Materiais de Lámpadas: Unha Guía Completa

A lámpe é un dispositivo que produce iluminación usando un pavio empapado en material combustible ou outros instrumentos productores de luz como as lámpeas de gas e eléctricas. As lámpeas foron inventadas polo menos xa no 70.000 a.C. e evolucionaron ao longo do tempo para usar diferentes materiais e deseños. Neste artigo, exploraremos os varios tipos de materiais que se usan para construír unha lámpea, así como as súas propiedades e funcións.

Qué é un Material de Lámpea?

Un material de lámpea é calquera substancia que se usa para construír unha lámpea ou os seus compoñentes. Os materiais de lámpea poden clasificarse en dúas categorías principais: materiais aislantes e materiais conductores. Os materiais aislantes son aqueles que non permiten que pase a través deles unha corrente eléctrica, como o vidro, cerámicas e plásticos. Os materiais conductores son aqueles que permiten que a corrente eléctrica flua a través deles, como os metais e ligas.

Os materiais aislantes úsanse para formar a barrera ou a envolvente da lámpea, que protexe a fonte de luz de factores externos e inflúe na cor e na calidade da luz. Os materiais conductores úsanse para formar o filamento, o electrodo, o cable de entrada e a base ou a tapa final da lámpea, que proporcionan a conexión eléctrica e o soporte para a fonte de luz.

Tipo de Materiais de Lámpea

Hai moitos tipos de materiais de lámpea que se usan para diferentes fins e aplicacións. Algunhas das máis comúns son:

Vidro

O vidro é un material transparente que se fai de silice fundida ou sílice misturada con outras substancias. O vidro úsase amplamente como barrera ou envolvente para lámpeas, xa que pode resistir altas temperaturas e presións e pode darlles varias formas e cores. O vidro tamén pode transmitir luz con mínima perda ou distorsión, e pode ser quimicamente inerte e resistente á corrosión.

Algunhas dos tipos de vidro que se usan para lámpeas son:

• Vidro de sílex-sódico: Este é o tipo de vidro máis común, que ten un punto de fusión baixo e úsase para lámpeas de filamento. Contén aproximadamente 67% de sílice, xunto con óxido de sódio, óxido de calcio e outros aditivos.

• Vidro de sílex-alkalino con chumbo: Este é un tipo de vidro que ten unha maior resistividade eléctrica que o vidro de sílex-sódico, e úsase para a parte interior do bulbo de vidro. Contén óxido de chumbo, óxido de potasio e outros aditivos.

• Vidro de borosilicato: Este é un tipo de vidro que ten unha maior resistencia a temperaturas eléctrica e un coeficiente de expansión térmica menor que o vidro de sílex-sódico e úsase para lámpeas de maior potencia, como os proxectionadores de cinema. Contén óxido de boro, óxido de aluminio e outros aditivos.

• Vidro de sílex-alumínico: Este é un tipo de vidro que ten unha menor resistencia ao choque térmico que o vidro de borosilicato, pero un índice de refracción maior e úsase para lámpeas de baixa potencia con alta saída de luz. Contén alumínio, magnesia e outros aditivos.

• Cuarzo: Este é un tipo de vidro que se fai de sílice pura ou dióxido de silicio, que ten un punto de fusión moi alto e transparencia. Úsase para lámpeas de haloxeno de tungsteno, que funcionan a temperaturas moi altas. Contén só cantidades trazas de outros metais e grupos hidroxilo.

• Vidro resistente ao sodio: Este é un tipo de vidro que está especialmente deseñado para lámpeas de vapor de sodio, que producen luz intensa ionizando o vapor de sodio. O vapor de sodio ten unha forte propiedade reductora que pode causar un escurecemento rápido de vidros normais. O vidro resistente ao sodio contén cantidades pequenas de sílice ou outros óxidos facilmente reductores para evitar este efecto.

Cerámicas

As cerámicas son materiais non metálicos que se fan de arcilla ou outras substancias inorgánicas que se aquecen e endurecen. As cerámicas úsanse para lámpeas porque poden moldarse en varias formas e tamaños e poden ter diferentes propiedades ópticas, como a transparencia ou translucidez. As cerámicas tamén poden resistir altas temperaturas e presións e poden ser quimicamente estables e resistentes á corrosión.

Algunhas dos tipos de cerámicas que se usan para lámpeas son:

• Cerámicas policristalinas de óxidos metálicos: Estas son cerámicas que se fan de óxidos metálicos como alúmina, magnesia ou óxidos de terras raras, que se aquecen e sinterizan para formar corpos policristalinos. Estas cerámicas poden ser transparentes ou translúcidas dependendo da súa porosidade e tamaño de grano. Úsanse para lámpeas de alta presión como as lámpeas de vapor de sodio ou lámpeas de halogenuros metálicos, que requiren alta transmisión de luz.

• Cerámicas convencionais: Estas son cerámicas que se fan de arcilla ou outras substancias naturais que se mesturan con auga e dan forma desexada antes de cozer. Inclúen a porcelana e a steatite.

