Вакуумная лампа накаливания: ВАКУУМНАЯ ЛАМПА — это… Что такое ВАКУУМНАЯ ЛАМПА?

Классификация и обозначение ламп накаливания

Форма колбы, характерная лампам накаливания – каплеобразная, но есть и иные. Они вносят свой вклад в дизайн бытовых и офисных светильников.

Существуют лампы накаливания:

• общего назначения
• и лампы накаливания специального назначения.

Лампы накаливания общего назначения

Применяются при освещении квартир, административных и промышленных территорий, вечерних улиц и т.д. Такие лампы являются самым распространенным источником света во всех государствах и выпускаются в самых больших количествах. Однако по количеству разновидностей эти лампы составляют очень маленькую долю от общей номенклатуры всех ламп накаливания.

Лампы накаливания общего назначения рассчитаны на работы при напряжении 127 и 220 вольт и выпускаются с мощностью от 15 до 1000 ватт, причем лампы малой мощности (15 и 25 В) выпускаются с вакуумной колбой, остальные – с газонаполненной. Эти лампы производятся с резьбовыми цоколями Е14, Е27 и Е40.

Большинство ламп накаливания общего назначения выпускаются с колбой каплеобразной формы, но для установки в люстры или в различные декоративные светильники колба может иметь форму свечи, пламени, цилиндра и т.д. В лампах, наполняемых криптоном, изготавливаются колбы грибовидной формы, размеры которой заметно уменьшены. Такие лампы могут иметь мощность: 40, 60, 75 или 100 ватт.

В маркировке ламп накаливания общего назначения указываются их номинальное напряжение и мощность. В соответствии с российскими государственными стандартами в маркировке отражается также диапазон рабочих напряжений (к примеру, от 215 до 225 В). В маркировке указывается также тип лампы (В — вакуумная лампа со спиралевидным накаливаемым телом, Б — с нагнетенным аргоном и биспиральным накаливаемым телом, БК — с нагнетенным криптоном и биспиральным накаливаемым телом, МО — лампа для местного освещения). За обозначением типа лампы следует указание диапазона рабочих напряжений, и через дефис отражается мощность лампы.

К лампам накаливания общего освещения относятся также зеркальные лампы, имеющие особую форму колбы, оснащенные отражателем, оборудованные цоколями Е14, Е27 и Е40 (зависит от мощности). В маркировке российских ламп этого типа проставляется цифра 3.

Лампы накаливания специального назначения

Классификация ламп накаливания специального назначения гораздо шире, чем общего назначения. К специальным лампам относятся все транспортные лампы (автомобильные, авиационные, ж/д лампы, кораблестроительные, троллейбусные). Также специальные лампы накаливания применяются во многих видах оптических приборов, больших прожекторах, кинопроекторах, светоизмерительных приборах и так далее — всего около 4000 разновидностей. Обычно эти лампы производятся в соответствии с отраслевыми стандартами и с условиями заказчика и производителя, а не в соответствии с ГОСТ. Формы цоколей, колб, накаливаемого тела, а также напряжение и мощность ламп могут быть самыми различными.

Лампы накаливания получают электропитание от стандартной электросети. В процессе работы им не требуются дополнительные преобразующие или регулирующие устройства. Лампы вворачиваются в патрон и потребляют до 1000 Вт. В быту преобладают модели от 40 до 100 Вт.

Главный элемент электроники – Наука – Коммерсантъ

16 ноября 1904 года английский инженер Джон Флеминг запатентовал первую в истории электронную (электровакуумную) лампу — термионный диод, называемый также кенотроном. На протяжении всей первой половины XX века подобные лампы активно применялись в различных сферах электротехники: радиотехнике, телевидении, звуковых усилителях, крупных телефонных сетях и др. Во многом благодаря изобретению электронной лампы эти технологии стали более удобными для практического использования и нашли широкое применение.

Кенотрон — электровакуумный диод, который служит для выпрямления переменного тока, превращая его в постоянный, однонаправленный. Он состоит из отрицательно заряженного катода, представляющего собой металлическую нить, и положительно заряженного анода — пластины, загнутой и сомкнутой вокруг катода. Эти два электрода располагаются в вакууме. В 1883 году было открыто явление термоэлектронной эмиссии («эффект Эдисона»), заключающееся в том, что при нагревании металла электроны набирают достаточно энергии, чтобы вырваться. На этом феномене и сыграл Флеминг: когда катод накаливается, в имеющей противоположный заряд анодной цепи образуется электрический ток.

Автором этого изобретения мог бы стать и Томас Эдисон. После многочисленных опытов конце 1970-х годов с разными металлами в качестве нити для лампы накаливания он в 1879 году остановился на платиновой нити, а к 1883 году решил все-таки вернуться к угольной. И в том же году он, пытаясь продлить жизнь своих ламп, попробовал помещать их в стеклянную вакуумную колбу. Тогда ему уже было известно об однонаправленности протекания тока между нитью и анодом, но его интерес был сосредоточен лишь на температуре накаливания нити.

В 1904 году, в результате экспериментов с термоэлектронной эмиссией и лампами накаливания, Флеминг разработал устройство, которое назвал «осцилляционным вентилем», так как он пропускает ток только в одном направлении. Накаленная нить — катод — эмитирует электроны. Когда на аноде отрицательное (относительно катода) напряжение, эмитированные электроны возвращаются на катод, когда положительное — электроны устремляется к аноду, формируя ток. Позднее «вентиль Флеминга» стал использоваться как выпрямитель переменного тока и как детектор радиосигналов.

Вакуумные электронные лампы использовались в механизмах первых компьютеров, однако они были слишком громоздкими и тяжелыми (машина могла весить более 10 тонн из-за огромного количества необходимых для работы ламп, помещенных в специальные металлические шкафы). В наши дни активно используются значительно усовершенствованные потомки первых ламп Флеминга — десятки различных видов электровакуумных ламп с различным числом пар анод—катод — по-прежнему в радиотехнике, радиосвязи, телевидении, а также в военной и космической технике.

Петр Харатьян

Лампа накаливания The Thinner The Filament, The Greater The Resistance — Новости

Лампа накаливания Растворитель Филамент, Большой Сопротивление

1, кто изобрел лампу накаливания? Изобренный царь Эдисон был изобретен в 1879 году.

2, ладанная лампа, изготовленная из того, что сделал? Использование принципа теплового эффекта тока. Когда работает лампа накаливания, электрическая энергия преобразуется во внутреннюю энергию и энергию света.

3, производство ламп накаливания можно разделить на две категории? Проводники и изоляторы. К проводнику относятся: железная пряжка, оловянный блок, вольфрамовая проволока, металлический стент; являются изоляторы: стеклянный изоляционный слой, стеклянные столбы, стеклянные колбы.

4, лампа накаливания — это какой материал делать? Почему он светится? Могу ли я изготовить нити с другими материалами?

Нить накаливания лампы накаливания изготовлена ​​из вольфрама с высокой температурой плавления. Когда ток через температуру нити 2500 ℃ или более, лихорадка нити накала до состояния накаливания, выдает яркий свет, температура плавления других металлов ниже света нити накала, когда температура, легко расплава, поэтому не может использовать другой металл вместо вольфрамовой проволочной нити.

5, с длинной лампочкой стены Почему черный? Это нить после сублимации и конденсата в стене, вызванная стенкой.

6, обычное бытовое Лампа накаливания, выполненная из грушевидной формы?

Нить лампочки изготовлена ​​из металлического вольфрама. После питания, лихорадка нити, температура до 2500 ℃ или более. Сублимация вольфрама во время высоких температур, часть металлических вольфрамовых частиц с поверхности нити закончилась, прикрепленная к внутренней стенке лампы. Со временем лампочка станет черной, уменьшит яркость, повлияет на освещение.

Ученые в соответствии с газовой конвекцией — это функция снизу вверх, заполненная небольшим количеством инертного газа в колбе, а лампа сделана грушевидной. Таким образом, когда инертный газ в колбе передает, черные частицы металлического вольфрама испаряют большую часть частиц газа вверху, конденсация, осаждаемая в горлышке колбы, может держать стекло прозрачным, так что яркость лампы не влияет.

7, почему толщина стеклянной колбы однородная и очень тонкая? Это необходимо для предотвращения появления пузырьков стекла внутри и снаружи тепла, неравномерного расширения теплового расширения стеклянных ламп.

8, лампочка пряжки устанавливает почему шаблон? Чтобы увеличить трение между колпачком лампы и колпачком лампы.

9, в железной застежке пряжки и филаментном соединении между слоем изоляции стекла какая роль? изоляции.

10, почему вы хотите перекачивать в вакууме или заполняться каким-то инертным газом? : Поскольку вакуум и инертный газ являются горячим плохим проводником, его можно изолировать, а также предотвратить окисление нитей при высоких температурах. Заполненный некоторым инертным газом, также может уменьшить сублимацию вольфрамовой проволоки.

11, когда вакуумная лампа будет очень сломана, и почему?

Точно так же, когда вакуумная лампа упала на землю, чтобы сломать момент, потому что давление внутри лампы намного меньше атмосферного давления снаружи лампы, воздух вокруг колбы заполнялся вакуумной частью столкновения и издавался громким шум.

12, почему спиральная лампа накаливания? Это в основном для уменьшения потерь тепла нити во время подачи энергии для улучшения температуры накаливания и световой эффективности.

13, можете ли вы использовать внешний вид для определения мощности лампы? Можно. Чем толще нить, тем меньше сопротивление, номинальное напряжение одинаковое, тем больше номинальная мощность лампы; нить более тонкая, чем больше сопротивление, тем меньше номинальная мощность лампы.

