หลอดฮาโลเจน เช่น หลอดไส้ ต้องมีโครงสร้างปิดผนึกอย่างแน่นหนาเพื่อป้องกันไม่ให้ก๊าซที่ปิดผนึกรั่วไหลออกสู่ภายนอก ในหลอดฮาโลเจน อุณหภูมิของหลอดไฟต้องอยู่ที่ 250°C หรือสูงกว่าเป็นเงื่อนไขสำหรับวงจรฮาโลเจนที่จะเกิดขึ้น ดังนั้นหลอดไฟจึงใช้แก้วที่มีความต้านทานความร้อนสูง เช่น แก้วควอทซ์ แก้วควอตซ์มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่น้อยกว่าแก้วโซดาที่ใช้ในหลอดไฟทั่วไปมากกว่า 10 เท่า แก้วซิลิกาใช้ลวดตะกั่วที่ทำจากโลหะผสมของเหล็กและนิกเกิลที่เรียกว่าลวด Dumet และเนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์ของการขยายตัวทางความร้อนค่อนข้างใกล้เคียง จึงสามารถปิดผนึกได้เหมือนเดิม เนื่องจากมีการใช้แก้วควอทซ์ในหลอดฮาโลเจน เพื่อให้ตรงกับค่าสัมประสิทธิ์ของการขยายตัวทางความร้อน ลวดตะกั่วตรงจะไม่ปิดผนึกด้วยแก้ว แต่จะใช้ฟอยล์โลหะบางพิเศษของโมลิบดีนัมที่มีความหนา 20 ถึง 30 ไมโครเมตร (0.02) มม. ถึง 0.03 มม.) ถูกนำมาใช้. หากฟอยล์โมลิบดีนัมหนากว่านี้ จะเกิดรอยร้าวในแก้วควอทซ์เนื่องจากความแตกต่างของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน ทำให้ไม่สามารถรักษาสภาพสุญญากาศได้ กลายเป็น.

ลวดตะกั่วทำจากโมลิบดีนัมหรือทังสเตน
เช่นเดียวกับโมลิบดีนัมฟอยล์ในส่วนการปิดผนึก ลวดตะกั่วนี้ไม่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเช่นเดียวกับแก้วควอทซ์ ดังนั้นมันจึงถูกปิดผนึกด้วยการหนีบ แต่ก็ไม่ได้ปฏิบัติตามอย่างเคร่งครัด เฉพาะส่วนฟอยล์โมลิบดีนัมเท่านั้นที่สัมผัสใกล้ชิดกับแก้วควอทซ์ และทำให้โครงสร้างปิดสนิท ลวดตะกั่วที่ต่อออกจากส่วนที่ปิดสนิทของหลอดไฟจะสัมผัสกับอากาศภายนอกเสมอ และอยู่ในบรรยากาศที่มีอุณหภูมิสูงเมื่อจุดไฟ ในบรรยากาศที่มีอุณหภูมิสูง ลวดตะกั่วจะค่อยๆ ออกซิไดซ์และในที่สุดก็ลุกลามไปถึงฟอยล์โมลิบดีนัมของซีล เมื่อออกซิเดชันดำเนินไป อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและความเครียดจากความร้อนเนื่องจากค่าความต้านทานที่เพิ่มขึ้นจะทำให้ชิ้นส่วนซีลเสียหาย ”
วิธีหนึ่งในการป้องกันความเสียหายนี้คือการรักษาฟอยล์โมลิบดีนัมเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชัน วิธีแรกคือวิธีการฝังสารที่ประกอบด้วยโครเมียม อะลูมิเนียม ซิลิกอน ไททาเนียม แทนทาลัม แพลเลเดียม ฯลฯ โดยการฝังไอออนเข้าไปในโมลิบดีนัมฟอยล์หรือตัวนำด้านนอก วิธีที่สองคือการเคลือบผิวของฟอยล์โมลิบดีนัมด้วยฟิล์มที่ทนต่อการเกิดออกซิเดชันซึ่งทำจากซิลิกอนออกไซด์

ฟอยล์โมลิบดีนัมออกซิไดซ์ในบรรยากาศที่มีอุณหภูมิสูง และเริ่มออกซิไดซ์ทีละน้อยที่อุณหภูมิสูงกว่า 200°C ในอากาศ ในฐานะที่เป็นมาตรการป้องกันการเกิดออกซิเดชั่น การบังคับให้ชิ้นส่วนซีลเย็นลงด้วยลมอัดหรือติดตั้งฮีตซิงก์เพื่อกระจายความร้อนออกจากชิ้นส่วนซีลนั้นมีประสิทธิภาพ

ที่บริษัทของเรา เราเติมฐานอะลูมิเนียมของเครื่องทำความร้อนจุดฮาโลเจน
ด้วยผงโลหะออกไซด์ซึ่งมีคุณสมบัติการนำความร้อนที่ดี เพื่อเร่งการกระจายความร้อนของฮีตซิงก์ให้เร็วขึ้น

เกี่ยวกับหลอดแก้วควอทซ์

เนื่องจากวงจรฮาโลเจน หลอดไฟฮาโลเจนจะต้องทำจากแก้วทนความร้อนที่มีอุณหภูมิ 250°C หรือสูงกว่าเมื่อติดไฟ นอกจากนี้ ก๊าซเฉื่อยและก๊าซฮาโลเจนภายในหลอดไฟยังถูกปิดผนึกที่ความดันสูง 1×10^5~4×10^5Pa และความดันขณะให้แสงสว่างจะสูงถึง 1.3 ถึง 7.0 เท่านี้ ด้วยเหตุนี้จึงใช้แก้วควอตซ์ แก้วซิลิกาเป็นวัสดุที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำมาก ดังนั้นแม้ว่าพื้นผิวของแก้วจะมีความแตกต่างของอุณหภูมิ ความเค้นเนื่องจากความร้อนจะมีเพียงเล็กน้อย และสามารถรับมือกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างกะทันหันได้ แก้วควอตซ์เป็นสารที่มีความบริสุทธิ์สูง แต่มีสารเจือปนอยู่เล็กน้อย การชะล้างสิ่งเจือปนนี้สัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับอุณหภูมิ และในกรณีของแก้วควอทซ์ การชะสิ่งเจือปนและการซึมผ่านของก๊าซที่เติมเริ่มต้นที่ประมาณ 800°C เหตุผลที่ควรรักษาอุณหภูมิของหลอดไฟฮาโลเจนให้ต่ำกว่า 800°C โดยควรต่ำกว่า 700°C คือความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งเจือปนและอุณหภูมิ หากสมดุลของก๊าซภายในหลอดฮาโลเจนเปลี่ยนไป จะทำให้เกิดสีดำและทำให้อายุการใช้งานของหลอดสั้นลง
ในบรรดาสิ่งเจือปนเหล่านี้มีน้ำผสมอยู่เล็กน้อย กระจกเป็นวัสดุที่กันน้ำได้ และคุณมองไม่เห็นน้ำภายในแก้ว ซึ่งปกติแล้วจะไม่เป็นปัญหา น้ำนี้มีอยู่ในกลุ่มไฮดรอกซิล (กลุ่มไฮดรอกซี) ที่อุณหภูมิสูง เมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 600°C กลุ่มไฮดรอกซิลจะละลายเข้าไปในหลอดไฟ และแม้แต่น้ำเพียงเล็กน้อยก็ทำให้เกิดวัฏจักรของน้ำ ซึ่งเป็นการเร่งการใช้ทังสเตน ใน “วัฏจักรของน้ำ” ไอน้ำจะถูกย่อยสลายบนพื้นผิวของทังสเตนที่มีอุณหภูมิสูงให้กลายเป็นออกไซด์ของทังสเตนและอะตอมของไฮโดรเจน ทังสเตนออกไซด์จะระเหยและเกาะติดกับผนังกระจก และอะตอมไฮโดรเจนจะกำจัดออกไซด์ของออกซิเจนและคืนกลับเป็นไอน้ำ เป็นที่เข้าใจกันว่าการระเหยของทังสเตนซ้ำ ๆ นี้ช่วยเร่งการบริโภค
ในเวลานี้ วงจรฮาโลเจนยังเกิดขึ้นในเวลาเดียวกันในหลอดฮาโลเจน การเปลี่ยนตำแหน่งของไส้หลอดทังสเตนเนื่องจากวัฏจักรฮาโลเจนและการระเหยของไส้หลอดทังสเตนเนื่องจากวัฏจักรของน้ำทำให้พื้นผิวของไส้หลอดทังสเตนไม่สม่ำเสมอในช่วงเวลาสั้น ๆ ส่งผลให้ขาดการเชื่อมต่อ ดังนั้นจึงควรใช้แก้วควอทซ์ที่มีปริมาณน้ำน้อย นอกจากนี้ เหมาะอย่างยิ่งที่จะใช้กระบวนการผลิตที่ป้องกันไม่ให้น้ำ (ออกซิเจน) เข้ามาในระหว่างกระบวนการแปรรูปเป็นหลอดฮาโลเจน หากปะปนเข้าไป สามารถกำจัดออกได้ด้วยการอบชุบด้วยความร้อนที่อุณหภูมิ 800 องศาขึ้นไป หรือโดยการใส่ท่อรับออกซิเจนเข้าไปในหลอดไฟเพื่อดูดซับ