• Porcelana: Este é un tipo de cerámica que se fai de arcilla kaolínica mesturada con feldespato, cuarzo e outros aditivos. Ten boa resistencia mecánica, resistencia ao choque térmico, propiedade de aislamento eléctrico e resistencia á humidade. Úsase para facer bases ou tapas finais para lámpeas.

• Steatite: Este é un tipo de cerámica que se fai de talco mesturado con arcilla e outros aditivos. Ten mellores propiedades que a porcelana en termos de resistividade eléctrica, condutividade térmica, resistencia dieléctrica e estabilidade dimensional. Úsase para facer aislantes ou soportes para lámpeas.

Metal

O metal é un elemento ou liga que ten alta condutividade eléctrica e térmica. O metal úsase para lámpeas porque pode proporcionar conexión eléctrica e soporte para a fonte de luz, así como reflejar ou difundir luz dependendo do seu acabado de superficie. O metal tamén pode darlles varias formas e tamaños mediante fundición, forxado, mecanizado ou soldadura.

Algunhas dos tipos de metal que se usan para lámpeas son:

• Tungsteno: Este é un elemento que ten un punto de fusión moi alto (3422°C) e resistencia a tracción (1510 MPa). Úsase para facer filamentos para lámpeas incandescentes estirándoo en fíos finos e enroscándoos sobre mandríos de ferro ou molibdeno. Os filamentos de tungsteno teñen alta resistencia ao calor e à evaporación, pero tamén requiren alta voltaxe para funcionar.

• Molibdeno: Este é un elemento que ten un punto de fusión alto (2610°C) pero menor resistencia a tracción (638 MPa) que o tungsteno. Úsase para facer soportes ou cables de entrada para filamentos, así como electrodos para lámpeas de arco. O molibdeno ten un coeficiente de expansión similar a algúns tipos de vidro, o que permite formar selos apertados con eles.

• Níquel: Este é un elemento que ten un punto de fusión moderado (1455°C) e resistencia a tracción (758 MPa). Úsase para eletrizar componentes de ferro ou acero para aumentar a súa dureza e elasticidade. O níquel tamén ten alta resistencia á corrosión e oxidación. Úsase para facer cables de entrada ou tiras bimetálicas, para iniciadores.

• Aluminio: Este é un elemento que ten un punto de fusión baixo (660°C) pero alta resistencia a tracción (310 MPa). É tamén lixeiro (2,7 g/cm³) e non magnético. Ten alta resistencia á corrosión debido á fina capa de óxido na súa superficie. O aluminio está facilmente dispoñible e barato. Úsase para facer tapas ou reflectores para lámpeas.

• Acero: Esta é unha liga de ferro con carbono e outros elementos como manganeso ou cromo. O acero ten un punto de fusión variable (1370°C – 1530°C) dependendo da súa composición, pero alta resistencia a tracción (400 MPa – 2000 MPa). O acero tamén ten boa ductilidade e maleabilidade. A chapa de acero ten alta resistencia pero baixo custo comparado con outros metais. As chapas de acero poden ser laminadas a quente ou a frío, dependendo da súa espesor e acabado de superficie. As chapas de acero tamén poden recubrirse con esmalte de porcelana para mellorar a súa aparición ou resistencia á corrosión.

• Acero inoxidable: Esta é unha liga de ferro con crómio (12% – 30%) e outros elementos como níquel ou molibdeno. O acero inoxidable ten alta resistencia á corrosión debido á súa capa de óxido de crómio na súa superficie. O acero inoxidable tamén ten boas propiedades mecánicas como resistencia (515 MPa – 1035 MPa), dureza (95 HRB – 40 HRC), ductilidade (45% – 60%), tenacidade (100 J – 225 J), resistencia á fatiga (275 MPa – 690 MPa), resistencia á fluencia (35 MPa – 200 MPa), resistencia ao desgaste (0,04 g – 0,4 g), resistencia á abrasión (0,2 mm – 1 mm), resistencia á erosión (0,02 mm – 0,2 mm), resistencia á cavitación (0 mm – 0,05 mm), resistencia á picadura (0 mm – 0 mm), resistencia á corrosión intergranular (0 mm – 0 mm), resistência á corrosión galvánica (0 mV – +50 mV), resistencia á corrosión por fretting (0 mg – <1 mg), resistencia á embrittlement por hidróxeno (>100 MPa), resistencia á fractura por estrés sulfuroso (>100 MPa), resistencia á carburización (>100 MPa), resistencia á nitridación (>100 MPa), resistencia á oxidación (>1000°C), resistencia á sulfidación (>800°C), resistencia á carburización (>800°C), resistencia á nitridación (>800°C), resistencia á decarburización (>800°C), resistencia á escamación (>800°C), resistencia á descamación (>800°C), resistencia ao embrittlement (>800°C) e resistencia ao choque térmico (>800°C). O acero inoxidable úsase para luminarias, especialmente as exteriores, onde hai posibilidade de expoñerse a atmosferas corrosivas.

• Cobre: Este é un elemento que ten alta condutividade eléctrica (59,6 MS/m) e térmica (401 W/mK). O cobre tamén é dúctil e maleable e pode darlles varias formas facilmente. O cobre úsase para conductores, como barras de bus, equipos de maniobra e cables de