14, почему использовать длинную лампу накаливания обычно меньше, чем те же характеристики новой лампы накаливания? Это связано с тем, что сублимация и истончение нити накаливания, так что сопротивление лампы становится больше, когда ток нити становится меньше, когда напряжение не изменяется, фактическая мощность становится меньше.

15, почему летом дома, чтобы открыть мощное кондиционирование воздуха и других электроприборов, внутренний свет тускнеет? Это связано с тем, что общая мощность в домашней схеме увеличивается, ток магистрали увеличивается, так что общее напряжение на дороге увеличивается, а затем напряжение на обоих концах лампы уменьшается, а фактическая мощность уменьшается.

16 нити сломаны, а затем круг, почему более яркие? Нить накала лампы накаливания разрушается, а длина нити становится короче, сопротивление становится меньше, напряжение на обоих концах лампы постоянное, а фактическая мощность лампы становится больше, а яркость становится ярче. Так как фактическая мощность лампы больше, чем номинальная мощность в это время, перегрев нити легче ударить.

17, когда свет включен или закрыт, когда радио будет «какой» шум? Этот шум является схемой, когда электромагнитные волны, излучаемые радиоприемником, получаемые в результате.

18, как долго жизнь накала?

Прекращение жизни лампы накаливания в основном связано с переломом нити. Таким образом, жизнь лампы накаливания зависит в основном от жизни нитей. Лампы накаливания, нить испаряется при высоких температурах, секция постепенно становится меньше, до некоторой степени происходит разрыв. Чем выше рабочая температура, тем быстрее испаряется нить и тем меньше срок ее службы. Уменьшите рабочую температуру нити, можно значительно уменьшить скорость испарения нити, она может значительно продлить срок службы нити. Но рабочая температура нити уменьшается, световая эффективность будет значительно снижена. Поэтому производитель после взвешивания жизни и эффективности света, чтобы определить подходящую рабочую температуру нити, работая при этой температуре, средний срок службы лампы накаливания составляет около 1000 часов.

19, лампочка с проломом Каковы причины?

Прямой причиной оборванного провода является то, что нить накачивается при высоких температурах. По целому ряду причин температура всей нити накала во время работы с лампами накаливания не может быть полностью однородной и повсюду. Когда температура места слишком высока, где нить (называемая горячими точками) из-за более высокой температуры, более быстрое испарение. Через определенный промежуток времени горячее поперечное сечение становится меньше, а сопротивление увеличивается, а затем более высокие температуры и более быстрое испарение. Таким образом, цикл, а не как долго, горячие точки на нити будут сломаны и станут точкой останова, что приведет к концу срока службы лампы. Квалифицированные лампочки работают при номинальном напряжении, некоторые лампочки короткой жизни в течение 500 часов или менее, длинные до 1500 часов и более.

Горячее пятно является основной причиной нормального сломанного провода, чтобы продлить срок службы лампы накаливания, ключ заключается в том, чтобы задержать горячие точки до скорости развития точки доступа горячей точки. Понятно, что поврежденный провод не вызван повреждением электрической мощности. Сломанная проволока полностью повреждена. Чтобы нить накалилась в одно мгновение, температура накала должна быть намного выше нормальной рабочей температуры. Пусковой ток лампы очень большой, но в конце концов это мгновенный ток холодного состояния, он исчезает, как только температура нити достигает нормальной рабочей температуры. То есть, мгновенный высокий ток присутствует в нити накала до высокотемпературной работы. Таким образом, ударная лампа накаливания не является основной причиной обрыва провода. Что касается многих ламп накаливания, которые произошли в светлый момент, это всего лишь феномен поверхности Бейл. Эти огни в свете горели мгновенно, филамент горячих точек был заметным, жизнь приближается к концу, даже в нормальном состоянии, но также не так много времени, когда горячие точки накаливания будут ломаться.

Для пользователя реальный способ задержать развитие горячих точек заключается в уменьшении рабочего напряжения лампы, чтобы уменьшить рабочую температуру нити накала, так что скорость испарения нити, которая эффективно продлевает срок службы нити накала. В случае высокого напряжения этот подход не только эффективен, но и необходим. В некоторых местах, ночное освещение линейного напряжения до 240 вольт, на этот раз средняя продолжительность жизни лампы накаливания будет всего около 300 часов. Если напряжение можно уменьшить до 200 вольт, средний срок службы новой лампы может быть увеличен примерно до 3600 часов. Но с уменьшением рабочего напряжения лампы яркость лампы также будет снижена до нормального уровня, когда около 70% или меньше.

— бывает двух видов. 1. Лампа вакуумного типа и 2. Лампа газонаполненного типа

Лампа накаливания

Нить этой лампы нагрета до уровня накаливания. Эти типы ламп называются лампами накаливания.

Есть два типа.

1. Лампа вакуумного типа и

2. Лампа газонаполненная

В лампах этого типа используется стеклянный колпак сферической формы. Стеклянный стержень закреплен в центре светильника.Этот стержень поддерживает провода, удерживающие нить. Верх лампы запломбирован. Штифты используются для удержания лампы в патроне.

Вакуумная лампа

В этой лампе воздух откачивается, чтобы защитить нить от сгорания кислородом, смешанным с воздухом.

Когда нить накала нагревается, из-за тока, проходящего через нить с высоким сопротивлением, движущийся электрон создает трение. Таким образом, в нити накала генерируется тепло. Когда температура поднимается до уровня накаливания, свет излучается нитью накала.Излучаемый свет отражается стеклянной крышкой сферической формы.

Газовая лампа

В вакуумированной лампе нить накала испаряется и оседает внутри стеклянного колпака после длительного использования, оставляя на стеклянном колпаке черный оттенок. Для устранения этого недостатка в лампе заправлены инертные газы. Присутствие инертного газа вызывает потерю тепла. Для компенсации теплопотерь нить изготавливается в виде спиральной проволоки. Увеличение длины нити приводит к увеличению мощности.

а. Принцип работы лампы накаливания или лампы накаливания

Как известно, при включении обогревателя в помещении он излучает красный свет с теплом при рабочей температуре 750oC. При этой температуре излучение производится инфракрасными лучами. Когда электрический ток проходит через тонкую металлическую проволоку, температура проволоки повышается. При низкой температуре выделяется только тепло, но при более высокой температуре световое излучение увеличивается. Лампа накаливания состоит из тонкой проволоки из высокоомного материала, помещенной в вакуумированную стеклянную колбу.Лампы этого типа эксплуатируются при температуре 2500oC.

Вольфрамовая нить накала закрыта в вакуумированной стеклянной колбе. Но чтобы продлить срок службы нити, некоторые химические вещества, такие как аргон, азот или неоновые газы, заполняются.

г. Свойства металла для нити

1. Может работать при высокой температуре, так как имеет высокую температуру плавления.

2. Он выделяет больше тепла, поскольку имеет высокое удельное сопротивление.

3. Сопротивление нити накала не может изменяться при рабочей температуре, поскольку она имеет низкий температурный коэффициент.

4. Из-за низкого давления пара не может образовываться пар.

5. Благодаря высокой пластичности может выдерживать механические колебания.

Нравится:

Нравится Загрузка …

№ 23: Вакуумная трубка

Сегодня мы находим забракованное изобретение, которое изменило наш мир. Колледж Хьюстонского университета Инжиниринг представляет серию о машинах которые заставляют нашу цивилизацию бежать, а люди чья изобретательность создала их.

«Эффект Эдисона» был название, данное явлению, которое Эдисон наблюдал в 1875 г. и уточнены позже, в 1883 г., когда он был пытается улучшить свою новую лампу накаливания. В эффект заключался в том, что в вакууме электроны текут из нагревательный элемент — как лампа накаливания нить накала — к более холодной металлической пластине.Эдисон не видел особая ценность в эффекте, но он запатентовал его в любом случае. Эдисон запатентовал все, что было видно. Сегодня мы называем эффект более описательным термином, «термоэлектронная эмиссия».

Теперь у эффекта Эдисона есть интересная особенность. Электроны могут течь только в одну сторону — от горячего элемент к прохладной тарелке, но никогда не наоборот — как вода, протекающая через обратный клапан.Сегодня мы называем устройства, которые пропускают электричество только в одну сторону, диоды.

В 1904 году наконец начали использовать эффект Эдисона. но не в лампочке. Радио было в зачаточном состоянии, и британский физик Джон Флеминг работал для британской компании «Беспроводная телеграфия». Он столкнулся с проблемой преобразования слабого переменного ток в постоянный ток, который может привести в действие счетчик или телефонную трубку.К счастью, Флеминг ранее консультировал Edison & Swan Электрическая световая компания Лондона. Связь внезапно щелкнуло в его голове, и позже он написал:

К моему удовольствию, я … обнаружил, что в этом Своеобразная разновидность электрической лампы, решение …

Открытие Флеминга раскрывает один из аспектов творческий процесс, который приходит к нам снова и снова.Креативный изобретатель черпает идеи из своих оригинальные контексты и использует их в новых контекстах. Он превращает хлебную форму в пенициллин, уголь в электричество — или, я полагаю, свинец в золото — потому что он не обязан держать каждую мысль в собственном контейнере.

Я Джон Линхард из Хьюстонского университета, где нас интересуют изобретательные умы Работа.

