsomme mængder af andre metaller og hydroxylgrupper.
Natriumbestandigt glas: Dette er en type glas, der er specielt designet til natriumdampslamper, der producerer intens lys ved at ionisere natriumdamp. Natriumdamp har en kraftfuld reduktionsfrembringer, der kan forårsage hurtig sortning af normale glas. Natriumbestandigt glas indeholder små mængder silicium eller andre let reducerbare oxider for at forhindre dette effekt.
Keramik
Keramik er ikke-metalliske materialer, der er lavet af ler eller andre inorganiske stoffer, der bliver opvarmet og hårdnet. Keramik bruges til lamper, fordi den kan formes i forskellige former og størrelser og kan have forskellige optiske egenskaber, som gennemsigtighed eller transluscens. Keramik kan også klare høje temperaturer og tryk og kan være kemisk stabil og resistiv over for korrosion.
Nogle af de typer keramik, der anvendes til lamper, er:
Polykristalline metaloksidekeramik: Dette er keramik, der er lavet af metaloksid som alumina, magnesia eller sjældne jordoksid, som bliver opvarmet og sinteret for at danne polykristalline legemer. Disse keramikker kan være gennemsigtige eller transluscente, afhængigt af deres porositet og kornstørrelse. De bruges til højtrykslamper som natriumdampslamper eller metalhalidlamper, som kræver høj lystransmission.
Konventionelle keramik: Dette er keramik, der er lavet af ler eller andre naturlige stoffer, der bliver blandet med vand og formet i ønskede former, før de bliver brændt. De inkluderer porcelæn og steatit.
Porcelæn: Dette er en type keramik, der er lavet af kaolin ler blandet med feldspar, kvarts og andre tilsætningsstoffer. Den har god mekanisk styrke, termisk chokresistens, elektrisk isoleringsegenskaber og fugtighedsresistens. Den bruges til at lave baser eller endekapper til lamper.
Steatit: Dette er en type keramik, der er lavet af talk blandet med ler og andre tilsætningsstoffer. Den har bedre egenskaber end porcelæn i forhold til elektrisk spændingsmodstand, termisk ledning, dielektrisk styrke og dimensionsstabilitet. Den bruges til at lave isolatorer eller støtter til lamper.
Metal
Metal er et element eller en legering, der har høj elektrisk ledning og termisk ledning. Metal bruges til lamper, fordi det kan give elektrisk forbindelse og støtte til lyskilden, samt reflektere eller diffusere lys afhængigt af dens overfladebehandling. Metal kan også formes i forskellige former og størrelser ved gysning, forgning, maskinering eller svinding.
Nogle af de typer metal, der anvendes til lamper, er:
Wolfram: Dette er et element, der har et meget højt smeltepunkt (3422°C) og trækstyrke (1510 MPa). Det bruges til at lave filamenter til glødende lamper ved at drage det ind i tynde tråde og vinde dem rundt om jern eller molybden mandrer. Wolframfilamenter har høj resistens mod varme og fordampning, men de kræver også høj spænding for at fungere.
Molybdæn: Dette er et element, der har et højt smeltepunkt (2610°C), men lavere trækstyrke (638 MPa) end wolfram. Det bruges til at lave støtter eller indledningsledninger til filamenter, samt elektroder til buelamper. Molybdæn har en lignende udvidelseskoefficient som nogle typer glas, hvilket gør, at det kan danne tætte forsegling med dem.
Nikkel: Dette er et element, der har et moderat smeltepunkt (1455°C) og trækstyrke (758 MPa). Det bruges til at elektroplater jern eller stålkomponenter for at øge deres hårdehed og elasticitet. Nikkel har også høj resistens mod korrosion og oxidation. Det bruges til at lave indledningsledninger eller bimetalliske striber, til startere.
Aluminium: Dette er et element, der har et lavt smeltepunkt (660°C), men høj trækstyrke (310 MPa). Det er også let (2,7 g/cm3) og ikke-magnetisk. Det har høj korrosionsresistens på grund af den tynde oxidlag på overfladen. Aluminium er nemt tilgængeligt og billigt i prisen. Det bruges til at lave kapper eller reflekterende dele til lamper.
Stål: Dette er en legering af jern med kulstof og andre elementer som mangan eller krom. Stål har et variabelt smeltepunkt (1370°C – 1530°C) afhængigt af dens sammensætning, men høj trækstyrke (400 MPa – 2000 MPa). Stål har også god deformationsdygtighed og formbarhed. Stålskive har høj styrke, men lav pris i forhold til andre metaller. Stålskiver kan være varmerullet eller kolde-rullet, afhængigt af deres tykkelse og overfladebehandling. Stålskiver kan også beklædes med porcelæns-emalje for at forbedre deres udseende eller korrosionsresistens.
Rostfrit stål: Dette er en legering af jern med krom (12% – 30%) og andre elementer som nikkel eller molybdæn. Rostfrit stål har høj korrosionsresistens på grund af dets kromoxidlag på overfladen. Rostfrit stål har også gode mekaniske egenskaber som styrke (515 MPa – 1035 MPa), hårdehed (95 HRB – 40 HRC), deformationsdygtighed (45% – 60%), tøffhed (100 J – 225 J), træthedsmodstand (275 MPa – 690 MPa), krypmodstand (35 MPa – 200 MPa), slidmodstand (0,04 g – 0,4 g), erosionmodstand (0,2 mm – 1 mm), erosionmodstand (0,02 mm – 0,2 mm), hullingsmodstand (0 mm – 0,05 mm), pitsmodstand (0 mm – 0 mm), spændingskorrosionsknækningmodstand (0 mm – 0 mm), intergranulær korrosionsmodstand (0 mm – 0 mm), galvanisk korrosionsmodstand (0 mV – +50 mV), fretting korrosionsmodstand (0 mg – <1 mg), brintembrittlementmodstand (>100 MPa), sulfidstressknækningmodstand (>100 MPa), karburiseringsmodstand (>100 MPa), nitridningsmodstand (>100 MPa), oxidationsmodstand (>1000°C), sulfidationsmodstand (>800°C), karburiseringsmodstand (>800°C), nitridningsmodstand (>800°C), decarburiseringsmodstand (>800°C), skalingmodstand (>800°C), splittelsesmodstand (>800°C), embrittlementmodstand (>800°C), og termisk chokmodstand (>800°C). Rostfrit stål bruges til lysarmaturer, især udenfor, hvor der er en chance for udsættelse for korrosive atmosfærer.
Kobber: Dette er et element, der har høj elektrisk ledning (59,6 MS/m) og termisk ledning (401 W/mK). Kobber er også deformationsdygtigt og formbart og kan let formes i forskellige former. Kobber bruges til ledere, som buslejer,
