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在理論和實踐上應用鹵鎢循環原理比較成功的是碘鎢燈和溴鎢燈。最早問世的鹵鎢燈是用碘作循環劑的碘鎢燈。這是因為在4 個鹵族元素里,碘的性質最不活潑,不像其他幾種鹵素那樣有強烈的腐蝕作用。燈泡里充進純碘、玻殼壁的溫度控制在250~1200℃之間,從燈絲上蒸發出來的鎢就會在玻殼壁附近與碘化合成碘化鎢。隨著氣體的對流,碘化鎢將擴散到燈絲附近,由於這裡的溫度可以高到2000℃以上,不太穩定的碘化鎢就會在這裡分解成碘和鎢,鎢重新回到燈絲上繼續工作,碘則再次向玻殼方向擴散去完成新的「搬運」鎢的任務。

碘鎢燈碘鎢燈
在理論和實踐上應用鹵鎢循環原理比較成功的是碘鎢燈和溴鎢燈。最早問世的鹵鎢燈是用碘作循環劑的碘鎢燈。這是因為在4 個鹵族元素里,碘的性質最不活潑,不像其他幾種鹵素那樣有強烈的腐蝕作用。燈泡里充進純碘、玻殼壁的溫度控制在250~1200℃之間,從燈絲上蒸發出來的鎢就會在玻殼壁附近與碘化合成碘化鎢。隨著氣體的對流,碘化鎢將擴散到燈絲附近,由於這裡的溫度可以高到2000℃以上,不太穩定的碘化鎢就會在這裡分解成碘和鎢,鎢重新回到燈絲上繼續工作,碘則再次向玻殼方向擴散去完成新的「搬運」鎢的任務。

1 碘鎢燈 -結構特點

碘鎢燈圓形碘鎢燈
同普通白熾燈相比,碘鎢燈大大減少了鎢的蒸發量,延長了使用壽命,提高了工作溫度和發光效率。普通白熾燈的平均使用壽命是1000 個小時,碘鎢燈要比它長一半,發光效率提高30%。從個子來看,碘鎢燈顯得特別小巧玲瓏,同樣一隻500 瓦的燈泡,碘鎢燈的體積只有白熾燈的1%。它的玻殼裡除了有碘,還充進了惰性氣體,又小又結實,充氣壓力高達1.5~10 個大氣壓。根據用途的不同,碘鎢燈可分幾種:有的碘鎢燈能發出大量看不見的紅外線,熱效率高,是加熱乾燥用的理想熱源。有的碘鎢燈功率大,可輻射出大量的光能,用作大型車間、廣場、體育場、機場、港口等處的照明很合適。有的碘鎢燈是新聞攝影、彩色照相製版,以及電影攝影、放映的光源,功率高、體積小、重量輕是它的主要優點。在一部分激光裝置中,碘鎢燈還可用做光泵。

碘鎢燈的光效高、亮度大、結構緊湊,這些正是交通車輛照明求之不得的長處。現在火車特別是汽車上的聚光燈、霧燈、主前燈等,正在逐步改用碘鎢燈。

最常見的碘鎢燈,有著像鋼筆一樣的細長身材。燈的主體是一根直徑10~12 毫米的石英管,軟化點高達1700℃。燈絲上每隔一定距離用一個支撐圈托著燈絲,燈兩端的長方形扁塊是封接部分,用來保證既能導電,又不漏氣。

2 碘鎢燈 -不足之處

碘鎢燈直管碘鎢燈
碘蒸汽是紫紅色的,它多少會對碘鎢燈的亮度和發光效率產生一定的影響。碘鎢燈工作時玻殼裡有氣體對流,個別地點的溫度有可能下降到不足以維持碘鎢循環反應進行的程度,結果使玻殼的局部發黑。還有,水平放置的管形碘鎢燈必須用溴代替硫放得很平,傾斜度不得超過4 度,否則就會影響燈的壽命。溴鎢燈可以在相當程度上克服這些缺點。

溴鎢循環與碘鎢循環相似,只是溴的化學性質比碘更活潑,是比碘更勤快的「搬運工。溴鎢燈里充溴的數量更得嚴格控制,稍稍超過就會對燈絲溫度比較低的部位產生腐蝕。

 實驗研究,氫能緩和溴的化學活性,如果把溴化氫或溴的碳氫化合物充進燈里,那麼對燈內金屬零件的腐蝕作用將會輕得多。

溴鎢燈里的溴化氫可以在200~1100℃的玻殼壁溫下進行正常的溴鎢循環,所以可以用來製作大功率高光效的電光源。溴清潔玻殼壁的效果比碘好,玻殼發黑的問題基本得到解決。溴化氫是無色透明的氣體,不吸收可見光,比碘鎢燈的發光效率高。溴鎢燈里的氣體對流不影響燈的壽命,使用時也不像碘鎢燈那樣一定要水平放置。在不少崗位上,溴鎢燈已經取代了碘鎢燈溴鎢燈發光體的形狀多種多樣,有點狀、線狀,還有面狀點狀的溴鎢燈工作溫度和發光效率高,在光學儀器、電影放映、光刻等方面有廣泛應用。