2yr.net — Музей коллекции старинных и старинных лампочек — История лампы накаливания

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ

ВАКУУМ, «ПРИБОРЫ», И ГАЗОВАЯ ЛАМПА

ВАКУУМ

вакуум был одним из элементов оригинальной лампы Эдисона и до сих пор находится в большинство ламп производятся сегодня.На заре производства ламп все лампы откачивались на ртутных насосах Sprengel, которые состояли из стеклянных «падающая» трубка, в которую ртуть позволила упасть. Падение трубы было соединенный вверху с патрубком, один конец которого был подсоединен к лампа должна быть истощена, другой конец подсоединен к верхнему резервуару Меркурий. Ртуть захватывала пузырьки воздуха из лампы, и ее вес заставлял пузырьки опускаются и выходят из конца спускной трубы, которая погружается в нижний резервуар ртути.Выкачивали ртуть из нижнего резервуара. обратно к верху винтовой помпой Архимеда.

Очень вакуумной лампе необходима высокая степень вакуума, но, поскольку она невозможно создать абсолютный вакуум, степень вакуума измеряется давление остаточных газов в баллоне. Атмосферное давление в море уровень составляет около пятнадцати фунтов на квадратный дюйм, что равно весу столб ртути высотой около 760 миллиметров. Степень вакуума измеряется в микронах, микрон составляет одну тысячную миллиметра, а в современных лампах степень вакуума часто меньше одного микрона ртутного давления или около миллионная часть атмосферы на уровне моря.

В июне, 1881 г. на то, чтобы погасить лампу, потребовалось пять часов, каждый оператор позаботился о пятьдесят насосов, по одной лампе на каждом насосе. Тогда главная трудность заключалась в том, что все еще получает влагу в виде водяного пара из лампы лампочка. Эта влага прилипает к поверхности стекла, и стекло должно быть нагревается, чтобы освободить его. Независимо от того, насколько горячая лампочка нагревается, больше влаги будет высвобождаться, если колба нагревается еще сильнее, поэтому лампы должны нагреваться во время истощения или незадолго до него, горячее, чем когда-либо будет в употреблении.В на практике их нагревают примерно до 300 ° C.

SPRENGEL ВАКУУМНЫЕ НАСОСЫ

Меркурий, падающий вниз по «падающей» трубе, захвачены пузырьки воздуха и таким образом истощена лампа. Первоначально на это потребовалось пять часов. Доработки сократили время до тридцати минут.

После выделяется влага, ее необходимо удалить из колбы. Ртутные насосы не вытягивал его, поэтому с самого начала он был поглощен фосфорной ангидрид, который находился в небольшой стеклянной чашке, прикрепленной к насосу.в в первые дни эта чаша с фосфором не располагалась достаточно близко к лампе и поглощение влаги должно происходить через стеклянную трубку длиной пять или шесть дюймов. Это было одной из причин того, что в 1881 году для гашения ламп потребовалось много времени. Позже это состояние было улучшено, сушилка была помещена как можно ближе к лампы, около 2½ дюймов, и это значительно сократило время выхлопа.

сам вакуумный насос был значительно улучшен, были использованы трубки большего размера, так что насос для его работы требовалось в три раза больше ртути.Сокращение, которое ограничили подачу ртути к насосу, заменили стекло на железо. Стакан схватки загрязнились и постепенно уменьшили поток ртути, но железо сделало не пачкаться и поддерживать работу насосов на полную мощность. Все эти изменения в конечном итоге сократилось время, необходимое для выхлопа лампы, до тридцати минут.

медные соединения нитей накала и соединения углеродной пасты высвободили много газа при нагревании. Прежде чем вакуум стал хорошим, наступил этап в котором он был проводящим.В этом состоянии, когда нить сгорала при высокая температура, этот перекрестный ток, проходящий через частичный вакуум и создающий голубое свечение в лампочке, нагревает докрасна соединения нити накала и заставляет выход газа. Сами углеродные нити при нагревании выделяют очень мало газа.

Состояние вакуума в ртутных насосах Sprengel обозначалось размером пузырьков газа, проходящих по спускной трубе насоса. Как вакуум улучшилось, эти пузыри становились все меньше и меньше, пока их не стало видно.Это состояние было известно как сплошная трубка, заполненная ртутью. без видимых пузырей. Это было признаком хорошего вакуума и затем лампа была запломбирована. Сплошная трубка показала вакуум в одну тысячную дюйм (около сорока микрон) ртутного столба или меньше. Эти ртутные насосы использовались с начала до 1896 г., когда химическая выхлопная система Малиньяни был введен процесс.

Малиньяни Химический выхлоп

Артуро Малиньяни был гением домашней инженерии.Он жил в городе Удине, в северная часть Италии, прямо у подножия австрийских Альп, где он построил для города электрическую осветительную установку и изготовил собственные электрические лампы. У него не было ртутных насосов, и его механический насос не годился достаточно вакуума, давление ртутного столба около одного миллиметра (1000 микрон) лучшее, что он мог получить. Он сделал великое открытие: когда у него был такой бедный вакуум в лампе, если он выделял пары фосфора в лампе, пока нить накаливания горела при сильном накале, а колба была полна голубого свечения, свечение внезапно исчезло, и возник высокий вакуум.

MALIGNANI CHEMICAL EXHAUST, 1896

Это химическое вещество метод улучшения относительно плохого вакуума, быстро получаемого поршнем вакуумный насос, необходимый в лампе, сокращает время выхлопа от получаса до менее двух минут.

Малиньяни покрасил внутреннюю часть выхлопной трубы лампы красным фосфором. Потом, когда нить накаливания была доведена до сильного накала, а колба была заполнена синее свечение, замкнул соединение помпы и лампы и нагрел выхлопной трубы достаточно, чтобы испарить фосфор.Это загнало пар внутрь лампа, голубое свечение исчезло, и в результате получился хороший вакуум.

Это изобретение произвело революцию в искусстве истощения ламп. Дженерал Электрик Компания купила патент Малиньяни в США и применила этот метод исчерпания лампы. Это позволило одному оператору с одним насосом выпускать лампу в минуту с более однородный результат, чем можно было бы получить старым методом, который требовал тридцать минут.

THE «ГЕТТЕРС»

Раньше истечение срока действия патента на лампу Эдисона в 1894 г., электрическая лампа Waring Компания продавала лампы под названием «Novak Lamps», которые вместо высокий вакуум, в лампах было небольшое количество паров брома, обычно около Давление 1½ миллиметра (1500 микрон) ртутного столба.Этот бром очень существенно уменьшил обесцвечивание, и то, что действительно произошло, было зеленоватым, а не черным. Считается, что молекулы углерода, отброшенные от лампы накаливания. нить накала в сочетании с парами брома с образованием зеленоватого соединения на лампочка. Бром постепенно израсходовался, и после нескольких сотен часов горения в лампе был хороший вакуум. Этот бром был тем, что сейчас называют «геттер», и это было первое, хотя и нереализованное использование геттера.

Когда Срок действия патента Эдисона истек, от производства этой лампы отказались в пользу лампа высокого вакуума.Лампа Novak была изобретена Джоном Уорингом, который руководил его производством. Он был человеком необычного характера и многообещающего, и его смерть, которая произошла из-за взрыва в его лаборатории, была глубоко сожалел все, кто его знал.

Слово «геттер» теперь применяется к любому активному агенту, используемому внутри лампы, либо для получения вакуума, либо для улучшения качества лампы, обычно предотвращая почернение луковицы.

Использование фосфора для улучшения вакуума, изобретенного Малиньяни, уже описано.Фосфор никогда не назывался «геттером» в связи с с химическим выхлопом Малиньяни.

В 1908 г. или в 1909 году Джон Т. Маршалл изобрел современный метод исчерпания лампы накаливания с вольфрамовой нитью без зажигания нити накала. Он покрыл нить и установите, окунув крепления в смесь фосфора и воды. После лампы были опломбированы, нить накаливания горела при сильном накале; синий появилось свечение, и образовался хороший вакуум.

фосфор теперь используется в качестве геттера для получения вакуума во всех вакуумных лампах, он наносится на нить в качестве покрытия.После закрытия лампы это покрытие газопоглотителя испаряется путем прошивки нити до яркого накаливания. В это время в лампочке появляется синее свечение примерно на второй. Исчезновение синего свечения всегда связано с «очистка» или снижение давления. Объяснение образование синего свечения выглядит примерно так: Под воздействием напряжение, приложенное к нити, электроны испускаются с отрицательного конца нить накала ускоряется с заметной скоростью к положительному концу.Если имеется достаточное количество молекул остаточного газа, большое количество между электронами и молекулами газа происходят столкновения, в результате которых молекулы ионизированы; то есть они диссоциируют на электрон и положительно заряженный остаток (положительный ион). Эти отдельные части естественно имеют тенденцию рекомбинировать, и в процессе рекомбинации испускается излучение, что воспринимается как синее свечение.

действие фосфора при вакуумировании или «очистке» Лампа, как ее называют, не совсем понятна, но считается, что она действует в два пути.Пары фосфора химически соединяются с кислородом и водяным паром, и продукты этих комбинаций переносятся в лампочку и удерживаются там. Также считается, что фосфор, сконденсировавшийся на колбе под условия, которые существуют, когда нить накаливания находится в состоянии интенсивного накала и синее свечение находится в лампе, поглощает другие газы, с которыми не соединяется химически, и держит их на лампочке. Эти газы могут впоследствии высвобождаться в их исходное состояние, если колба лампы нагревается до такой степени, что испаряется фосфор.

