Lampe materialer: En omfattende guide

Lampe er et enhet som produserer lys ved hjelp av en lunte som er bløtet i brennbart materiale eller andre lysproduserende instrumenter som gass- og elektriske lamper. Lamper ble oppfunnet minst så tidlig som 70 000 f.Kr. og har utviklet seg over tid for å bruke ulike materialer og design. I denne artikkelen vil vi utforske de ulike typene materialer som brukes til å bygge en lampe, og deres egenskaper og funksjoner.

Hva er et lampemateriale?

Et lampemateriale er ethvert stoff som brukes til å konstruere en lampe eller dens komponenter. Lampematerialer kan deles inn i to hovedkategorier: isolerende materialer og ledende materialer. Isolerende materialer er de som ikke lar en elektrisk strøm passere gjennom dem, som glass, keramikk og plast. Ledende materialer er de som lar elektrisk strøm flyte gjennom dem, som metaller og legeringer.

Isolerende materialer brukes til å danne barriéren eller omslutningen av lampen, som beskytter lyskilden mot eksterne faktorer og påvirker fargen og kvaliteten på lyset. Ledende materialer brukes til å danne filamentet, elektroden, ledningsledningen og bunnen eller endekappen av lampen, som gir elektrisk kobling og støtte for lyskilden.

Typer av lampematerialer

Det finnes mange typer lampematerialer som brukes for ulike formål og applikasjoner. Noen av de mest vanlige er:

Glass

Glass er et gjennomsiktig materiale som er laget av smeltet sand eller silika blanda med andre stoffer. Glass brukes vidt for som barriere eller omslutning for lamper, da det kan tåle høye temperaturer og trykk og kan formeres i ulike former og farger. Glass kan også overføre lys med minimal tap eller forvrengning, og kan være kjemisk inert og motstandsdyktig mot korrosjon.

Noen av typene glass som brukes for lamper er:

• Soda-lime-silikatglass: Dette er den vanligste typen glass, som har et lavt smeltepunkt og brukes for filamentlamper. Det inneholder ca. 67% silika, sammen med natriumoksid, kalsiumoksid og andre tilsetninger.

• Bly-alkalibasert silikatglass: Dette er en type glass som har en høyere elektrisk motstand enn soda-lime-glass, og brukes for den indre delen av glødelampen. Det inneholder blyoksid, potasiumoksid og andre tilsetninger.

• Borosilicatglass: Dette er en type glass som har høyere temperaturmotstand og lavere termisk utvidelsesfaktor enn soda-kalkglass, og brukes for lampar med høyere effekt, slik som biokino-prosjektorer. Det inneholder boronoksid, aluminiumoksid og andre tilsetningsstoffer.

• Alumina silikatglass: Dette er en type glass som har lavere motstand mot termiske sjokk enn borosilicatglass, men høyere brytningsindeks, og brukes for lampar med lav effekt, men høy lysutbytte. Det inneholder alumina, magnesia og andre tilsetningsstoffer.

• Kvartse: Dette er en type glass laget av ren silika eller silisiumdioxid, som har veldig høy smeltepunkt og gjennomsiktighet. Det brukes for tungsten halogen lampar, som opererer ved veldig høye temperaturer. Det inneholder bare sporemessige mengder av andre metaller og hydroxylgrupper.

• Sodiumbestandig glass: Dette er en type glass som er spesielt designet for natriumdampslampar, som produserer intensivt lys ved å ionisere natriumdamp. Natriumdamp har en kraftig reduserende egenskap som kan føre til rask mørklagring av vanlig glass. Sodiumbestandig glass inneholder små mengder silika eller andre lett reduserbare oksider for å unngå dette effekten.

Keramikk

Keramikk er ikke-metalliske materialer som lages av leire eller andre organiske stoffer som blir varmet og hardet. Keramikk brukes for lampar fordi den kan formes i ulike former og størrelser og kan ha forskjellige optiske egenskaper, som gjennomsiktighet eller translusens. Keramikk kan også tåle høye temperaturer og trykk, og kan være kjemisk stabil og resistente mot korrosjon.

Noen av de typer keramikk som brukes for lampar er:

• Polycrystalline metalloksidkeramikk: Dette er keramikk som lages av metalleoksider som alumina, magnesia eller seldne jordoksider, som blir varmet og sintert for å danne polycrystalline legemer. Denne keramikken kan være gjennomsiktig eller translusent avhengig av porositet og kornstørrelse. Den brukes for høytrykkslampar som natriumdampslampar eller metallhalidelampar, som krever høy lysgjennomslipp.

• Konvensjonell keramikk: Dette er keramikk som lages av leire eller andre naturlige stoffer som blandes med vann og formes inn i ønskede former før fyring. De inkluderer porselein og steatit.

• Porselein: Dette er en type keramikk som lages av kaolinleire blanda med feldspar, kvarts og andre tilsetningsstoffer. Den har god mekanisk styrke, motstand mot termiske sjokk, elektrisk isolasjonsegenskaper og fuktighetsmotstand. Den brukes til å lage baser eller endekapper for lampar.

