Матеріали для ламп: Всесторонній довідник
Лампа - це пристрій, який створює освітлення за допомогою використання витяжки, пропитаної горючим матеріалом, або інших світлових приладів, таких як газові та електричні лампи. Лампи були винайдені щонайменше 70 000 років тому і з часом еволюціонували, використовуючи різні матеріали та дизайн. У цій статті ми розглянемо різні типи матеріалів, які використовуються для побудови лампи, а також їх властивості та функції.
Що таке матеріал лампи?
Матеріал лампи - це будь-яка речовина, яка використовується для побудови лампи або її компонентів. Матеріали для ламп можна поділити на дві основні категорії: ізоляційні матеріали та провідні матеріали. Ізоляційні матеріали - це такі, які не дозволяють електричний струм проходити через них, такі як скло, кераміка та пластмаси. Провідні матеріали - це такі, які дозволяють електричний струм протікати через них, наприклад, металами та сплавами.
Ізоляційні матеріали використовуються для формування бар'єру або корпусу лампи, який захищає джерело світла від зовнішніх факторів та впливає на колір та якість світла. Провідні матеріали використовуються для формування ниті, електроду, вводного дроту та підстави або заглушини лампи, які забезпечують електричне з'єднання та підтримку для джерела світла.
Типи матеріалів для ламп
Існує багато типів матеріалів для ламп, які використовуються для різних цілей та застосувань. Найпоширеніші з них:
Скло
Скло - це прозорий матеріал, який виготовляється з розплавленого піску або кремнію, змішаних з іншими речовинами. Скло широко використовується як бар'єр або корпус для ламп, оскільки воно може витримувати високі температури та тиски та може бути сформоване у різні форми та кольори. Скло також може передавати світло з мінімальними втратами або деформаціями, і воно хімічно нейтральне та стійке до корозії.
Наступні типи скла використовуються для ламп:
Сода-вапнякове силікатне скло: Це найпоширеніший тип скла, який має низьку точку плавлення і використовується для ламп з ниткою. Воно містить близько 67% кремнію, разом з оксидом sodію, оксидом кальцію та іншими добавками.
Олово-щелочне силікатне скло: Це тип скла, який має більшу електричну резистивність, ніж сода-вапнякове скло, і використовується для внутрішньої частини колби. Воно містить оксид свинцю, оксид калію та інші добавки.
Боросилікатне скло: Це тип скла, який має більшу термічну резистивність та нижчий коефіцієнт теплового розширення, ніж сода-вапнякове скло, і використовується для ламп з високою потужністю, таких як кінопроектори. Воно містить оксид бору, оксид алюмінію та інші добавки.
Алюміносилікатне скло: Це тип скла, який має нижчу термічну шокову стійкість, ніж боросилікатне скло, але вищий показник заломлення, і використовується для ламп з низькою потужністю з високим світловим виводом. Воно містить алюміній, магній та інші добавки.
Кварц: Це тип скла, який виготовляється з чистого кремнію або диоксиду кремнію, який має дуже високу точку плавлення та прозорість. Він використовується для вольфрамово-галогенових ламп, які працюють при дуже високих температурах. Воно містить лише сліди інших металів та гідроксильних груп.
Скло, стійке до натрію: Це спеціально розроблене скло для натрієвих парних ламп, які створюють інтенсивне світло, іонізуючи пари натрію. Пари натрію мають потужну відновлювальну властивість, яка може призвести до швидкого почерніння звичайних скл. Скло, стійке до натрію, містить невеликі кількості кремнію або інших легко відновлюваних оксидів, щоб запобігти цьому ефекту.
Кераміка
Кераміка - це неметалеві матеріали, які виготовляються з глини або інших неорганічних речовин, які нагріваються та затверджуються. Кераміка використовується для ламп, оскільки її можна формувати у різні форми та розміри, і вона може мати різні оптичні властивості, такі як прозорість або полупрозорість. Кераміка також може витримувати високі температури та тиски, і вона хімічно стабільна та стійка до корозії.
Наступні типи кераміки використовуються для ламп:
Полікристалічні металеві оксидні кераміки: Це кераміки, які виготовляються з металевих оксидів, таких як оксид алюмінію, оксид магнію або рідкісноземельні оксиди, які нагріваються та спікаються, формуючи полікристалічні тіла. Ці кераміки можуть бути прозорими або полупрозорими, залежно від пористості та розміру зерна. Вони використовуються для високотискових ламп, таких як натрієві парні лампи або металеві галогенові лампи, яким потрібен високий світловий вивід.
Звичайні кераміки: Це кераміки, які виготовляються з глини або інших природних речовин, які змішуються з водою та формується в бажані форми перед обпалюванням. До них належать фарфор та стеатит.
Фарфор: Це тип кераміки, який виготовляється з каолінової глини, змішаної з фельдспаром, кварцем та іншими добавками. Він має хорошу механічну міцність, термічну шокову стійкість, електричну ізоляційну властивість та стійкість до вологи. Він використовується для виготовлення підстав або заглушин для ламп.
Стеатит: Це тип кераміки, який виготовляється з тальку, змішаного з глиною та іншими добавками. Він має кращі властивості, ніж фарфор, щодо електричної резистивності, теплопровідності, діелектричної міцності та розмірної стабільності. Він використовується для виготовлення ізоляторів або підтримок для ламп.
Метал
Метал - це елемент або сплав, який має високу електричну та теплову провідність. Метал використовується для ламп, оскільки він може забезпечувати електричне з'єднання та підтримку для джерела світла, а також відображати або розсіювати світло, залежно від поверхневого покриття. Метал також може бути сформований у різні форми та розміри за допомогою лиття, ковки, механічної обробки або зварювання.
Наступні типи металів використовуються для ламп:
Вольфрам: Це елемент, який має дуже високу точку плавлення (3422°C) та міцність на розтяг (1510 MPa). Він використовується для виготовлення ниток для ламп накалу, витягуючи його в тонкі дроти та намотуючи їх на залізняні або молібденові середини. Вольфрамові нити мають високу стійкість до тепла та випаровування, але для їх роботи потрібна висока напруга.
Молібден: Це елемент, який має високу точку плавлення (2610°C), але нижчу міцність на розтяг (638 MPa) порівняно з вольфрамом. Він використовується для виготовлення підтримок або вводних дротів для ниток, а також електродів для дугових ламп. Молібден має схожий коефіцієнт розширення з деякими видами скла, що дозволяє йому формувати тісні з'єднання з ними.
Нікель: Це елемент, який має середню точку плавлення (1455°C) та міцність на розтяг (758 MPa). Він використовується для електролізного покриття залізних або сталевих компонентів, щоб збільшити їхню міцність та пружність. Нікель також має високу стійкість до корозії та окислення. Він використовується для виготовлення вводних дротів або біметалевих стрічок, для стартерів.
Алюміній: Це елемент, який має низьку точку плавлення (660°C), але високу міцність на розтяг (310 MPa). Він також легкий (2.7 g/cm3) і немагнітний. Він має високу стійкість до корозії завдяки тонкому оксидному шару на його поверхні. Алюміній легко доступний та дешевий. Він використовується для виготовлення капсуль або рефлекторів для ламп.
Сталь: Це сплав заліза з