Многие были предприняты эксперименты по определению характера действия этих геттеров, и некоторые доказательства, хотя и не окончательные, были получены. В остаточные газы в вакуумных лампах после герметизации составляют в среднем около 25 микрон. В геттерных лампах это давление будет меньше одного микрон, когда лампа горела несколько секунд, при условии приложенного напряжения достаточно высока. В лампах ниже сорока вольт реакция идет намного медленнее, и может иметь различную природу.Есть данные, что реакция геттера с остаточным газом не является преимущественно химическим, поскольку такие газопоглотители, как фосфор, диоксид кремния, алюминий или оксид марганца при нанесении на нить накала в качестве геттера, очищает такие газы, как водород, азот, углерод монооксид, углекислый газ, кислород, водяной пар и, в меньшей степени, аргон, примерно с одинаковой скоростью и примерно с одинаковым остаточным давлением, независимо от какой геттер или газ используется. Химическое действие, вероятно, происходит между фосфор и кислород, а также водяной пар.В дополнение к любому действию, которое может происходить в паровой фазе, вероятно, самая важная реакция протекает разместить на стене лампы. Когда лампы с фосфором, кремнеземом, алюминием или поглотитель оксида марганца сгорел, поглотитель был брошен в колбу стены и газ был очищен, вторая очистка может быть получена путем впустить небольшое количество газа и снова включить лампу. Только ограниченный количество газа может исчезнуть на одном слое геттера в этом манера.Считается, что фосфор действует на протяжении всей жизни. лампы на случай выделения водяного пара внутри нее.

Общий вывод состоит в том, что очистка пылесосом должна быть в основном абсорбционной, геттером на стенке баллона газов, активированных каким-то образом электрический разряд достаточно высокого напряжения. Считается, что действие геттера фосфора сводится исключительно к созданию и поддержанию вакуума, так как он действует только на газы.

Есть другой тип геттера, используемый во всех вакуумных лампах с вольфрамовой нитью накаливания, действие из которых не для получения или поддержания вакуума, а для уменьшения почернения лампы.Этот геттер обычно представляет собой фторид, и теперь его применяют для нить в качестве покрытия. На практике его смешивают с фосфором, и смесь кладется на нить.

Когда лампа мигает, после истощения геттер испаряется и конденсируется на лампочка там, где осталась. За время жизни лампы летят молекулы вольфрама. от горячей нити к лампочке и медленно почерните лампочку, но покрытие геттера значительно снижает это почернение.

показано, что на колбе происходит реакция, предотвращающая почернение фтором. стены, поместив внутрь небольшой кусок стекла размером с десятицентовую монету. лампы и позволив ей защитить одно маленькое пятно на колбе от отложений. геттера, пока лампа мигает.Затем небольшой кусок стекла переместили в другое место, и лампа горела несколько часов. Пятно там, где находилось стекло во время вспышки лампы, темнеет намного быстрее чем остальная часть колбы из-за отсутствия геттера в этой точке. Этот Черное пятно имеет четко очерченные края и имеет ту же форму и размер, что и защитное стекло. Одно из объяснений профилактического почернения связано с некоторыми оптические эксперименты на ламповых заводах Philips в Эйндховене, Голландия. В Результаты этих экспериментов показывают, что частицы испаренного вольфрама содержатся в виде коллоидной суспензии в геттере, и в этом состоянии не будет поглощать так много света, как если бы он мог склеиваться и образовывать сплошной слой.Некоторые инженеры думают, что это отчасти связано с тем, что химическое действие.

Третий класс геттеров раньше использовался в значительной степени, но мало используется Теперь. Эти геттеры помещались в полость в опоре из стекловолокна, где из-за жары они продолжали подавать газ. Другой были использованы материалы, некоторые из которых выделяют газы, такие как кислород, или газообразный галоген, который соединяется с испаренным вольфрамом, образуя светлый осадок на лампочке.Хлорат бария является примером поглотителя кислорода. Это используется сегодня в лампах вакуумной серии, что является единственным применением на сегодняшний день геттера этот класс.

Немного кислород оказывает полезное геттерное действие на углерод, тантал или вольфрам. лампы. Во всех этих лампах опоры из окисленной меди, которые медленно высвобождались. кислород, дал лучшие результаты, чем подложки из неокисленного металла.

Другое геттеры этого третьего класса дают газы, которые являются галогеновыми соединениями и которые обладают регенерирующим действием, соединяясь с испаренным вольфрамом, неся его обратно и положив его на нить.

Вольфрам оксихлорид — регенеративный геттер. Хлорид калия таллия другой. Последний долгое время использовался в коммерческих целях на некоторых лампах. Когда температура состояние геттера было правильным, лампы оставались чистыми и не менялись в сопротивлении или мощности свечи. Но температурные условия менялись так сильно, что лампы дали переменные результаты, и геттеры больше не используются.

Геттеры также используются в газонаполненных лампах.Фосфор используется в газонаполненных лампах, наносится на нить, как в вакуумных лампах, и при испарении соединяясь с водяным паром и кислородом в лампе, таким образом очищая газ которым наполнена лампа. Углерод и углеродные соединения также используются в качестве геттеры в газонаполненных лампах. Они наносятся на нити в той же как поглотитель фосфора. Оба геттера заботятся о водяном паре и кислород — фосфор, возможно, имеет постоянное действие в течение жизни напольная лампа. Однако действие углерода прекратится, когда весь углерод будет был снят с нити.

Барий озоамид используется одним европейским производителем ламп в газонаполненных лампах. Это предотвращает почернение за счет выделения очень активного азота в сочетании с испаренным вольфрамом и водяным паром. Этот геттер разложен от тепла, когда после того, как лампа была исчерпана, она вспыхивает высоко в газе.

Скаупи Геттер

Франц Скаупи, австрийский химик, изобрел использование геттеров в металлической нити. лампы, чтобы уменьшить почернение колбы, вызванное отложением материал накаливания на колбе.Идея Скаупи заключалась в том, чтобы использовать в лампе химикаты. который превратит этот черный налет в один из более светлых оттенков, так что меньше света будет отрезано от нити накала в течение срока службы лампы. В химические вещества, используемые Скаупи, не улучшили вакуум; напротив газ была намеренно сформирована в колбе при горении ламп. Это было противоположно тому, что инженеры по лампам сочли желательным, поскольку считали, что ничего не должно быть сделано, чтобы ухудшить вакуум. Следовательно, изобретение Скаупи тем более похвально.Он подал заявку на патент США, который был выдан в ноябре 1915 года.

В Геттер Скаупия некоторые химические соединения галогенной группы элементов (фтор, бром, йод, хлор) попадают внутрь колбы и остаются там после завершения изготовления лампы. Эти соединения будут распадаются при нагревании, высвобождая некоторые из атомов используемого элемента галогена, скорость выпуска в зависимости от температуры и давления.

Для Например, с хлоридом таллия (который использовался в коммерческих целях) газообразный хлор является эволюционировал, который соединяется с вольфрамом, образуя хлорид вольфрама, который по цвету светлее, чем сам вольфрам.Если газообразный хлор выделяется в правильной скорости, нагревая хлорид таллия до нужной температуры, он в сочетании с вольфрамом, который испаряется из нити накала при горении лампы, не повреждая саму вольфрамовую нить. Если он развивался слишком медленно, осадок будет содержать черный вольфрам из-за недостаточного количества хлора Газ выделяется, чтобы соединиться со всем вольфрамом, который испаряется. Если развился слишком быстро, сама вольфрамовая нить будет повреждена, что приведет к сокращению жизнь лампы.Поэтому важно, чтобы геттер хлорида таллия держать при заданной температуре во время горения лампы.

Это было достигается путем вставки геттера в полость на конце стеклянной оправки поддерживая анкеры накала, верхний конец оправки сделан из стекла трубка. Геттер удерживался на месте стекловатой, а конец трубки сужены для предотвращения выпадения геттера и шерсти.

В На практике использовалось соединение двойного галогена, хлорид таллия калия, химическая комбинация двух солей, хлорида калия и хлорида таллия.Хлорид таллина легко поглощает водяной пар и был склонен делать это до того, как стал вставил лампу. Водяной пар очень вреден для лампы, так как вызывает лампа быстро темнеет. Двойной хлорид плохо впитывает водяной пар.

Использование геттеров было особенно желательно в лампах больших размеров, так как такие лампы в течение срока службы чернеют в большей степени, чем лампы нижнего мощности. Это связано с тем, что отношение поверхности колбы к поверхности нити накала становится меньше в лампах с более высокой мощностью, вызывая более плотный налет на лампочка.Таким образом, геттер Скаупи использовался на 100-ваттных и более мощных моделях. 110-вольтовые типы ламп. Также было обнаружено, что его геттер был настолько активен, что было непрактично использовать его в лампах меньшей мощности, так как это нельзя было предотвратить от нападения на нить.

Это дорогостоящее производственное предложение по изготовлению полой оправки для удержания геттера. Этот метод и его расположение оказались единственными практичными с этим геттер, чтобы он достиг нужной температуры.Много были проведены исследования, чтобы увидеть, могут ли другие химические соединения использоваться с более простая производственная конструкция или возможность использования аналогичных химические реакции в лампах меньшей мощности.

ЛАМПА ВОЛЬФРАМА С «ГЕТТЕРОМ» СКАУПИ, 1912 г.

Химические вещества называемые «геттерами», в полом конце стеклянного стержня, поддерживающего нить накала, испаряющаяся при горении лампы, уменьшая почернение колбы.

Др.Геттер йодида калия Fink

Доктор. Колин Г. Финк изобрел геттер, который использовался в 1912 году в меньших размерах лампы, а именно от 15 до 40 Вт для цепей 110 В. Он состоял из иодид калия смешанный с водой, капля которого была нанесена на конец стеклянная беседка, удерживающая нить, после чего капля была высушена путем запекания установил нить накала в духовку до того, как крепление было запаяно в колбе.