自從1879年白熾燈問世以來,人們便與電燈結下了不解之緣。隨著科學技術的不斷發展,電光源家族中新燈輩出,大放光彩。

3 碘鎢燈 -研究改進

碘鎢燈環狀碘鎢燈
人們在研製熒光燈的同時,也沒有忘記對白熾燈的改進。1959年,一位名叫弗里德里奇的美國人發現,把碘充於白熾電燈中,能把蒸發下來的鎢原子重新送回到鎢絲上,這不僅控制了燈絲的升華,而且可以大幅度提高燈絲溫度,發出與日光相似的光。這樣製成的燈叫作碘鎢燈。碘鎢燈具有亮度高、壽命長的特點,一隻1000瓦的碘鎢燈相當於5000瓦普通燈泡的亮度。隨著研究的深入,人們發現把鹵族元素的某些化合物充入白熾燈內能取得更好的效果,例如把溴化氫充入白熾燈中,製成的溴鎢燈比碘鎢燈還要好,這樣就產生了各種各樣的鹵鎢燈。鹵鎢燈適用於車間、劇院、舞台、攝影棚等場合。我們看到電視台記者拍攝電視新聞時,手裡舉著一個很亮的光源,那就是鹵鎢燈。它的缺點是輻射出來的熱量很大,有時甚至可用它來烘烤物體。

實用新型屬於一種碘鎢燈架。它主要由主燈架,連接件,左、右燈座,反光板及其反光板固定架構成,在左、右燈座中分別開設有安裝燈管用的相互對應的槽口,在槽口與燈座端頭之間設有螺絲孔,在螺絲孔中裝設有固定燈管用的螺絲;在燈座的另一端設有接線端子及接線端子護蓋。本實用新型的主要優點是:安全,換燈管快,燈腳散熱快及零件減少。

4 碘鎢燈 -循環原理

碘鎢燈鋁盒裝碘鎢燈
要想提高白熾燈的發光效率,就必須提高燈絲溫度;而燈絲溫度越高,鎢的蒸發也就越快,鎢絲就會很快變細燒斷。同時由於鎢蒸發沉積到泡殼上泡殼變黑,又會降低白熾燈的發光效率。所以要製造發光效率高的鎢絲釘,必須進一步解決提高燈絲溫度和減小鎢蒸發的問題。如果能設法使蒸發出去的鎢重返燈絲,這樣既防止管壁發黑,又能延長燈絲壽命。在燈泡中充入純碘即能使蒸發出去的鎢重返燈絲。因為碘和鎢在250℃~1200℃的溫度範圍內化合成碘化鎢,碘化鎢是不穩定的,在1400℃以上又會分解為鎢和碘。

所以,如果在燈泡中充入碘,再設法使燈泡壁溫度保持在250℃—1200℃之間,從燈絲蒸發出來的鎢在泡壁處與碘形成碘化鎢分子,並向燈絲處擴散;而燈絲附近溫度在1400℃以上,碘化鎢在燈絲附近分解成碘和鎢,鎢原子回到燈絲上,遊離碘集中在燈絲附近,並向外擴散,這樣形成碘鎢循環。但因碘和鎢的化合溫度是在250℃~1200℃,燈泡壁必須保持在這個溫度範圍。在這個溫度下長期工作的普通玻璃會析晶,變得不透明。還由於製造工藝上的一些問題,不能用普通玻璃作燈泡。石英玻璃的熱膨脹係數小,熔點高,高溫下透明度較好,適合作碘鎢燈的泡殼。碘鎢燈有直立式圓形和管形兩種。管形碘鎢燈的結構。它的外殼用耐高溫石英玻璃做成,裡面鎢絲繞成單螺旋狀,中間有若干鎢絲圈支撐,以免燈絲下垂。燈管內抽成真空,充入氬氣和適量的純碘。管狀的碘鎢燈使用時,傾斜度不得超過4度,否則會由於對流造成碘鎢循環的不均勻,而燒斷燈絲。

碘鎢燈由於應用了碘鎢循環的原理,大大減少了鎢的蒸發量,所以它的工作溫度可提高到3000℃,發光效率也提高很多。與普通白熾燈相比,照明用碘鎢燈還具有體積小、光色好、壽命長等優點。例如,普通220伏1000瓦白熾燈的發光效率約為16流/瓦,平均壽命是1000小時;而照明用的220伏1000瓦碘鎢燈的發光效率約為21流/瓦,平均壽命是1500小時。

5 碘鎢燈 -系列規格

規格

 1.功率: 150W、300W、500W、800w,1000W、1500W。

2.電源:220V、110V。

3.外形:直管式. 壽命:1000-1500H。

 特點:體積小、亮度強、光色好、使用方便。

碘鎢燈泰峰牌碘鎢燈專用燈架

 

用途:適用於廣場、會堂、建築工地、車站、碼頭等大面積照明場所。

注意事項

 1、點燃燈管以前,可用酒精棉花把燈管上留有的指印等擦除,保證燈管的透明度,以免減弱燈管的發光效率。

2、燈絲較脆,避免劇烈震動和撞擊。

3、務必把燈具開關接在火線上,避免觸電。

6 碘鎢燈 -相關詞條

氙燈金屬鹵素燈
金屬鹵化物燈泛光燈
高壓汞燈黑光燈
滅蚊燈霓虹燈

 

 

 

7 碘鎢燈 -參考資料

[1] 初中物理 http://www.pep.com.cn/czwl/czwljszx/wl8x/wl8xjc/wl8xjc3/200311/t20031103_61859.htm

[2] 初中物理在線 http://www.czwlzx.com/ckzlzx/ShowArticle.asp?ArticleID=856

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