การทำความสะอาดพื้นผิวแก้วควอตซ์

หากพื้นผิวแก้วควอทซ์ถูกทำให้ร้อนโดยมีสิ่งสกปรกติดอยู่แม้เพียงเล็กน้อย สิ่งสกปรกจะซึมเข้าไปในแก้ว ทำให้ความแข็งแรงลดลง ขัดขวางวงจรฮาโลเจน และการสูญเสียน้ำซึ่งความโปร่งใสของแก้วจะสูญเสียไป
ดังนั้นจึงจำเป็นต้องดำเนินการทำความสะอาด . ละลายพื้นผิวแก้วควอตซ์ด้วยกรดไฮโดรฟลูออริกเพื่อขจัดสิ่งสกปรก แช่กรดไฮโดรฟลูออริก 5% ถึง 10% เป็นเวลาหลายนาที แล้วล้างกรดไฮโดรฟลูออริกออกให้สะอาดด้วยน้ำบริสุทธิ์ กรดไฮโดรฟลูออริกเป็นสารเคมีที่อันตรายมากต่อร่างกายมนุษย์ ดังนั้นจึงมักใช้แอมโมเนียมฟลูออไรด์ซึ่งมีอันตรายน้อยกว่า
เพื่อลดการเกิด devitrification ห้ามจับแก้วควอทซ์ด้วยมือเปล่า

เกี่ยวกับการแปรรูปแก้วควอทซ์

แก้วควอทซ์ถูกแปรรูปโดยการให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง (ประมาณ 2,000°C) ด้วยเตาแก๊ส ฯลฯ แล้วกดด้วยแท่งคาร์บอนหรือแท่งโลหะเพื่อทำให้เสียรูป หรือโดยการกดด้วยแม่พิมพ์โลหะ
หัวเตาแก๊สในอุดมคติคือเปลวไฟออกซิเจนไฮโดรเจน ในหัวเผาก๊าซ ออกซิเจนและไฮโดรเจนจะถูกผสมไว้ล่วงหน้า จากนั้นจะถูกเป่าออกจากหัวฉีดด้วยความเร็วสูงเพื่อเผาไหม้ , มี “หัวเตาแก๊สผสมขั้นสูง” ที่เผาไหม้ อย่างหลังมีความเร็วเปลวไฟน้อยกว่าและเหมาะสำหรับการประมวลผลพื้นที่ขนาดใหญ่ของควอตซ์
ประเภทการผสมรากช่วยป้องกันการเผาไหม้ไม่ให้เข้าสู่หัวฉีดโดยการสร้างการไหลความเร็วสูงภายในหัวฉีด ดังนั้นโดยพื้นฐานแล้วเปลวไฟจะกลายเป็นการไหลความเร็วสูงด้วย หัวเตาแก๊สรูปแบบนี้เหมาะสำหรับการให้ความร้อนในพื้นที่ขนาดเล็ก
หากความเร็วการไหลของหัวฉีดของหัวเผาแก๊สชนิดผสมรากนี้ลดลง การเผาไหม้จะเข้าสู่หัวฉีด (ปรากฏการณ์ย้อนรอย) และแก๊สผสมออกซิเจน-ไฮโดรเจนในหัวแก๊สจะระเบิดและเผาไหม้ในคราวเดียว ทำให้เกิดเสียงระเบิดดัง . หากปล่อยทิ้งไว้ในสถานะนี้ การเผาไหม้อาจดำเนินต่อไปในเครื่องผสมแก๊ส และบริเวณใกล้เคียงของเครื่องผสมจะไหม้
บางครั้งมีการใช้เปลวไฟผสมของก๊าซมีเทนหรือก๊าซโพรเพนและออกซิเจนในการประมวลผลควอตซ์ด้วยเหตุผลทางเศรษฐกิจ ในกรณีนี้ ก๊าซเชื้อเพลิงเหล่านี้ไม่ผสมกับออกซิเจนได้เร็วเท่ากับไฮโดรเจน และมีอุณหภูมิการเผาไหม้ที่ต่ำกว่า ดังนั้นส่วนใหญ่เป็น “หัวเผาแก๊สแบบผสมราก”
หัวเตาแก๊สที่มีรูหัวฉีดหลายรูใช้เพื่อทำความร้อนในพื้นที่ขนาดใหญ่ จุดให้ความร้อนค่อนข้างใกล้กับหัวฉีด และความเร็วการไหลของเปลวไฟนั้นรวดเร็ว ดังนั้นจึงมีแนวโน้มที่จะดันและทำให้กระจกที่ร้อนและอ่อนเสียรูป หากคุณหยุดแก๊สจากหัวเผาแก๊สนี้อย่างกระทันหัน ความเร็วการไหลของหัวฉีดจะลดลงและเกิดไฟย้อนกลับ ทำให้เกิดเสียงระเบิด
เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ คุณสามารถหยุดออกซิเจนช้าๆ ก่อนแล้วจึงหยุดแก๊สเชื้อเพลิง หรือหยุดแก๊สเชื้อเพลิงก่อนแล้วเป่าออก ไม่ว่าจะด้วยวิธีใด ความเร็วของการไหลจะลดลง ดังนั้นการย้อนกลับจะเกิดขึ้นได้ง่าย และการปิดอย่างรวดเร็วจะไม่สามารถทำได้ เพื่อดำเนินการปิดเครื่องอย่างรวดเร็ว ให้หยุดก๊าซที่เผาไหม้และเป่าลมเข้าไปในเครื่องผสมพร้อมกันเพื่อเป่าออกโดยไม่ลดความเร็วการไหลของหัวฉีด
หัวเตาแก๊สนี้ยังต้องให้ความสนใจกับการจุดระเบิด เป็นเรื่องปกติที่จะดับแก๊สเชื้อเพลิงก่อนเพื่อจุดไฟแล้วจึงดับออกซิเจน แต่มันเป็นไปไม่ได้ที่จะจุดไฟอย่างรวดเร็ว การจุดระเบิดบ่อยครั้งสามารถจัดการได้โดยการจุดไฟด้วยหัวเผาเฉพาะ (เปลวไฟไฮโดรเจน) โดยปล่อยก๊าซเชื้อเพลิงและออกซิเจนพร้อมกันที่อัตราการไหลที่ตั้งไว้ล่วงหน้า
เมื่อแก้วร้อนและนิ่มลงพอสมควร ก็นำไปแปรรูปได้ แก้วควอทซ์อาจติดกับโลหะระหว่างการกดโดยใช้แม่พิมพ์โลหะ คาร์บอนมีประสิทธิภาพในการปลดปล่อยวัสดุเพื่อป้องกันสิ่งนี้ เมื่อคาร์บอนสัมผัสกับควอตซ์ที่มีอุณหภูมิสูง คาร์บอนจะลดการผลิต COx และสลายตัวอย่างรุนแรง โดยทั่วไปจะใช้น้ำมันเป็นวิธีการเติมคาร์บอน
เมื่อควอตซ์ถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงและอ่อนตัวลง ซิลิกาจะเกาะติดกับบริเวณโดยรอบและกลายเป็นสีขาวขุ่น นี่เป็นเพราะควอตซ์ระเหยเนื่องจากความร้อนและยึดติดกับส่วนที่มีอุณหภูมิต่ำ เพื่อป้องกันสิ่งนี้ให้ได้มากที่สุด มีวิธีการใช้อากาศหรือหัวเผาแก๊สกับส่วนที่มีแนวโน้มว่าซิลิกาจะเกาะอยู่
การระเหยของผลึกจะรุนแรงในการลดเปลวไฟ คิดว่าเป็นเพราะควอตซ์ถูกลดขนาดเป็น SiO ทำให้ระเหยได้ง่ายขึ้น ดังนั้น ซิลิกาจะมีโอกาสเกาะติดน้อยลงหากตั้งค่าเปลวไฟในกระบวนการผลิตเป็นเปลวไฟที่มีออกซิเจนมากเกินไป อย่างไรก็ตาม เปลวไฟประเภทนี้มีกำลังความร้อนที่อ่อนกว่าเมื่อเทียบกับความเร็วการไหล และเนื่องจากไม่มีการลดปฏิกิริยา ฟอยล์โมลิบดีนัมจึงมีแนวโน้มที่จะออกซิไดซ์และแตกระหว่างการปิดผนึก
ควรเผาซิลิกาที่เกาะอยู่ออกด้วยเปลวไฟออกซิเจนส่วนเกินหรือกำจัดออกด้วยกรดไฮโดรฟลูออริก อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถใช้เป็นหลอดไฟได้หลังจากปิดผนึกแล้ว
การกดควรทำในเวลาที่สั้นที่สุด เมื่อกดทับเป็นเวลานาน อุณหภูมิของควอตซ์จะลดลงอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดรอยร้าวและบิดเบี้ยวอย่างรุนแรง