Калий йодид не так активен, как хлорид таллия, но был коммерчески пригоден для лампы меньшей мощности, хотя это было непрактично для использования на 60-ваттных и лампы большего размера.В течение срока службы лампы йодид разлагается под действием тепла. из нити накаливания выделяются пары йода, которые соединяются с испаряет вольфрам, образуя в колбе светлый осадок.

Needham’s Геттер

Гарри Х. Нидхэм из General Electric Company изобрел геттер, который был более активнее, чем у доктора Финка, но в меньшей степени, чем у Скаупи, и подходит для детей от 25 до 60-ваттные 110-вольтовые лампы, в которых он использовался.Патент был подан в Октябрь 1912 г., предоставлено в июне 1916 г., распространяется на способ применения. и использование двойных галогеновых солей, таких как криолит, который представляет собой комбинацию фторид натрия и алюминия, который использовался в коммерческих целях.

двойная соль была смешана со связующим веществом, таким как жидкое стекло, капля которого была установите анкеры, поддерживающие нить, следя за тем, чтобы геттер не касался нити накала, так как в противном случае нить потерпеть неудачу в точке соприкосновения.

ЛАМПА ВОЛЬФРАМА С РЕЖИМОМ НИДЕМА, 1912 год

Этот метод Применение значительно упростило конструкцию лампы. Используемые химикаты сделали геттер применим в лампах меньшего размера.

Затем геттер сушили, запекая держатели нити в печи, прежде чем они вставил лампочку. В течение срока службы лампы тепло от нити накала разложил криолит с выделением газообразного фтора, который объединился с испаряющий вольфрам, образуя осадок светлого цвета.

Красный фосфор был смешан с этим газопоглотителем, лампа была разряжена и запечатана без зажигания нити. После того, как цоколь был надет, лампа погасла. медленно загорается в первый раз, постепенно увеличивая приложенное напряжение к нему. Это называется «мигание», и поэтому красный фосфор в газопоглотителе нагрелся и испарился, улучшив вакуум в в соответствии со схемой Малиньяни, как описано ранее.

Friederich’s Геттер кислорода

Эрнст Немец Фридрих изобрел геттер, состоящий из кислородного соединения, хлорат бария используется в коммерческих целях.Он подал заявку в июне 1913 года на патент. в этой стране, который был предоставлен в сентябре 1917 года. Хлорат бария был позже смешанный с диоксидом марганца, который действовал как катализатор; то есть это помогал в расщеплении хлората бария, чтобы он отдавал газообразный кислород при нагревании. Красный фосфор также был смешан с этим газопоглотителем, как и в случае с Нидхэмом. схема, но геттер располагался в пустотелом конце стеклянной беседки поддерживая якоря нити, как в конструкции Скаупи. Он использовался в лампы мощностью 150 Вт и выше и теперь используются в лампах вакуумной серии.Кислород газ, выделяемый теплом нити накала, разлагающий барий хлорат в сочетании с испаряющимся вольфрамом образует светлый депозит.

Гилла Невидимый геттер

Фредерик У. Гилл из General Electric Company подал заявку на патент в июне 1915 г. который был предоставлен в ноябре 1918 г., покрывая геттер, который можно было применять непосредственно к нити. Первый коммерчески используемый геттер, заменяющий Геттер Нидхема — обычная поваренная соль (хлорид натрия), растворенная в воде. и брызнул на крепление.Красный фосфор был включен в геттер как в Схема Нидхема. Когда лампа зажглась впервые, натриевая хлорид сразу испарился с нити и сконденсировался на стенках лампочка в невидимом слое.

Уход был следует проявлять осторожность, чтобы не распылять слишком много на крепление, так как слишком большое количество раствор может привести к тому, что лампочка станет радужной. Это привело к развитию другого используемого в настоящее время метода, также защищенного патентом, установки геттера на нить таким образом, чтобы наложенная сумма могла быть более точной контролируется.

жидкость смесь, состоящая из фторида железа, натрия или криолита (натрий-алюминий фторид) состоит из красного фосфора и пушечной ваты, растворенной в спирт, эфир и амилацетат. Нарисованная вольфрамовая проволока перед тем, как ее надеть анкеры пропущены через эту пасту, которая образует покрытие на проволоке. В Проволока с покрытием затем пропускается через простой раствор пушечной ваты, чтобы дополнительное защитное покрытие, которое сохнет и затвердевает на проволоке.

НАПОЛНЕННЫЙ ГАЗОМ ЛАМПА

Доктор.Ирвинг Ленгмюр присоединился к сотрудникам исследовательских лабораторий General Electric. Компании в Скенектади в 1909 году, когда они находились в разгаре работы доктора Кулиджа. изобретение пластичного вольфрама и его применение в лампах накаливания. Один из неприятности, как было объяснено, были любопытным явлением «смещение», тенденция к делению нити на мелкие секции короткой длины, которые скользили боком друг по другу. Д-р Ленгмюр предпринял исследование этого явления, которое привело его к изучению данного газа. отключается вольфрамовой нитью при очень высоких температурах.

необходимость высокой степени вакуума оказалась еще более важной. в вольфрамовой, чем в угольной лампе накаливания. Мощность свечи, выдаваемая лампа в течение срока службы уменьшается по мере горения, причем уменьшение в основном связано с почернение колбы из-за того, что материал покидает нить накала и оседает на ней. внутреннюю поверхность колбы, тем самым отключая свет, излучаемый нить. Считалось, что почернение луковицы могло быть вызвано незначительные следы газов в баллоне, быстрое движение молекул газа ударяясь о поверхность нити, вызывая ее распад.Некоторые инженеры думал, что распад может быть из-за химического или электрического воздействия газов и другие думали, что это могло быть из-за истинного испарения.

Исследование остаточных газов в вакуумной лампе

Это Таким образом, выяснилось, что исследование следов газов в колбе было желательно, так как их устранение может улучшить лампу. Попытки улучшить лампы, получая более высокий вакуум, чем обычно, не увенчались успехом, и в то время как оказалось, что при эксплуатации нити накала при ее нормальной температуре вакуум постепенно улучшался до уровня лучше, чем тот, который можно получить непосредственно с помощью при любом известном методе вытяжки имелись явные признаки того, что чрезмерное почернение был вызван несовершенным выхлопом.Слабые следы остаточных газов были в такие незначительные количества, что их давление было меньше, чем это возможно измерение с помощью самого чувствительного вакуумметра. Неспособность улучшить лампа с новым методом выхлопа может означать, что вакуум не был улучшилось, так как давление было слишком низким для измерения.

остаточные газы в баллоне после того, как он был истощен примерно до одного микрона или менее, установлено, что состоит из водяного пара, паров масла (углеводородов), углерода монооксид, диоксид углерода и водород.При работе нити накала выше ее нормальной температуры, больше газов выходит, и оказалось, что эти газы не только исходил от нити накала, но из-за тепла выходили газы из якорей, вводные провода и стекло тоже. Фактические газы от нити накала были было обнаружено небольшое количество, поскольку более поздние работы показали, что очевидно неисчерпаемый запас газа изнутри нити накаливания производился ее разложение воды и паров углеводородов, присутствующих при чрезвычайно низких давлениях в лампочке.Фактические газы внутри нити были в основном углеродными. монооксид и небольшое количество водорода и углекислого газа. Газы из анкеров и подводящих проводов тоже было мало. Если бы лампочки были снаружи нагревается, чтобы получить более высокие температуры, чем получаемые от нить накала, большое количество газов было вытеснено из стекла. Эти газы были в основном водяным паром, небольшим количеством углекислого газа и газом. меньшее количество азота.

определение этих газов было большим достижением, так как это было необходимо для ДокторЛенгмюру разработать специальный аппарат для качественного и количественного анализа. анализы для определения пяти различных газов из одного кубического миллиметр общего объема. До сих пор было невозможно сделать определения, когда были задействованы такие небольшие количества.

Малый количество различных газов, давление до одной десятой миллиметра, было затем поместите в лампы, чтобы изучить их действие. Было обнаружено, что водород диссоциирует, то есть молекулы водорода распались на два своих атома, в которых состояние газ химически очень активен.Сухой водород не имел ни малейшего склонность к почернению луковицы. Кислород соединяется с горячей нитью накала, образуя оксида, который покрыл колбу невидимым слоем, но не вызвал почернение. Азот не повлиял на нить накала, но в сочетании с вольфрам, который испарился с нити накала, изменив цвет отложения с черного на коричневый. Окись углерода ведет себя почти так же, как азот, и поэтому не может нести ответственность за почернение. Углекислый газ атакует нить накала, производя оксид вольфрама, диоксид углерода, восстанавливающийся до монооксида, но без почернение луковицы.

Вода Было обнаружено, что пар даже при очень низком давлении вызывает почернение. Это было удивительно, поскольку ни один из его компонентов, водород и кислород, не действуя в одиночку, производит почернение. Объяснение, кажется, состоит в том, что водяной пар, идущий при контакте с горячей нитью разлагается, кислород соединяется с вольфрам, который откладывается на колбе. Химически активный атомарный водород образовавшийся разрушает отложения оксида вольфрама и восстанавливает его до металлического вольфрама, снова образуя водяной пар.Этот цикл можно повторять бесконечно, так что небольшое количество водяного пара быстро почернеет лампочку.

