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