การกำจัดความผิดเพี้ยนหลังการประมวลผลแก้วควอทซ์

เมื่อประมวลผลแก้วควอทซ์ ความผิดเพี้ยนจะเกิดขึ้นเนื่องจากการกระจายตัวของอุณหภูมิระหว่างการประมวลผล ความเครียดคือสถานะที่แรงอัดหรือแรงดึงยังคงอยู่ระหว่างโมเลกุลภายในควอตซ์ สามารถยืนยันการบิดเบือนด้วยสายตาได้ด้วย “เครื่องวัดความผิดเพี้ยน” ที่ใช้แสงโพลาไรซ์
เนื่องจากความเครียดที่ตกค้างนี้ลดความแข็งแรงของแก้วควอทซ์ จึงไม่สามารถทนต่อแรงดันภายในระหว่างการทำงานของหลอด ทำให้เกิดการแตกหรือร้าว ซึ่งนำไปสู่ความล้มเหลวในเบื้องต้นของหลอดเนื่องจากการรั่วไหลของก๊าซปิดผนึก นอกจากนี้ เมื่อเปลี่ยนหลอดไฟ หลอดไฟอาจแตกได้แม้ว่าคุณจะไม่ได้ออกแรงมากก็ตาม
การหลอมจะดำเนินการเพื่อขจัดความเครียดที่ตกค้าง ความเครียดที่ตกค้างสามารถลดลงได้มากโดยการจับชิ้นส่วนที่ผ่านกระบวนการไว้ที่อุณหภูมิสูงกว่าจุดหลอมเหลว อุ่นให้ร้อน จากนั้นค่อยๆ ทำให้เย็นลงเพื่อไม่ให้ความเครียดเกิดขึ้นอีก ระยะเวลาการถือครองและอัตราการเย็นตัวที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับรูปร่างของวัสดุ การให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงยังมีข้อได้เปรียบในการเผาและปัดเศษรอยแตกเล็กๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างการกดเพื่อให้ไม่เป็นอันตราย
แม้ว่าคุณจะไม่มีเตาขจัดความผิดเพี้ยนแบบพิเศษ แต่หากคุณทำงานอย่างระมัดระวังกับจุดเหล่านี้ ความผิดเพี้ยนสามารถลบออกได้จนถึงระดับที่ไม่มีความเสียหายจริง อย่างไรก็ตาม เป็นเรื่องยากที่จะขจัดความผิดเพี้ยนออกไปจนไม่สามารถตรวจจับได้ด้วยสเตรนเกจ

หลอดฮาโลเจนที่ใช้แก้วอื่นที่ไม่ใช่แก้วควอทซ์

หลอดแก้วควอทซ์ไม่ใช่ข้อกำหนดบังคับสำหรับวัสดุหลอดของหลอดฮาโลเจน หลอดฮาโลเจนที่ใช้แก้ว (แก้วอะลูมิโนซิลิเกตหรือแก้วบอโรซิลิเกตที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวตรงกับโมลิบดีนัม) ที่สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงปานกลางได้ แม้ว่าจะไม่สูงเท่าแก้วควอทซ์ก็ตาม และใช้วิธีการปิดผนึกแบบปกติที่ไม่ใช้ กระดาษฟอยล์. ยังมีอยู่ เหล่านี้เป็นพันธุ์ที่ผลิตจำนวนมากและใช้เป็นวิธีลดต้นทุน อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถใช้กับหลอดฮาโลเจนกำลังสูงได้ และไม่เหมาะสำหรับการผลิตล็อตเล็กๆ

การรักษาความร้อนของทังสเตน

จุดหลอมเหลวของทังสเตนคือ 3422°C ซึ่งเป็นจุดหลอมเหลวสูงสุดในบรรดาโลหะ จากมุมมองของการประมวลผล มันมีอุณหภูมิการเปลี่ยนจากความเหนียวเป็นเปราะสูงและมีความเปราะที่อุณหภูมิต่ำที่อุณหภูมิห้อง เป็นโลหะที่แปรรูปได้ยากเนื่องจากแรงยึดเกาะที่ขอบเกรนนั้นอ่อนแอและง่ายต่อการแตกร้าวจากขอบเกรน
“การเติมรีเนียม (Re) เป็นที่ทราบกันดีว่าช่วยเพิ่มความเหนียวของทังสเตนที่อุณหภูมิต่ำ แต่มันเป็นโลหะที่มีราคาแพงที่สุดและไม่สามารถใช้งานได้จริง
อีกทางเลือกหนึ่งคือการปรับแต่งโครงสร้างของเกรนด้วยผงโลหะและกระบวนการแปรรูปด้วยความร้อน ทังสเตนสกัดจากเหมืองและผง ขึ้นรูปด้วยผงโลหะ ในทังสเตนแบบอัดแน่นนี้ ขนาดและรูปร่างของผงเผาผนึก (รูปร่างเกรนเท่ากัน) จะถูกบดและยืดออกโดยการทำงานพลาสติก เช่น การม้วนและการวาดลวด ทำให้เกิดการเคลื่อนตัวจำนวนมาก และลดขนาดเม็ดคริสตัล และรูปร่างของเมล็ดข้าวยังขยายไปในทิศทางที่เฉพาะเจาะจงอีกด้วย
เป็นผลให้สามารถลดอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านที่มีความเหนียวและเปราะลงให้ใกล้เคียงกับอุณหภูมิห้องโดยส่งเสริมการปรับแต่งโครงสร้างเกรนระบายความร้อน แบ่งประเภทของงานพลาสติกตามอุณหภูมิระหว่างการแปรรูป หากอุณหภูมิใกล้เคียงกับอุณหภูมิห้อง แสดงว่า การทำงานเย็น”” หากมีจุดหลอมเหลวมากกว่าครึ่งหนึ่ง แสดงว่า “”การทำงานร้อน”” และหากต่ำกว่าครึ่งหนึ่ง แสดงว่า “”การทำงานอุ่น””ในการทำงานที่ร้อน เป็นเรื่องยากที่จะแปรรูปผลิตภัณฑ์ที่บางและบางให้เท่ากัน เนื่องจากอุณหภูมิที่ลดลงระหว่างการแปรรูป ดังนั้นเส้นใยจึงถูกผลิตโดยการทำงานเย็น การอบอ่อนเพื่อลดความเครียดเป็นสิ่งจำเป็นเนื่องจากความเครียดยังคงอยู่ในโครงสร้างระหว่างการทำงานที่เย็น การทำงานในที่เย็นทำให้เกิดความเครียดที่ยืดหยุ่นได้ ดังนั้นการตกผลึกซ้ำจึงมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้น และแม้แต่การสัมผัสกับอุณหภูมิสูงเพียงชั่วคราวก็จะทำให้เกิดการตกผลึกซ้ำ ซึ่งเร่งการแตกตัวตามขอบเกรนในบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำ การตกผลึกซ้ำทำให้เกิดการหย่อนคล้อยเนื่องจากการเสียรูปของไส้หลอด