изучалось действие многих других газов и паров, среди которых хлор, бром, йод, сера, фосфор, фосфин, соляная кислота, метан, аргон и т. д., но ни в коем случае эти газы не вызывают почернения, если позаботились о том, чтобы они были очень сухими. Поведение аргона было интересно. При давлении выше пяти микрон и ниже одного микрона свечение происходит в лампочке, ток течет от одного плеча нити к другому через газ.Из-за этого так называемого «эффекта Эдисона» лампа почернела. быстро. Небольшое количество аргона, которое может присутствовать в обычной лампе, могло однако не вызывают такого почернения.

Это исследование привело доктора Ленгмюра к выводу, что если почернение луковиц обычные лампы возникли из-за несовершенного вакуума, должно быть, из-за водяного пара. Он разработал новые методы создания чрезвычайно высокого вакуума, улучшив вакуум. от миллионной до гораздо менее миллиардной доли атмосферы.Дополнительный были приняты меры предосторожности, чтобы удалить все следы водяного пара и убедиться, что что водяной пар не образовывался при нагревании колбы, лампы даже работали луковицы полностью погружены в жидкий воздух в течение всего срока службы.

неожиданным результатом его работы стало то, что при всех этих мерах предосторожности лампы были не лучше лучших ламп, которые регулярно производились на заводе. Казалось, что не было никакой надежды улучшить лампу за счет лучшего вакуума, вакуум в обычной лампе достаточно хороший.Исследования показали однако, что, за исключением водяного пара, наличие газа в небольших количествах в лампах накаливания с вольфрамовой нитью не вызывают почернения, и это единственный одной из предполагаемых причин почернения, которая не была исследована, была истинное испарение нити. Этого он, вероятно, никогда бы не получил обнаружил, если бы он не попытался найти объяснение различных обнаружены явления, а не путем поиска определенного объекта.

Тестировать от теории о том, что истинное испарение является причиной почернения, д-р.Langmuir провел множество экспериментов по определению скорости потери веса вольфрама. нити работали при различных температурах. Фактические результаты согласованы замечательно хорошо согласуется с теоретическими цифрами, которые указывают на то, что почернение хорошо сделанных ламп накаливания с вольфрамовой нитью вызвано истинным испарением нить.

Введение газов при атмосферном давлении

Это было возможно, что присутствие химически инертного газа внутри колбы будет уменьшить скорость испарения нити при условии, что явление просто испарение.Это чем-то похоже на эффект давления воздуха. имеет температуру кипения воды. На уровне моря вода закипает при 212 град. F .; в на больших высотах, где давление воздуха меньше, температура кипения меньше. Таким образом, если в лампе будет давление газа, это может замедлить испарение нити накала, хотя обычно обнаруживалось, что наличие значительное количество газа вызвало увеличение скорости распада раскаленный металл. Доктор Ленгмюр показал, что при низком давлении газов, за исключением водяной пар и аргон, не вызывали почернения колбы и, следовательно, не вызывает распада в обычном смысле слова, и этот водород, пары азота, аргона и ртути казались химически инертными по отношению к вольфраму при высокие температуры.

Тестировать это была сделана лампа накаливания с вольфрамовой нитью, которая была тщательно заполнена осушенный и очищенный водород при атмосферном давлении. Нить накала проходила при такая же температура, как и у вакуумных ламп, работающих при мощности одного ватта на свечу. Потеря тепла из-за его отвода от нити газом составляла настолько велика, что на каждую мощность свечи требовалось 17 Вт (менее 0,6 люмен на ватт), фактически производимого этой лампой. Тепло отводится от нити накала путем ее контакта с газом, по тому же принципу, что и заставляет ручку кочерги нагреться, когда другой конец вставлен в Огонь.Кроме того, нагретый газ поднимается вверх, циркулируя в баллоне и образуя конвекционные потоки, тем самым быстро передавая тепло в верхнюю часть лампочка. Вот почему потребовалось вложить гораздо больше электроэнергии (ватт) в нить, чтобы поддерживать ее при той же температуре, что и в вакуум, где эти тепловые потери не происходят.

Это лампа, заполненная водородом, горела более 360 часов, не показывая почернение колбы, но потеря тепла была настолько велика, и многое другое электрическая энергия требовалась для поддержания нужной температуры, чтобы она была непрактично с коммерческой точки зрения.Впоследствии выяснилось, что в то время как теплопроводность водорода высока по сравнению с другими газами, количество электроэнергии, необходимой для работы лампы, было необычно большим, потому что при высоких температурах молекулы водорода распадаются на два своих атома (как Доктор Ленгмюр ранее обнаружил), поглощая дополнительное количество электрического энергия.

экспериментов затем были опробованы вольфрамовые нити в парах ртути при атмосферном давлении. давление и теплопотери за счет конвекции оказались крайне малы в по сравнению с водородом, настолько мал, что нить накала может работать около в минуту при яркости 21½ люмен на ватт.Эксперименты показали, что наличие Пары ртути очень сильно замедляли скорость испарения нити. Затем был опробован азот при атмосферном давлении, который оказался полностью инертным. к высокотемпературной вольфрамовой нити. Сравнительно мало тепла был снят с нити большого диаметра, работающей близко к ее плавлению. температура, чтобы он мог работать некоторое время при 22 люменах на ватт. В температура плавления вольфрама, теоретически дает эффективность около 25 люмен на ватт в вакууме.Скорость испарения вольфрама при высокая температура в азоте также оказалась ниже, чем в вакууме.

Небольшое повышение температуры нити, что требует небольшого увеличения в электрической энергии (ваттах) значительно увеличивает количество света это дает. Однако это делается в жертву жизни лампы. В скорость испарения нити при данной температуре, как было установлено, быть меньше в газе, чем в вакууме, следующее, что нужно было определить, было ли нить накала не могла работать в газе при более высокой температуре (и поэтому получить больше света за ту же жизнь), чем возможно в вакууме, но не требуется больше ватт для получения фактической мощности свечи.Другими словами, это было возможно, что газонаполненная лампа, имеющая недостаток в больших тепловых потерях на конвекцию, можно было бы сделать более эффективной, чем вакуумную лампу, не имеющую этого инвалидность, обе лампы имеют одинаковый срок службы. Поэтому было проведено тщательное исследование. соблюдение законов тепловой конвекции от волокон при высоких температурах в различных газах, так как знания по этому вопросу были крайне скудными.

Исследование рассеивания тепла от горячих проводов

Доктор.Ленгмюр учился за границей в 1903-1905 гг. И провел несколько исследований воздействие сильно нагретых платиновых проволок в диссоциирующем паре и других парах и газы. Он заинтересовался законами рассеяния тепла от горячих проводов, и когда он вернулся в эту страну, он продолжил это расследование, но у него было мало возможностей поэкспериментировать, пока он не вошел в Исследовательские лаборатории компании General Electric. Некоторые эксперименты он проведенный в Питтсфилде, в 1911 г., посвященный электронагревательным приборам, расширил его знания.

Далее Затем были проведены эксперименты по определению законов тепловой конвекции путем работа с платиновыми проволоками в воздухе, двуокиси углерода, водороде и вольфраме провода в водороде, азоте, парах ртути и аргоне. Он обнаружил, что жара потери зависят от температуры, в соответствии с простой функцией тепла проводимость газа, а также зависит от диаметра проволоки по довольно сложной формуле. Отсюда он вывел уравнение который он мог рассчитать тепловые потери из провода при любой заданной температуре в различных газах.Это показало, что тепло, теряемое конвекцией, увеличивается. (около высоких температур) довольно медленно с повышением температуры в в случае азота и паров ртути, но очень быстро увеличивается в случае водород. Он также показал, что потери тепла от очень маленьких проводов, таких как диаметром около одной тысячной дюйма, мало чем отличался от проволоки в несколько раз больше этого диаметра. Это было совершенно неожиданно; можно было бы подумать что если размер и, следовательно, поверхность проволоки будут увеличены вдвое, коэффициент количество потерянного тепла увеличилось бы вдвое, но это не так.

Доктор. Ленгмюр объясняет это тем, что проволока или нить накала в случае лампа, кажется, удерживает слой горячего газа толщиной около шестой дюйма, который прилегает к нему, причем толщина этой газовой пленки не зависит (в пределах определенные пределы) диаметра нити. Уменьшение вдвое диаметра Таким образом, нить накала не уменьшает вдвое толщину нити за счет газа. фильм. Например, нить накала диаметром две шестых дюйма будет с ее газовая пленка, имеет диаметр четыре шестых дюйма.Нить одной шестой дюйм в диаметре, что на 50 процентов меньше, чем у первого, имеет диаметр три шестых дюйма с его газовой пленкой, которая на 25 процентов меньше, чем показатель первого (четыре шестых по сравнению с тремя шестыми). Следовательно эффективная охлаждающая поверхность тонкой нити относительно больше, чем у толстая нить. Из этого видно, что с небольшими проводами выделяется больше тепла. пропорционально проигрывает, чем с большими проводами.

необходимо повышение температуры из-за наличия газа в баллоне при около атмосферного давления, чтобы газовая лампа могла работать при такая же эффективность, как у вакуумной лампы, поэтому будет намного больше с тонкими нитями, чем с толстыми.Так, что касается азота, доктор Ленгмюр По оценкам, нить диаметром 1,1 тысячных дюйма (размер вольфрамовой нити 25-ваттной 110-вольтовой вакуумной лампы) должен был бы работать около 2600 град. C. чтобы дать девять люмен на ватт, текущая эффективность вакуумная лампа мощностью 25 ватт. 25-ваттная вакуумная лампа сейчас работает примерно в 2050 году. град. давая срок службы в тысячу часов, и если работать при 2600 град. будет продолжаться около половины час. Таким образом, будет видно, что снижение скорости испарение (и, как следствие, увеличение срока службы) из-за газа должно быть очень хорошо справляется с недостатком газа в лампах малого диаметра. нити.