• Steatit: Dette er en type keramikk som lages av talk blanda med leire og andre tilsetningsstoffer. Den har bedre egenskaper enn porselein når det gjelder elektrisk resistivitet, termisk ledningsevne, dielektrisk styrke og dimensjonell stabilitet. Den brukes til å lage isolatorer eller støtter for lampar.

Metal

Metall er et element eller en legering som har høy elektrisk og termisk ledningsevne. Metall brukes i lamper fordi det kan gi elektrisk tilkobling og støtte for lyskilden, samt reflektere eller diffusere lys avhengig av overflatesluttet. Metall kan også formes til ulike former og størrelser ved gjøting, hamring, bearbeiding eller svetting.

Noen av typene metall som brukes i lamper er:

• Wolfram: Dette er et element med veldig høy smeltepunkt (3422°C) og straalesterkte (1510 MPa). Det brukes til å lage filamenter for glødelys ved å trekke det ut i tynne tråder og rulle dem rundt jern- eller molybdenmandrer. Wolframfilamenter har høy motstand mot varme og fordampning, men de krever også høy spenningsforskjell for å fungere.

• Molybden: Dette er et element med høyt smeltepunkt (2610°C), men lavere straalesterkte (638 MPa) enn wolfram. Det brukes til å lage støtter eller ledetråder for filamenter, samt elektroder for buelamper. Molybden har en liknende utvidelseskoeffisient som noen typer glas, noe som tillater det å danne tette forsegling med dem.

• Nikkel: Dette er et element med moderat smeltepunkt (1455°C) og straalesterkte (758 MPa). Det brukes til å galvanisere jern- eller stålkomponenter for å øke deres hardhet og elastisitet. Nikkel har også høy motstand mot korrosjon og oksidasjon. Det brukes til å lage ledetråder eller tometallsstriper, blant annet for startere.

• Aluminium: Dette er et element med lavt smeltepunkt (660°C), men høy straalesterkte (310 MPa). Det er også lettvekt (2,7 g/cm³) og ikke-magnetisk. Aluminium har høy korrosjonsmotstand på grunn av den tynne oksidlaget på overflaten. Aluminium er lett tilgjengelig og billig. Det brukes til å lage kapsler eller reflektor for lamper.

• Stål: Dette er en legering av jern med karbon og andre elementer som mangang eller krom. Ståls smeltepunkt varierer (1370°C – 1530°C) avhengig av sammensetningen, men har høy straalesterkte (400 MPa – 2000 MPa). Stål har også god deformasjonevne og formbarhet. Stålskjerm har høy styrke, men lav kostnad sammenlignet med andre metaller. Stålskjerm kan være varmerullet eller kaldrullet, avhengig av tykkelse og overflatesluttet. Stålskjerm kan også belages med porcelæns-emalje for å forbedre utseendet eller korrosjonsmotstanden.

• Rostfritt stål: Dette er en legering av jern med krom (12% – 30%) og andre elementer som nikkel eller molybden. Rostfritt stål har høy korrosjonsmotstand på grunn av dens kromoksidlag på overflaten. Rostfritt stål har også gode mekaniske egenskaper som styrke (515 MPa – 1035 MPa), hardhet (95 HRB – 40 HRC), deformasjonevne (45% – 60%), tøffhet (100 J – 225 J), trethetsmotstand (275 MPa – 690 MPa), krypingstilstand (35 MPa – 200 MPa), slitasjemotstand (0,04 g – 0,4 g), nedslemmingstilstand (0,2 mm – 1 mm), erosjonstilstand (0,02 mm – 0,2 mm), kavitasjonstilstand (0 mm – 0,05 mm), pittingstilstand (0 mm – 0 mm), spenningskorrosjonssprøytemotstand (0 mm – 0 mm), intergranulær korrosjonsmotstand (0 mm – 0 mm), galvanisk korrosjonsmotstand (0 mV – +50 mV), frettingkorrosjonsmotstand (0 mg – <1 mg), hydrogenembrittlementsmotstand (>100 MPa), sulfidstresskorrosjonsmotstand (>100 MPa), karburisasjonsmotstand (>100 MPa), nitridingstilstand (>100 MPa), oksidasjonsmotstand (>1000°C), sulfidasjonstilstand (>800°C), karburisasjonsmotstand (>800°C), nitridingstilstand (>800°C), dekarburisasjonsmotstand (>800°C), skallingstilstand (>800°C), avskalingstilstand (>800°C), embrittlementstilstand (>800°C), og termisk sjokkmotstand (>800°C). Rostfritt stål brukes for lysarmatur, spesielt utenfor, hvor det er risiko for eksponering for korrosive atmosfærer.