เกี่ยวกับการตกผลึกใหม่

การตกผลึกซ้ำ หมายถึงการก่อตัวและการเจริญเติบโตของเม็ดผลึกใหม่ ซึ่งแตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากเม็ดผลึกที่เกิดจากการแปรรูป และไม่มีข้อบกพร่อง เช่น การเคลื่อนตัว เพื่อสร้างโครงสร้างเม็ดผลึกที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากโครงสร้างที่ผ่านกระบวนการ ถูกเรียก.
การตกผลึกใหม่เป็นกระบวนการที่แยกจากการนำกลับมาใช้ใหม่ ซึ่งธัญพืชใหม่จะถูกสร้างขึ้นล้อมรอบด้วยขอบเกรนมุมสูงที่ไม่มีข้อบกพร่อง เช่น ผนังเซลล์หรือการเคลื่อนตัว และเกรนเหล่านี้เติบโตโดยการกินเกรนที่อยู่ติดกัน ทำ. เมื่อเม็ดคริสตัลโตขึ้นและขอบเกรนเคลื่อนตัว ข้อบกพร่อง เช่น ผนังเซลล์และความคลาดเคลื่อนในเม็ดคริสตัลที่มีอยู่จะหายไป
เชื่อกันว่าผลึกใหม่เหล่านี้มีต้นกำเนิดมาจากที่ที่ความเครียดยืดหยุ่นกระจุกตัวอยู่ในโครงสร้างเกรนที่มีอยู่ (อินทราแกรนูลหรือขอบเกรน) นิวเคลียสของการตกผลึกซ้ำมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นในวัสดุที่ทำงานเย็นซึ่งมีการทำงานระดับสูง ซึ่งสร้างความเครียดที่ยืดหยุ่นได้มาก และการตกผลึกซ้ำจะเริ่มต้นที่ 900 ถึง 1,000°C ยิ่งมีการสร้างนิวเคลียสที่ตกผลึกใหม่มากขึ้น ธัญพืชที่ตกผลึกใหม่ก็จะยิ่งมีมากขึ้นหลังจากการเจริญเติบโต ดังนั้นขนาดเกรนที่ตกผลึกใหม่จึงมีแนวโน้มที่จะเล็กลง ดังนั้น หากปรับปรุงความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำโดยการปรับเม็ดคริสตัลให้ละเอียดโดยการทำงานเย็น การตกผลึกซ้ำจึงมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้น ดังนั้นแม้ว่าจะสัมผัสกับอุณหภูมิสูงชั่วคราว การตกผลึกซ้ำจะเกิดขึ้นและการเปราะบางของขอบเกรนจะส่งเสริมในบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำ ควรสังเกตว่าขดลวดไส้หลอดที่ทำจากลวดทังสเตนบริสุทธิ์จะเสียรูป (การเปลี่ยนรูปแบบคืบ) เนื่องจากแรงภายนอกเล็กน้อย เช่น น้ำหนักของตัวมันเอง เนื่องจากปรากฏการณ์เลื่อนที่ขอบเกรนที่ขยายออกไปในทิศทางรัศมีของไส้หลอดเมื่อใช้ที่สูง อุณหภูมิ เส้นใยที่ผิดรูปทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปในพื้นที่และมีแนวโน้มที่จะขาดการเชื่อมต่อ

เกี่ยวกับทังสเตนเจือ

“เพื่อเป็นการตอบโต้ มีวิธีเติมโพแทสเซียมโดยการเติมโพแทสเซียม (K) ซิลิกอน (Si) และอะลูมิเนียม (Al) ระหว่างกระบวนการโลหะผง ในระหว่างการอบชุบด้วยความร้อน ซิลิคอนและอะลูมิเนียมจะระเหย และโพแทสเซียมจะระเหยกลายเป็นทังสเตน ทำให้เกิด ฟองอากาศ ฟองอากาศเหล่านี้นำไปสู่การคงตัวของโครงสร้างจุลภาคและทำให้ยากต่อการตกผลึกซ้ำเกิดขึ้นไส้หลอดที่ใช้ในหลอดฮาโลเจนคือทังสเตนเจือ
คุณสมบัติยังเปลี่ยนไปตามปริมาณโพแทสเซียมที่เติม หากมีปริมาณมาก อุณหภูมิของการตกผลึกซ้ำจะสูงขึ้น แต่ความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำจะลดลงและการประมวลผลจะยากขึ้น ด้วยวิธีนี้ คุณภาพและปริมาณมีความสำคัญต่อการรักษาประสิทธิภาพและคุณภาพ ”
อย่างไรก็ตาม หลังจากเวลาผ่านไปนาน ฟองที่เกิดจากการเติมสารนี้จะค่อยๆ รวมตัวกันและก่อตัวเป็นฟองขนาดใหญ่ภายในเส้นใย นี่เป็นปัจจัยที่จำกัดอายุการใช้งานของหลอดไฟ แต่ความดันสูงของก๊าซที่เติมในหลอดฮาโลเจนจะยับยั้งการเติบโตและการขยายตัวของฟองอากาศเหล่านี้ (รูสำหรับเติมสารสลบ) ในแง่นี้เชื่อว่าก๊าซปิดผนึกแรงดันสูงจะช่วยให้อายุการใช้งานของหลอดไฟยาวนานขึ้น นอกจากนี้ สิ่งเจือปนในฟองอากาศเหล่านี้จะปะทุออกมาในก๊าซที่เติมในหลอดไฟในที่สุด ทำให้สมดุลของฮาโลเจนของก๊าซที่เติมเสียไปและอาจทำให้เกิดการดำคล้ำได้ ซึ่งยับยั้งวัฏจักรฮาโลเจน) นี่เป็นหนึ่งในสาเหตุของการทำให้ดำคล้ำซึ่งเกิดขึ้นหลายร้อยชั่วโมงหลังจากเริ่มเปิดไฟ

การรักษาพื้นผิวของขดลวดทังสเตน

ขดลวดไส้หลอดอาจใช้งานได้ตามปกติโดยไม่ต้องผ่านกระบวนการปรับสภาพพื้นผิว แต่จะทำความสะอาดก่อนประกอบเข้ากับหลอดเพื่อขจัดสิ่งเจือปนและป้องกันการเกิดออกซิเดชัน สุดท้าย การบำบัดความร้อนในชั้นบรรยากาศจะดำเนินการโดยใช้ไฮโดรเจน
การทำความสะอาดโดยทั่วไปทำได้โดยการต้มขดลวดทังสเตนในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ในน้ำ 10% (NaOH) ประมาณ 10 นาที หากจำเป็นต้องมีการกัดพื้นผิว การบำบัดด้วยกรดไฮโดรฟลูออริก (HF) 5% จะดำเนินการ และพื้นผิวจะถูกกัดกร่อนด้วยสารละลายน้ำด่างโพแทสเซียมเฟอร์ริไซยาไนด์ สุดท้าย ล้างออกให้สะอาดด้วยน้ำบริสุทธิ์
หลังจากนั้นจะมีการติดตัวยึด (ตัวยึดหรือตัวยึด) เข้ากับไส้ขดลวดและทำการเชื่อมฟอยล์โมลิบดีนัมและแท่งตะกั่วภายนอก หลังจากนั้น พื้นผิวอาจได้รับการบำบัดอีกครั้งด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) ที่เป็นน้ำ
สุดท้าย การบำบัดความร้อนในชั้นบรรยากาศจะดำเนินการโดยใช้ไฮโดรเจน ไฮโดรเจนมีวิธีการเผาไหม้โดยใช้ไฮโดรเจนแห้งและไฮโดรเจนเปียก