на с другой стороны, нить диаметром 13 тысячных дюйма, которая была бы размер нити накала в вакуумной лампе на 1000 ватт, 110 вольт, если такая лампа были сделаны, придется работать только в азоте при 2300 град. по сравнению с 2200 град. C. в вакууме для той же эффективности. Вакуумная лампа мощностью 1000 Вт работал на 2200 град. дала бы тысячу часов жизни, и если бы работала при 2300 град. продлится около шестидесяти часов. Таким образом, с толстыми лампами накаливания газа не должно быть так велико.

Эти расчеты не доказали, что введение газа даст лучший лампы, но указал, что если бы это было возможно, то можно было бы сделать больше легко за счет использования нитей большого диаметра. Ничего не указывало, как велико уменьшение испарения, так что его нужно было бы найти экспериментально, но расчеты показали, каким образом эксперименты должно проводиться.

Экспериментальный Газонаполненные лампы с вольфрамовой нитью

Доктор.Ленгмюр сделал два набора толстых ламп накаливания, один из которых работал в азоте. при атмосферном давлении, а другой — в вакууме. В обоих наборах нити эксплуатировались с той же эффективностью, чтобы результаты жизни могли быть в сравнении.

Азотная лампы вышли из строя. Это было очень обескураживающим и, вероятно, обычным экспериментатор закончил бы исследование. Но доктор Ленгмюр создал теория о том, что лампы с азотом должны быть лучше, его бывшая эксперименты, показывающие, что испарение нитей в газе было меньше в вакууме, хотя его протяженность не была определена.Казалось, что протяженность должна быть достаточно большой, чтобы преодолеть недостаток дополнительных тепловых потерь. из-за газа при условии использования толстых нитей. Эта вера ободрила его чтобы продолжить свои исследования, но перед повторной попыткой экспериментов он осторожно исследовал лампы, которые он проверил, чтобы увидеть, сможет ли он найти ключ к разгадке. покажите ему причину их неудачи.

He заметил, что отложение испаренного материала с нити находилось в верхней части луковицы, где он должен был быть, будучи перенесенным циркулирующими токами газа в колбе, но нагар был черным вместо коричневого.В предыдущих экспериментах с азотом он обнаружил, что в противном случае черный осадок вольфрама превратился в коричневый из-за образование нитрида вольфрама. Казалось странным, что этого не произошло в эти лампы, поэтому он пришел к выводу, что там должен был быть какой-то след воды пар в газообразном азоте, который был ответственным, несмотря на необычайно меры предосторожности, которые он принял, чтобы предотвратить его присутствие.

ГАЗОВАЯ ЛАМПА ИЗ ВОЛЬФРАМА, 1913

Эта лампа, изобретенный докторомИрвинг Ленгмюр был вдвое эффективнее в больших размерах, чем вакуумная лампа. Колба была заполнена газообразным азотом примерно при атмосферном давлении. давление. Нить была свернута.

Он тогда повторили эксперименты, приняв еще большие меры предосторожности, чтобы устранить любые водяного пара, и на этот раз его эксперименты увенчались успехом. Нити он использовались были относительно очень большими, от двух до четырех сотых дюйма в диаметре, требующие от 20 до 60 ампер тока. Такие лампы для цепей на 110 вольт потреблял бы от 2000 до 6000 ватт и был бы очень большим по сравнению с с обычными вакуумными вольфрамовыми лампами накаливания 25, 40 и 50 Вт, используемыми в домашний, и большой даже по сравнению с самой большой вакуумной лампой, сделанной тогда для коммерческого освещения, потреблявшего 500 Вт.

Доктор. Затем Ленгмюру пришла в голову идея о том, что эффект большой нити накала может быть получается путем правильной намотки маленького. При разработке таких спиральных нитей очевидно было желательно наматывать нить на оправку размером можно получить преимущество большого диаметра. Также было желательно чтобы катушки располагались как можно ближе друг к другу. Вольфрам — относительно мягкий материал при рабочих температурах этих ламп. Если оправка слишком большая использовались, вес нити сильно вырывал спираль. через несколько часов, так что тепло, теряемое конвекцией, увеличится.Этот провисание провода также может позволить нижним виткам катушки коснуться каждого другое и короткое замыкание, поэтому расстояние между витками катушки не должно быть слишком маленький. Тщательный эксперимент показал, что определенные размеры оправок и расстояния между ними дала наилучшие результаты. Затем он смог сделать газовую лампу, взяв чуть меньше десяти ампер и потребляя 1000 ватт в цепях на 110 вольт, который был вдвое эффективнее вакуумной лампы при том же сроке службы. Дальше опыт позволил изготовить лампу мощностью 750 Вт и эти лампы были поставлены на рынке в конце 1913 г.Доктор Ленгмюр подал заявку на патент в апреле 1913 года. который был предоставлен в том же месяце 1916 года.

В заказе чтобы отличить вакуум от газовой лампы, первая называется Лампа MAZDA B, последняя — лампа MAZDA C. Если эти обозначающие буквы после торговая марка MAZDA была желанной во время прессования лампы накаливания производилась коммерчески, прессованная лампа накаливания была известна как Лампа MAZDA A.

DR.ЛАНГМУИР И Г-Н. ЭДИСОН, 1922

Когда мистер Эдисон посетил исследовательские лаборатории в Скенектади в 1922 году, как показал доктор Ленгмюр ему лампу мощностью 30 000 ватт, которую он изготовил для экспериментальных целей. Это самая большая лампа из когда-либо созданных, мощность 100 000 свечей.

Истощение ламп газонаполненных

Проблема истощения влаги в газовой лампе настолько велика, если не в большей степени, чем в вакуумной лампе. Так же необходимо избавиться от этой влаги в газовой лампе и это труднее потому что синее свечение ионизации, которое очень помогает в прояснении влага с фосфором в вакуумной лампе не появляется в газовая лампа.Другие средства, которые не так просты и легки, как очистка с фосфором, необходимо использовать для избавления от влаги. Промывание влажность с сухим газом является наиболее практичной и в настоящее время используется на заводе упражняться. Необходимо несколько стирок; сухой воздух можно использовать для первого промывки и сухой азот для более поздних.

Высокая вакуумные насосы не нужны при вытяжке газонаполненных ламп, потому что промывка удаляет весь воздух и другие газы и пары, не требуя высокий вакуум в любое время.Насосы, используемые в этой работе, имеют большую производительность и создают вакуум около двух десятых дюйма (около 800 микрон). Когда эти лампы закрыты, в них содержится достаточное количество аргона (около 15 процентов азота), чтобы давление внутри лампы было равным атмосферному. давление, когда лампа горит.

Хотя фосфор не удаляет влагу в газовой лампе, как в вакуумная лампа, она хорошо защищает от оставшейся влаги. после того, как лампа будет опломбирована.В газонаполненных лампах он надевается на нить накаливания как в вакуумных лампах. Также используются углерод и углеродные соединения, эти и фосфор, возможно, продолжающий действовать в течение срока службы ламп в забота о водяном паре и кислороде. Однако действие углерода прекратите, когда весь углерод будет удален с нити.

Предыдущая Попытки сделать газонаполненные лампы

Упоминание было сделано, что некоторые российские ученые пятьдесят лет назад пытались сделать лампы с графитовой горелкой, работающей в газообразном азоте.В 1878-9 гг. Сойер попытался сделать то же самое, как уже было сказано, и потерпел неудачу. Даже Эдисон пробовал использовать азот в экспериментальных лампах, которые он сделал в начале восьмидесятых, после того, как он изобрел свою практичную вакуумную лампу, и он тоже потерпел неудачу.

Эдисон знал, что азот охладит нить накала, и пытался компенсировать это за счет используя нить меньшего сечения. Он не знал, почему он потерпел неудачу, но обнаружил, что его газовая лампа прослужила только одну двадцатую вакуумная лампа с такой же эффективностью.Даже после успеха доктора Ленгмюра Исследовательская лаборатория компании General Electric не смогла произвести Углеродная лампа с газовым наполнением ничем не уступает вакуумной угольной лампе.

Лампа «Новак», упомянутая ранее, некоторое время производилась в г. 1892 г., в котором содержался газообразный бром под давлением около двух тысячных долей. части атмосферы, нельзя рассматривать как газонаполненную лампу. Суды решил, что это вакуумная лампа, и поэтому посягнул на основную вакуумную лампу Эдисона. лампа патент.Геттерные лампы в том виде, в котором они были изготовлены изначально, с небольшими следами газа. возникла в результате горения ламп, их тоже нельзя назвать газонаполненными. поскольку вакуум в таких геттер-лампах составляет не менее одной тысячной части атмосферного давление, тогда как газ в лампе, изобретенной доктором Ленгмюром, составляет около атмосферное давление.

В этом связи Доктор Ленгмюр обнаружил, что материальной выгоды в том, чтобы иметь давление газа в баллоне намного больше, чем в атмосфере.Даже если это было желательно, могла возникнуть опасность взрыва лампы. Газ вставьте грушу при давлении чуть ниже атмосферного, чтобы при лампа горит и нагревается, газ расширяется до давления примерно равного к атмосфере.

