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