ไส้หลอดใช้ทังสเตนซึ่งมีจุดหลอมเหลวสูงที่สุดในบรรดาโลหะ เพื่อลดการสูญเสียความร้อนเนื่องจากก๊าซฮาโลเจนแบบปิด จึงใช้ไส้หลอดขดแทนเส้นตรง เนื่องจากไส้หลอดอยู่ในกระเปาะที่เต็มไปด้วยก๊าซเฉื่อย จึงถูกปกคลุมด้วยก๊าซเฉื่อยและเกิดการสูญเสียความร้อน (อุณหภูมิลดลงในไส้หลอด) การสูญเสียความร้อนส่งผลต่อความยาวของไส้หลอด ดังนั้นให้ขดและปรับความยาวเพื่อลดการสูญเสียความร้อน ไส้หลอดแบบตรงจะโค้งงอเนื่องจากการขยายตัวทางความร้อนเมื่อเปิดใช้ แต่ด้วยการทำให้เป็นขดลวด มันจะยืดหยุ่นได้แม้ว่าจะขยายตัวเมื่อเปิด ดังนั้นมันจะกลับคืนสู่รูปร่างของขดลวดหลังจากปิดและสามารถคงรูปร่างไว้ได้
นอกจากนี้ เมื่อไส้หลอดถูกขด จะเกิดโพรงขึ้นภายในขดลวด และแสงที่ปล่อยออกมาจากช่องว่างระหว่างขดลวดจะใกล้เคียงกับการแผ่รังสีของวัตถุดำ
ลักษณะการแผ่รังสี (การแผ่รังสีสเปกตรัม) ของทังสเตนค่อนข้างสูงในบริเวณแสงที่มองเห็นได้ และการแผ่รังสีมีแนวโน้มที่จะค่อยๆ ลดลงเมื่อความยาวคลื่นเพิ่มขึ้น ดังนั้นที่อุณหภูมิเดียวกัน ประสิทธิภาพการส่องสว่างจึงสูงกว่าตัวกล้องสีดำอย่างมาก นี่เป็นหนึ่งในเหตุผลที่ทำให้ทังสเตนเหมาะเป็นวัสดุเส้นใยสำหรับให้แสงสว่าง แม้จะอยู่ในอุณหภูมิเดียวกัน ไส้หลอดคาร์บอนก็ใกล้เคียงกับสีดำ ดังนั้นประสิทธิภาพการส่องสว่างจึงต่ำกว่ามาก
ความต้านทานไฟฟ้าของทังสเตนมีขนาดค่อนข้างใหญ่

ในระหว่างการเปิดหลอดไฟ อุณหภูมิของฟิลาเมนต์ (2500～3200K) จะแสดงค่าความต้านทานที่สูงเมื่อเปรียบเทียบกับอุณหภูมิปกติ ซึ่งจะเหลือเพียง 1/10 ของค่าความต้านทาน นั่นคือ ในระหว่างเวลาหลอดไฟเปิด จะมีสถานการณ์กระแสรัชขนาดใหญ่ไหลผ่านในระยะเวลาสั้นๆ
กระแสรัชนี้จะทำให้อุณหภูมิของฟิลาเมนต์เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และสามารถเปิดหลอดไฟให้สว่างขึ้นในระยะเวลาสั้นๆ อย่างไรก็ตาม กระแสรัชนี้มีผลต่ออายุการใช้งานของหลอดไฟ ในกรณีที่เปิดเครื่องทำความร้อน ควรเพิ่มแรงดันไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไฟให้เพิ่มขึ้นโดยทันทีที่เปิดเครื่อง

เกี่ยวกับวิธีการผลิตไส้หลอดแบบขดเดี่ยว

ลวดทังสเตนขดเป็นวงรอบแมนเดรล ในกรณีส่วนใหญ่ หลังจากพันรอบแมนเดรลแล้ว มันจะดีดตัวกลับและสามารถถอดแมนเดรลออกได้
ถ้าเส้นผ่านศูนย์กลางลวดทังสเตนคือ d และเส้นผ่านศูนย์กลางขดลวดคือ MD ดังนั้น MD/d≒3 จะเหมาะสม เมื่อ MD/d<2 จะเสียรูปได้ง่ายจากการขยายตัวทางความร้อน และเมื่อ MD/d>8 ความแข็งแรงจะอ่อนลง นอกจากนี้ หากระยะห่างของขดลวดเป็น P แสดงว่า P/d≒1.5 เหมาะสม ที่ P/d < 1.2 มีอันตรายจากการลัดวงจรระหว่างระดับเสียง ถ้า P/d > 1.8 การสูญเสียความร้อนจะมาก และเสียเปรียบในแง่ของประสิทธิภาพการส่องสว่าง
เพื่อความมั่นคงของมิติ หากใช้การอบชุบความร้อนขณะติดอยู่กับแมนเดรล แกนลวดจะไม่สามารถดึงออกมาได้ ในกรณีนี้ แกนลวดจะถูกละลายด้วยกรดและนำออก อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ต้องใช้อุปกรณ์และค่าใช้จ่ายในการกำจัดก๊าซและสารละลายที่เกิดขึ้นระหว่างการละลาย
หากเส้นใยขดลวดที่ทำด้วยวิธีนี้มีการออกแบบที่แข็งแรง ก็สามารถทำเป็นโคมไฟได้ แต่ในหลายกรณี หลังจากทำไส้หลอดแล้วจะทำให้เสียรูป เว้นแต่การบิดเบี้ยวจะถูกกำจัดออกด้วยการอบชุบด้วยความร้อน นอกจากนี้ ขดลวดที่มีความแข็งแรงอ่อนกว่าจะถูกรวมเข้ากับหลอดไฟหลังจากผ่านกระบวนการทำให้เป็นผลึกซ้ำขั้นที่สอง

เกี่ยวกับวิธีการผลิตไส้หลอดแบบขดลวดคู่

วิธีการทั่วไปในการผลิตเส้นใยขดลวดคู่คือการพันลวดทังสเตนรอบลวดแกนโมลิบดีนัมที่ระยะพิทช์ที่กำหนดสำหรับขดลวดปฐมภูมิ หลังจากนั้น การบำบัดความร้อนจะดำเนินการหนึ่งครั้ง (ในเตาบรรยากาศไฮโดรเจนที่อุณหภูมิ 1,000°C ถึง 1600°C) วิธีนี้จะป้องกันไม่ให้สปริงกลับแม้ว่าคุณจะตัดม้วนต่อเนื่องให้สั้นลงก็ตาม
จากนั้นทำการม้วนที่สอง หลังจากพันรอบแกนแกนในระยะห่างที่กำหนดแล้ว ให้ดึงออก
ถัดไป หลังจากสร้างปลายให้เป็นรูปร่างตามอำเภอใจแล้ว จะมีการอบชุบด้วยความร้อนที่อุณหภูมิ 1600°C ถึง 1900°C (การให้ความร้อนในเตาบรรยากาศไฮโดรเจน การให้ความร้อนด้วยไฟฟ้ากระแสตรง ฯลฯ) หลังจากนั้น ลวดแกนโมลิบดีนัมจะถูกละลายและกำจัดออกด้วยกรดผสม (น้ำ 2 ส่วน: กรดไนตริก 2 ส่วน: กรดซัลฟิวริก 1 ส่วน) เพื่อผลิตเส้นใยขดลวดคู่
ในวิธีนี้ มีการสร้าง NOx จำนวนมาก สารละลายกรดตกค้าง เกลือโมลิบดีนัม ฯลฯ ในการกำจัดแกนลวดโมลิบดีนัม ดังนั้นอุปกรณ์กำจัดและล้างพิษจึงมีค่าใช้จ่ายสูง นอกจากนี้ เนื่องจากมีการใช้โมลิบดีนัมสำหรับลวดแกนปฐมภูมิ การอบชุบด้วยความร้อนที่อุณหภูมิสูงเกินไปจะทำให้โมลิบดีนัมแทรกซึมเข้าไปในทังสเตนและส่งผลเสียต่อหลอดฮาโลเจน
ดังนั้นการรักษาความร้อนสูงสุดคือประมาณ 1900°C และการตกผลึกซ้ำของทังสเตนจึงไม่สามารถทำได้อย่างสมบูรณ์ หากปล่อยไว้เช่นนี้ การตกผลึกซ้ำจะเกิดขึ้นทันทีที่เปิดหลอดไฟ และไส้หลอดอาจเสียรูป
เป็นวิธีการผลิตขดลวดคู่ที่ไม่มีข้อเสียของการตกผลึกทุติยภูมิของทังสเตนที่ไม่เพียงพอ ขดลวดปฐมภูมิ (ที่ถอดแกนลวดออก) จะมีรูปร่างเป็นขดลวดคู่ด้วยวิธีบางอย่างและผ่านการอบด้วยความร้อนที่อุณหภูมิ 2200°C มีวิธีทำไส้หลอดแบบขดสองเส้น
ในฐานะที่เป็นวิธีการสร้างรูปทรงขดลวดสองชั้นนี้ แท่งทังสเตนที่บางกว่าลวดแกนหลักเล็กน้อยจะถูกสร้างเป็นรูปทรงแผลทุติยภูมิ . เป็นวิธีการชุบแข็งด้วยกรรมวิธีทางความร้อน หลังจากการอบชุบด้วยความร้อน แกนแกนขดของทังสเตนจะถูกดึงออกมาและนำกลับมาใช้ใหม่
อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ไม่สามารถใช้งานได้หลากหลาย และเป็นการยากที่จะใช้เครื่องจักรเป็นวิธีการผลิตจำนวนมาก และมีคอยล์คู่ที่ทำได้ยาก