Kobber: Dette er et grunnstoff som har høy elektrisk ledningsevne (59,6 MS/m) og varmeledningsevne (401 W/mK). Kobber er også dekningsdyktig og formbar, og kan lett formeres til ulike former. Kobber brukes for ledere, som busbarer, bryterutstyr, og inngangstråder, samt elektroder for buepærer. Kobber har også god korrosjonsmotstand, spesielt mot sjøvann.

• Ikke-ferriske legeringer: Disse er legeringer som ikke inneholder jern som hovedkomponent, som bronse, messing eller lodd.

• Bronse: Dette er en legering av kobber og tenn, med varierte proporsjoner av andre stoffer som sink eller fosfor. Bronse har gode mekaniske egenskaper, som styrke (200 MPa – 1200 MPa), hardhet (60 HB – 250 HB), dekningsdyktighet (3% – 40%) og motstandskraft (25 J – 200 J). Bronse har også god korrosjonsmotstand, spesielt mot sjøvann og sur løsninger. Bronse brukes for spesielle lysskinner som har en attraktiv fargeoppførsel.

• Messing: Dette er en legering av kobber og sink, med varierte proporsjoner av andre stoffer som bly eller nikkel. Messing har gode mekaniske egenskaper, som styrke (200 MPa – 900 MPa), hardhet (50 HB – 200 HB), dekningsdyktighet (10% – 50%) og motstandskraft (30 J – 150 J). Messing har også god korrosjonsmotstand, spesielt mot sjøvann og alkaliske løsninger. Messing brukes for spesielle lysskinner som har en attraktiv fargeoppførsel.

• Lodd: Dette er en legering av tenn og bly, med varierte proporsjoner av andre stoffer som sølv eller antimon. Lodd har lav smeltepunkt (183°C – 232°C) og høy vettbarhet, noe som betyr at det lett kan klynge til metallflater. Lodd brukes til å forbinder metallkomponenter ved å smelte og solidifisere dem. Lodd brukes i enden av lampens sokkel for elektrisk forbindelse.

• Gettermateriale: Dette er et materiale som brukes til å absorbere gassurettheter som produseres inni lampen under drift, da disse kan senke lampens ytelse. Gassuretthetene inkluderer oksygen, karbonmonoksid, kolsyd, kvæve, hydrogen, vannånd og andre. Gettermateriale kan være i form av plater, tråd eller overflatebelag og kan aktiveres ved oppvarming eller eksponering for ultralyset. Noen av gettermaterialene som brukes for lamper, er:

• Barium: Dette er et grunnstoff som har høy affinitet for oksygen og kvæve og kan danne stabile forbindelser med dem. Barium brukes som metallisk gettermateriale for glødetrådlamper og fluorescerende lamper.

• Tantal: Dette er et grunnstoff som har høy affinitet for oksygen og kvæve og kan danne stabile forbindelser med dem. Tantal brukes som metallisk gettermateriale for tungstenhalogenlamper og metallhalidlamper.

• Titan: Dette er et grunnstoff som har høy affinitet for oksygen og kvæve og kan danne stabile forbindelser med dem. Titan brukes som metallisk gettermateriale for natriumdamplamper og kvikksøvlamper.

• Niob: Dette er et grunnstoff som har høy affinitet for oksygen og kvæve og kan danne stabile forbindelser med dem. Niob brukes som metallisk gettermateriale for natriumdamplamper og kvikksøvlamper.

• Zirkonium: Dette er et grunnstoff som har høy affinitet for oksygen og kvæve og kan danne stabile forbindelser med dem. Zirkonium brukes som metallisk gettermateriale for natriumdamplamper og metallhalidlamper.

• Barium-tantal-titanlegering: Dette er en legering av barium, tantal og titan som har høy affinitet for oksygen og kvæve og kan danne stabile forbindelser med dem. Denne legeringen brukes som metallisk gettermateriale for natriumdamplamper og metallhalidlamper.

• Rødt fosfor: Dette er et ikke-metallisk grunnstoff som har høy affinitet for oksygen og vannånd og kan danne stabile forbindelser med dem. Rødt fosfor brukes som ikke-metallisk gettermateriale for glødetrådlamper og fluorescerende lamper.

Konklusjon

Lampematerialer er stoffer som brukes til å konstruere lamper eller deres komponenter. De kan deles inn i isolerende materialer og ledende materialer, avhengig av deres elektriske egenskaper. Isolerende materialer brukes til å danne barriere eller omhylning for lampen, mens ledende materialer brukes til å danne elektrisk forbindelse og støtte for lyskilde. Noen av de vanlige lampematerialene er glass, keramikk, metall og gettermaterialer. Hvert av disse materialene har forskjellige egenskaper og funksjoner som påvirker lampens ytelse og utseende. Ved å forstå typer og karakteristika ved lampematerialer, kan en velge det beste materialet for en spesifikk lampetilpassing eller -design.

Erklæring: Respektér den opprinnelige teksten, gode artikler er verdt å deles, hvis det foreligger overtredelse av rettigheter, vennligst kontakt oss for sletting.