หลอดฮาโลเจนชนิดแก๊ส

หลอดฮาโลเจนเป็นหลอดไส้ที่บรรจุก๊าซเฉื่อยและก๊าซฮาโลเจนจำนวนเล็กน้อยไว้ในหลอด

ก๊าซเฉื่อย

ก๊าซเฉื่อย ได้แก่ ฮีเลียม (He 4.00g/mol) นีออน (Ne 20.18g/mol) (ไนโตรเจน (N2 28.02/mol)) อาร์กอน (Ar 39.95g/mol) (คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 44.01g/mol) โมล)), คริปทอน (Kr 83.80/mol), ซีนอน (Xe 131.29g/mol) และเรดอน (Rn 222.000/mol)
ฮีเลียม นีออน อาร์กอน คริปทอน ซีนอน และเรดอน เรียกอีกอย่างว่าก๊าซมีตระกูลและก๊าซหายาก เพราะพวกมันมีอยู่ในอากาศในปริมาณที่น้อยมาก
ผลการยับยั้งไอของทังสเตนที่ใช้ในเส้นใยมีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อน้ำหนักอะตอมเพิ่มขึ้น ยิ่งน้ำหนักอะตอมสูง ค่าการนำความร้อนยิ่งต่ำ และยิ่งลดการสูญเสียความร้อนของไส้หลอดได้มากเท่านั้น ประสิทธิภาพการส่องสว่างจะเพิ่มขึ้น 5-10%
“ตามทฤษฎีแล้ว เรดอนซึ่งมีน้ำหนักอะตอมสูงที่สุดมีประสิทธิภาพมากที่สุด อย่างไรก็ตาม เรดอนเป็นก๊าซกัมมันตภาพรังสีที่เป็นอันตรายซึ่งปล่อยรังสีแอลฟาออกมาโดยมีครึ่งชีวิตสั้น ดังนั้นจึงไม่สามารถนำมาใช้ได้ เมื่อก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มีอุณหภูมิสูงถึง 1,000°C หรือ สูงขึ้นจะสลายตัวเป็นคาร์บอนมอนอกไซด์และออกซิเจน ใช้ไม่ได้ เนื่องจากการสลายตัวด้วยความร้อน
ดังนั้นจึงอาจกล่าวได้ว่าซีนอนมีประสิทธิภาพสูงสุดในการระเหยทังสเตน
อย่างไรก็ตาม เนื่องจากซีนอนและคริปทอนมีราคาแพง จึงไม่ค่อยได้ใช้มากนัก และใช้อาร์กอนซึ่งมีราคาถูกกว่าก๊าซเฉื่อยอื่นๆ ”
อย่างไรก็ตาม อาร์กอนเพียงอย่างเดียวไม่ได้ให้ฉนวนไฟฟ้าที่เพียงพอ ดังนั้นหากไส้หลอดขาดระหว่างการให้แสงสว่าง จะเกิดอาร์คดิสชาร์จ เพื่อเป็นการตอบโต้ จะมีการผสมไนโตรเจนจำนวนเล็กน้อยซึ่งมีความเป็นฉนวนไฟฟ้าสูง . หลอดไฟขนาดเล็กที่มีไส้หลอดสั้นกว่าจะมีโหลดไฟฟ้าสูงกว่า ส่งผลให้อายุการใช้งานสั้นลง

ทะเยอทะยาน

เก็ตเตอร์เป็นสารเคมีที่ใช้ในการกำจัดสิ่งเจือปนออกจากผลิตภัณฑ์ที่ใช้สุญญากาศ
สำหรับหลอดไส้ หากมีความชื้น ออกซิเจน หรือสิ่งสกปรกอื่นๆ ปะปนอยู่ในหลอดไฟเพียงเล็กน้อย จะทำให้เกิดวัฏจักรของน้ำ ซึ่งจะกินทังสเตนและทำให้อายุการใช้งานของหลอดไฟสั้นลง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องถอดน้ำออก ภายในหลอดไฟ มีการวิจัยและพัฒนา getters ต่างๆเพื่อเป็นมาตรการตอบโต้ หลอดไส้ใช้วิธีการสร้างสุญญากาศโดยใช้ตัวรับฟอสฟอรัสในระหว่างกระบวนการผลิต ในวิธีนี้ ไส้หลอดทังสเตนจะถูกจุ่มลงในส่วนผสมของฟอสฟอรัสและน้ำ และหลังจากที่หลอดไฟหมด ไฟฟ้าจะถูกนำไปใช้เพื่อสร้างการปลดปล่อยแสงและกำจัดก๊าซที่ตกค้าง ฟอสฟอรัสเก็ตเตอร์ใช้เพื่อเพิ่มระดับของสุญญากาศ และธาตุฮาโลเจนยังถูกปิดล้อมเป็นเก็ตเตอร์เพื่อป้องกันการทำให้ดำคล้ำ
วิธีการลดการเกิดสีดำโดยใช้ธาตุฮาโลเจนเป็นตัวรับถูกใช้มาเป็นเวลานาน และในปี พ.ศ. 2435 ได้มีการวางจำหน่ายหลอดไฟไส้หลอดคาร์บอนที่มีคลอรีน ในปี 1933 มีการเสนอสิทธิบัตรสำหรับแนวคิดในการห่อหุ้มไอโอดีนเพื่อเปลี่ยนทังสเตนที่ระเหยกลายเป็นไอโอไดด์ของทังสเตนเพื่อป้องกันไม่ให้เกาะติดกับหลอดไฟ ด้วยวิธีนี้ วิธีการห่อหุ้มสารประกอบฮาโลเจนในหลอดไฟทั่วไปมีประสิทธิภาพในการป้องกันไม่ให้หลอดไฟดำคล้ำ แต่จะทำปฏิกิริยากับไส้หลอดทังสเตนในส่วนที่มีอุณหภูมิต่ำ ทำให้อายุการใช้งานของหลอดไฟสั้นลง ฉันทำ. นอกจากนี้ ไอโอดีนจำเป็นต้องระเหยและใส่เข้าไปในหลอดไฟในระหว่างการผลิต และมีข้อเสีย เช่น ช่วงแคบที่วัฏจักรฮาโลเจนทำงานได้อย่างเสถียร ดังนั้นจึงมีการพิจารณาก๊าซฮาโลเจนอื่นๆ ในปี พ.ศ. 2508 ที’ Jampens และ van der Weijer จาก Philips ได้แนะนำหลอดไฟที่ใช้สารประกอบอินทรีย์ของโบรมีน สารประกอบโบรมีน (CHBr3, CH2Br2 ฯลฯ) มีความดันไอสูง จึงสามารถปิดล้อมเป็นก๊าซได้ ต่อมาก็มีการใช้สารประกอบคลอรีนและใช้ในหลอดเปิดรับแสงของเครื่องถ่ายเอกสาร
เซอร์โคเนียมักใช้เป็นส่วนประกอบในหลอดไฟ อย่างไรก็ตาม ในกรณีของเครื่องทำความร้อนหลอดฮาโลเจน วิธีนี้ใช้ยาก ดังนั้นจึงมักใช้แทนทาลัม (Ta) แทนทาลัมเป็นโลหะอ่อนที่หลอมละลายสูงคล้ายกับตะกั่ว และดูดซับไฮโดรเจนหลายร้อยเท่าของปริมาตรในสถานะความร้อนสีแดงเข้ม (ประมาณ 700°C) ฉันอยู่นี่.
แน่นอนว่าเครื่องทำความร้อนหลอดไฟบางรุ่นที่มีฮาโลเจนต่ำกว่า 2200K หากเติมฮาโลเจนเข้าไป มันจะทำงานในทิศทางที่ขัดขวางวัฏจักรของน้ำ ดังนั้นหากมีความชื้นหลงเหลืออยู่เพียงเล็กน้อย ก็สามารถสร้างฮีตเตอร์ที่มีอายุการใช้งานยาวนานได้ นี่เป็นเพราะฮาโลเจนมีราคาถูกกว่า เพื่อสร้างฮีตเตอร์หลอดไฟที่มีความน่าเชื่อถือสูงโดยมีอายุการออกแบบตั้งแต่ 5,000 ชั่วโมงถึง 20,000 ชั่วโมง การใส่เกตเตอร์โดยไม่ใช้ฮาโลเจนจึงปลอดภัยกว่าการใส่ฮาโลเจน

ก๊าซฮาโลเจน

มีก๊าซฮาโลเจนอยู่ 4 ประเภท ได้แก่ ฟลูออรีน (F 19.00 ก./โมล) คลอรีน (CL 35.45/โมล) โบรมีน (Br 79.90 ก./โมล) และไอโอดีน (I 126.90 ก./โมล) ยิ่งน้ำหนักอะตอมน้อยเท่าไร ไอโอดีนที่มีปฏิกิริยามากกว่าคือปฏิกิริยาน้อยที่สุดเนื่องจากมีปฏิกิริยามากกว่าในยุคแรก ๆ ของหลอดฮาโลเจน ไอโอดีนถูกล้อมรอบด้วยสารฮาโลเจน อย่างไรก็ตาม ไอโอดีนมีข้อเสีย เช่น ความจำเป็นในการระเหยและใส่เข้าไปในหลอดไฟในระหว่างการผลิต และช่วงที่วงจรฮาโลเจนทำงานได้อย่างเสถียรนั้นแคบ ใช้สำหรับ”
โบรมีนมีปฏิกิริยามากกว่าไอโอดีน และมีส่วนช่วยให้วงจรฮาโลเจนมีประสิทธิภาพ
แม้ในกรณีที่วัฏจักรฮาโลเจนของไอโอดีนไม่สามารถจัดการกับการระเหยและการทำให้ดำของทังสเตนได้ วัฏจักรฮาโลเจนก็สามารถจัดการกับมันได้ และมันเป็นไปได้ที่จะขยายประเภทของหลอดฮาโลเจน
มีความแปรปรวนเมื่อวัฏจักรฮาโลเจนจบลงด้วยการที่ทังสเตนกลับคืนสู่ไส้หลอด การระเหยได้รับการส่งเสริมในพื้นที่ อุณหภูมิของชิ้นส่วนนั้นเพิ่มขึ้นในอัตราเร่ง และการตัดการเชื่อมต่อเกิดขึ้นที่จุดร้อน
อาจมีสีดำเกิดขึ้นขึ้นอยู่กับปริมาณของก๊าซฮาโลเจน จำเป็นต้องเติมก๊าซฮาโลเจนในปริมาณขั้นต่ำที่ไม่ทำให้เกิดการใส่ร้ายป้ายสี ด้วยการลดปริมาณก๊าซฮาโลเจนให้น้อยที่สุด วัฏจักรฮาโลเจนจะถูกควบคุม ส่งผลให้อายุของหลอดไฟยาวนานขึ้นและมีความเสถียร ความเข้มข้นขั้นต่ำที่ต้องการคือประมาณ 0.1% โมลาร์ถึงก๊าซเฉื่อย
เครื่องทำความร้อนหลอดไฟที่มีอุณหภูมิสีประมาณ 2200K (K → เคลวิน: หน่วยของอุณหภูมิสัมบูรณ์ บวก 273 องศาเซลเซียส) หรือน้อยกว่านั้นไม่จำเป็นต้องมีฮาโลเจน ที่อุณหภูมิสีดังกล่าว การระเหยของทังสเตนจะไม่สำคัญเลยภายในอายุที่กำหนดของเครื่องทำความร้อน (5,000 หรือ 20,000 ชั่วโมง) และไม่จำเป็นต้องใช้วงจรฮาโลเจน (ดังนั้นใยจึงสึกน้อยมาก -> อายุการใช้งานไม่จำกัด)

วงจรฮาโลเจน

หลอดฮาโลเจนเป็นหลอดไฟประเภทหนึ่งซึ่งบรรจุก๊าซฮาโลเจนจำนวนเล็กน้อยไว้ในก๊าซเฉื่อย เช่น อาร์กอนหรือไนโตรเจน
การปิดแก๊สฮาโลเจนทำให้สามารถป้องกันการสึกหรอของทังสเตนซึ่งเป็นวัสดุของไส้หลอดได้และยังสามารถเพิ่มอุณหภูมิของไส้หลอดให้มีอุณหภูมิสูงขึ้นได้ มีประโยชน์ นี่เป็นเพราะวงจรฮาโลเจน ไส้หลอดทังสเตนจะร้อนขึ้นในขณะที่หลอดไฟเปิดอยู่ ระเหยกลายเป็นอะตอมและเคลื่อนที่ภายในหลอดไฟ ขณะที่เดินทาง มันจะรวมตัวกับฮาโลเจนในหลอดไฟเพื่อสร้างทังสเตนเฮไลด์ ทังสเตนฮาไลด์เคลื่อนที่เข้าใกล้ไส้หลอดด้วยการพาความร้อนและการแพร่กระจาย เมื่อไส้หลอดร้อนขึ้นระหว่างการให้แสง ทังสเตนฮาไลด์จะแยกตัวเมื่ออุณหภูมิสูงถึง 1,400°C หรือสูงกว่า และทังสเตนจะกลับคืนสู่ไส้หลอด และฮาโลเจนจะระเหยอีกครั้งและก่อตัวเป็นทังสเตนฮาไลด์ วัฏจักรนี้เรียกว่าวัฏจักรฮาโลเจน
ในการทำให้เกิดวงจรฮาโลเจน จำเป็นต้องใช้วัสดุที่ช่วยให้ผนังด้านในของหลอดไฟมีอุณหภูมิสูงกว่า 250°C ระหว่างการจุดไฟ ดังนั้นจึงใช้แก้วควอทซ์ทนความร้อนสำหรับหลอดไฟ
ทังสเตนที่ระเหยแล้วกลับคืนสู่ไส้หลอด แต่ไม่สมบูรณ์ มีความแปรปรวนเมื่อวัฏจักรฮาโลเจนจบลงด้วยการที่ทังสเตนกลับคืนสู่ไส้หลอด การระเหยได้รับการส่งเสริมในพื้นที่ อุณหภูมิของชิ้นส่วนนั้นเพิ่มขึ้นในอัตราเร่ง และการตัดการเชื่อมต่อเกิดขึ้นที่จุดร้อน วงจรฮาโลเจนซ้ำๆ ทำให้เกิดความไม่สม่ำเสมอในไส้หลอด ซึ่งในที่สุดจะทำให้ลวดขาด

W+(Om+Xn) →(WX+WO+WOX+WO2+X2)→WX→W+O

อัดแก๊สแรงดันสูงเข้าหลอดไฟ

ยิ่งแรงดันแก๊สเติมสูงเท่าใด อายุการใช้งานของหลอดไฟก็จะยาวนานขึ้นเมื่อเทียบกับประสิทธิภาพ ความดันจะเพิ่มความหนาแน่นของโมเลกุลของก๊าซ การระเหยของทังสเตนจะชนกับโมเลกุลของก๊าซ และการเคลื่อนตัวของทังสเตนจะถูกระงับ ความดันไอรอบเส้นใยเพิ่มขึ้นและใกล้ถึงจุดอิ่มตัว ดังนั้นการระเหยจึงถูกระงับ
ในฐานะที่เป็นวิธีการเติมก๊าซลงในหลอดฮาโลเจน จะใช้หลอดไฟที่มีการเชื่อมท่อแก้วไอเสีย และหลังจากที่ด้านในของหลอดไฟถูกไล่ออกแล้ว ก๊าซที่ปิดสนิทจะถูกเติมในขณะที่ทำให้เย็นลงด้วยไนโตรเจนเหลว ก๊าซที่เติมจะถูกทำให้เป็นของเหลวโดยไนโตรเจนเหลว ปริมาตรลดลง และความดันภายในลดลง
เติมก๊าซที่ความดันสูง 1×10^5~4×10^5Pa ความดันระหว่างแสงสูงถึง 1.3 ถึง 7.0 เท่า
 

การพัฒนาเส้นใยคาร์บอน

หลอดฮาโลเจนพัฒนามาจากหลอดไส้ เส้นใยคาร์บอนถูกนำมาใช้สำหรับเส้นใยของหลอดไฟที่ให้ความร้อนในยุคแรกๆ เส้นใยโลหะเช่นออสเมียมและแทนทาลัมกำลังได้รับการพัฒนา แต่ไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากราคาและปัญหาเกี่ยวกับแสงกระแสสลับ ดร. ดับบลิว อาร์ วิทนีย์ จากสหรัฐอเมริกาค้นพบว่าการทำให้หลอดไฟเป็นสีดำไม่ได้เกิดจากคาร์บอนที่ระเหยเท่านั้น แต่ยังเกิดจากเถ้าออกไซด์บางชนิดด้วย เพื่อเป็นมาตรการรับมือ การบำบัดด้วยความร้อนได้ดำเนินการที่อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิการทำงานของเส้นใยมาก เพื่อลดแอชออกไซด์และยับยั้งการทำให้ดำคล้ำตลอดอายุการใช้งาน การอบชุบด้วยความร้อนนี้ทำให้พื้นผิวของเส้นใยแข็งและแข็งแรง ทำให้มีคุณสมบัติคล้ายโลหะ และอุณหภูมิในการทำงานเพิ่มขึ้น 200°C ทำให้สามารถใช้งานได้ถึง 1900°C แม้ว่าคาร์บอนจะมีจุดหลอมเหลวสูงประมาณ 3,500°C แต่ไม่สามารถใช้ที่อุณหภูมิสูงได้เนื่องจากความดันไอสูงและการระเหยอย่างรวดเร็ว (การระเหิด) หลอดไส้ไส้คาร์บอนที่ผ่านการอบด้วยความร้อนนี้เป็นกระแสหลักจนกระทั่งมีการพัฒนาหลอดไส้ทังสเตน

การประดิษฐ์เส้นใยทังสเตน

ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา เส้นใยใหม่นอกเหนือจากคาร์บอนได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง และทังสเตนซึ่งมีจุดหลอมเหลว 3360°C ก็ได้รับความสนใจ มีความพยายามที่จะเปลี่ยนทังสเตนเป็นของแข็งหรือจากผงเป็นเส้นใย แต่ก็ไม่เป็นจริง ในปี 1905 A.Just และ F.Hanaman จากออสเตรเลียจัดการทังสเตนทางเคมีเพื่อผลิตได้สำเร็จ ทำให้เราได้รับประสิทธิภาพของคาร์บอนเป็นสองเท่า แต่มีข้อเสียตรงที่ไส้หลอดนั้นเปราะบางและจัดการยาก ในปี 1908 W. Dcoolidge ค้นพบว่าความแข็งแรงเชิงกลของทังสเตนได้รับการปรับปรุงโดยการใช้การประมวลผลประเภทต่างๆ เพื่อแก้ปัญหาความเปราะบางของทังสเตน

การประดิษฐ์หลอดไฟเติมแก๊ส

ปรากฏการณ์การดำคล้ำเกิดขึ้นในหลอดทังสเตนและไส้หลอดคาร์บอน I.Langmuir จากสหรัฐอเมริกาค้นพบว่าปรากฏการณ์สีดำของหลอดไฟเกิดจากการระเหยของไส้หลอดทังสเตน และพบว่าปริมาณการระเหยสามารถลดลงได้โดยการใส่ก๊าซเฉื่อยไว้ภายในหลอดไฟ นอกจากนี้ยังพบว่าก๊าซเฉื่อยทำให้ไส้หลอดถูกห่อหุ้มด้วยชั้นของก๊าซเฉื่อย ทำให้เกิดการสูญเสียความร้อน สรุปได้ว่าหลอดไฟที่เติมก๊าซจะสร้างการสูญเสียพลังงานเนื่องจากการนำความร้อนและการพาความร้อน แต่จะยับยั้งการระเหยของทังสเตน ปรากฎว่ามีความเป็นไปได้ที่จะมีขนาดใหญ่ขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้นในท้ายที่สุด เนื่องจากการสูญเสียความร้อนนี้ส่งผลต่อความยาวของไส้หลอด เราจึงประสบความสำเร็จในการลดการสูญเสียความร้อนโดยการเปลี่ยนไส้หลอดจากแบบเส้นตรงเป็นรูปทรงขด และหลอดบรรจุแก๊สแบบม้วนเดียวก็ถือกำเนิดขึ้น ในยุคแรกนั้นใช้ไนโตรเจนเป็นก๊าซเฉื่อย หลังจากนั้น อาร์กอนซึ่งมีค่าการนำความร้อนต่ำและมีน้ำหนักโมเลกุลมาก (ผลการยับยั้งการระเหยสูง) โดยมีไนโตรเจนจำนวนเล็กน้อยอยู่ในนั้น กลายเป็นกระแสหลัก

การประดิษฐ์ไส้หลอดแบบขดลวดคู่

ในปี 1921 Junichi Miura ได้คิดค้นไส้หลอดแบบขดลวดคู่ที่เพิ่มประสิทธิภาพด้วยการม้วนไส้หลอดแบบขดลวดเดียวอีกครั้ง ในตอนแรกไส้หลอดแบบขดลวดคู่นั้นถูกวางในแนวตั้งฉากกับกระเปาะ แต่พบว่าการวางในแนวตั้งทำให้สูญเสียความร้อนน้อยลงและประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น 5%

การประดิษฐ์หลอดฮาโลเจน

ในปี 1959 ชาวอเมริกัน E.G.Zebler ได้คิดค้นหลอดฮาโลเจน หลอดไฟฮาโลเจนมีลักษณะการทำงาน (อัตราการรักษาความเร็วแสงตลอดอายุการใช้งาน) แทบจะไม่เปลี่ยนแปลง การใช้ธาตุฮาโลเจนได้รับการวิจัยในปี พ.ศ. 2458 แต่ไม่ได้ทำการค้าเนื่องจากขาดการชี้แจงทางอุณหพลศาสตร์และเทคโนโลยีการประมวลผลแก้วควอทซ์ ก๊าซฮาโลเจนที่อยู่ในหลอดไฟจะแยกตัวออกเป็นอะตอมที่อุณหภูมิสูง และรวมตัวกับทังสเตนที่ระเหยกลายเป็นไอเพื่อสร้างทังสเตนฮาไลด์ที่มีความดันไอสูง ป้องกันไม่ให้ทังสเตนระเหยที่พื้นผิวด้านในของหลอดแก้ว กำลังทำอยู่ หากเก็บหลอดไฟไว้ภายในช่วงอุณหภูมิที่สารประกอบทังสเตนไม่กลายเป็นไอและแตกตัวด้วยความร้อน จะไม่เกิดสีดำ นอกจากนี้ เมื่อไส้หลอดร้อนขึ้นระหว่างการให้แสง ทังสเตนฮาไลด์จะแยกตัวออกเมื่ออุณหภูมิสูงถึง 1,400°C หรือสูงกว่า และทังสเตนจะกลับคืนสู่ไส้หลอด ดังนั้นเราจึงสามารถลดการสึกหรอของไส้หลอดได้ เพื่อให้เป็นไปตามเงื่อนไขเหล่านี้ จำเป็นต้องมีขนาดที่เล็กและผลผลิตสูง และใช้แก้วควอทซ์ทนความร้อนสำหรับหลอดแก้ว หลอดไฟฮาโลเจนซึ่งใช้งานจริงในปี 1959 เป็นหลอดไฟแบบสองขั้วที่เติมไอโอดีนและประกาศให้ใช้ฟลัดไลท์ เมื่อเร็ว ๆ นี้โบรมีนถูกปิดล้อมเพื่อรักษาเสถียรภาพของลักษณะชีวิต หลังจากนั้นจึงได้ปรับปรุงประเภทขั้วคู่และพัฒนาหลอดไฟประเภทขั้วเดี่ยว หลอดฮาโลเจนและหลอดไส้สำหรับให้แสงสว่างทั่วไปกำลังเลิกใช้ในยุโรป ค