Коммерческий Разработки газонаполненной лампы

были выпущены первые коммерческие лампы мощностью 1000 и 750 Вт для цепей на 110 вольт. сделано с круглыми лампочками. Циркулирующие токи газа в колбе при нарастании сделал основание довольно горячим, тепло передавалось в гнездо, удерживающее напольная лампа.Чтобы снизить температуру основания и патрона, форма колбы был изменен путем надевания на верхнюю часть колбы трубчатого стеклянного горлышка, диск из слюды, предотвращающий циркуляцию газа в шейке. Более простой формы Вскоре была принята прямосторонняя лампа, которая позже была заменена на грушевидную форма.

Как искусство изготовления ламп MAZDA C прогрессировало, стало возможно делать меньше размеры. В июле 1924 г. были выпущены лампы мощностью 500 и 400 Вт для цепей на 110 вольт. разработанные, эти лампы из-за их меньшего диаметра нити накаливания не будучи столь же эффективными, как и большие размеры.Однако они были значительно эффективнее, чем лампы MAZDA B того же размера, которые потом исчезли из магазин.

MAZDA C LAMP, ЯНВАРЬ 1914 г.

Стеклянная горловина была надеть колбу, слюдяной диск, предотвращающий попадание циркулирующего горячего газа база.

серии Лампы MAZDA C также были произведены, которые вытеснили ранее использовавшиеся вакуумные лампы. Эти (а также прежние вакуумные лампы) были более эффективны с 6.6-амперная нить накала обычных размеров, поэтому 6,6-амперная цепь для уличное освещение стало стандартом.

Лампы для цепей 220 вольт, но, конечно, не могли быть выполнены в виде небольшой размер, как для 110 вольт, так как нить накала 220 вольт меньше в диаметр, чем у 110 вольт для данной мощности. Концентрированная нить лампы для проекционных служб были также разработаны для таких целей, как прожектор, кинопроекция и др.

MAZDA C LAMP, ИЮЛЬ 1914

Прямая сторона Используемая колба — слюдяной диск, отводящий циркулирующий горячий газ от основания.

настолько высок КПД лампы MAZDA C и простота и удобство лампа накаливания настолько велика, что угольная дуговая лампа постепенно перемещены и в настоящее время практически исчезли из употребления. Единственные другие формы В настоящее время используются электрические осветительные приборы — дуговые лампы с магнетитом, используемые на улицах. освещение и дуга на парах ртути Купера-Хьюитта, часто используемая в фотографии. Магнетитовая дуга дает яркий белый свет. Ртутная дуга ценный в фотографии из-за высокой актинической ценности его света, фотографический негатив особенно чувствителен.

MAZDA C LAMP, 1915

Лампа грушевидной формы примерно как сейчас привык.

Still Были разработаны лампы MAZDA C меньшей мощности для цепей 110 В, 200 и 300-ваттные лампы поступают в продажу в октябре 1914 года. Газ аргон с небольшой количество азота использовалось и используется в настоящее время из-за его более низкой теплопроводности, с меньшим охлаждением нити. Лампы поэтому более эффективные и можно производить лампы MAZDA C меньшей мощности, которые эффективнее, чем лампы MAZDA B такой мощности и напряжения.В то время как Dr. Ленгмюр обнаружил, что чистый аргон в лампе является проводником электричества, поэтому этот ток будет проходить по дуге от одного конца нити к другому, лампа, таким образом, короткое замыкание, также было обнаружено, что такие условия были устраняется добавлением около пятнадцати процентов газообразного азота к аргону. Аргон является одним из компонентов воздуха, но присутствует только в небольших количествах, около половины одного процента. Необходимость разработки процесса для получить аргон в разумных количествах, чтобы пройти некоторое время, прежде чем газ стали доступны в достаточных количествах, чтобы сделать лампу, наполненную аргоном, коммерческой.Этот газ сделал возможным изготовление ламп, потребляющих ток до пол ампера. Поэтому в цепях на 110 В доступна лампа на 50 Вт, минимальная мощность, естественно, уменьшается с уменьшением напряжения. Таким образом на Могут быть схемы на 60 вольт, лампы на 25 ватт; 15 ватт на 30 вольт; и т. д. Это предел в полампера не совсем подходит для очень низких напряжений, как в таких корпусах нить накала намного короче, и поэтому количество проводимого тепла от подводящих проводов становится пропорционально больше, так что минимальный размер увеличивается с лампами очень низкого напряжения.

Вкл. Цепи автомобильного освещения 6-8 вольт лампа головного света MAZDA C мощностью 21 свеч в настоящее время является стандартом, это требование закона для использования этой лампы в определенных состояния. Лампа потребляет около 2½ ампер.

Это неэкономично использовать лампы MAZDA C меньшего размера, чем указанные выше, потому что, хотя их можно сделать, их эффективность не будет лучше чем у вакуумной лампы за ту же жизнь. Их можно заставить дать более высокую эффективность, но соответственно сократится их жизнь.Как искусство прогресс, возможно, когда-нибудь появится возможность изготавливать лампы MAZDA C еще меньшего размера что было бы более эффективно, чем лампы MAZDA B той же мощности и но иметь такую ​​же жизнь.

Лампа накаливания | The Economist

На момент написания статьи вы все еще могли купить их в Лондоне пачками по шесть штук из-под прилавка в хозяйственном магазине, так же нервно, как подросток может купить презервативы или пачку сигарет. Но их дни сочтены. Они уже ушли из магазинов Австралии и Бразилии.К концу 2011 года их продажа будет запрещена в Великобритании, производство прекратится в Японии, а исчезновение начнется в Соединенных Штатах и ​​усилится по всей Европе. Следовательно, они умрут не от этого знакомого «пинга!» и «Ах, дерьмо!», но с более тихим затемнением, как темная вуаль конденсата на очень старом стекле. Тем не менее, кажется правильным говорить о лампах накаливания в прошедшем времени.

Вероятно, это был наименее эффективный из когда-либо изобретенных способов получения света, нагревая вольфрамовую нить в вакууме до температуры 3100 ° F (1704 ° C), раскаленную добела.Около 90% энергии приходилось не на свет, а на тепло, что мгновенно обнаружит любой, кто слишком быстро заменит лампочку. Но они также создали красивое слово «лампа накаливания» или, по крайней мере, использовали его в повседневной жизни. Люминесцентные и люминесцентные лампы могли быть более добродетельными, но они светились тусклее, и поэты их меньше любили.

Люминесцентные лампы могли быть более добродетельными, но они светили более тускло, и поэты любили их меньше

Свет, излучаемый лампами накаливания, был ярким, белым и ровным.Тех, кто привык к газу или свечам, их непоколебимый взгляд нервировал. Они мгновенно включились, потрясая помятого спящего в его постели, и так же мгновенно выключились («Ой, извините!»), Споткнув пенсионера на лестнице. Следователи направили их прямо в глаза подозреваемому, и голая лампочка, свисавшая с проволоки, стала синонимом ужаса. Ночь превратилась в полный день, без всякой двусмысленности, на главной улице, в столовой и библиотеке; люди могли торговать, есть и читать, пока их головы не опускались на стол, а ненужное солнце не поднималось над подоконником.

Их рождение в начале 19 века оспаривалось Дэви, Гроувом, Де ла Рю и Суоном, но их продвижение в 1880-х годах во всем было связано с трудолюбивым Томасом Эдисоном. Он предоставил динамо-машины, генераторы и электростанции, без которых лампочки были бы несущественными безделушками, и осветил ими Нижний Манхэттен. Эдисон также изо всех сил старался найти идеальную нить, пробуя карбонизированную нить, волосы бороды и очень плотно скрученные визитные карточки, прежде чем осветить идеальный материал, бамбук из Японии.На своих фабриках он нанял когорты искусных стеклодувов и легионы слепцов.

Несмотря на то, что новые лампы были чрезвычайно трудоемкими, их производство было более 200 этапов, но их свет был дешевым. Он стал еще дешевле, когда после 1906 года их можно было экструдировать с помощью перфорированных конвейерных лент по дюжине за раз. Их аргументом всегда была экономия. Одна лампочка могла гореть 1200 часов или, в случае 4-ваттной лампочки, которая все еще мерцает на пожарной станции в Ливерморе, Калифорния, с маленьким американским флагом, застрявшим под ней, более ста лет.Столетие чудо-лампочки отметили тортом и вечеринкой.

Mementoes of Eden

У ламп накаливания были свои причуды. Они могли взорваться дождем из почти невидимых, но смертоносных осколков. Когда они взорвались, они стали причиной пожара, разрушив, среди прочего, парк развлечений Dreamland на Кони-Айленде. Они могли отказаться загораться без видимой причины из-за какого-то бесконечно малого разрыва нити накала. Мертвая лампочка, потрясенная около уха, издавала тихую жалобную музыку.

Но это были прекрасные вещи. Прозрачный или слегка матовый; их серебристые нити прекрасны, как паутина или часы из одуванчиков; их невесомость слегка теплая в руке, как взорванное яйцо; и форма простой красоты, как капля слезы или груша, или тот первый запретный плод, низко висящий в Эдемском саду. Когда в 1883 году г-жа Корнелиус Вандербильт, одетая для маскарадного бала под названием Electric Light, увенчала свой атлас и бриллианты большой лампой накаливания, это ничего не умаляло элегантности схемы.

Без них это неизвестное количество поляков, баптистов или продавцов автомобилей, вероятно, будет подниматься по лестницам; шутки безопасны. Глотатели луковиц и глотатели найдут другую еду. Но «момент лампочки», мгновенное вдохновение больше не подходят для более медленно светящихся новых разновидностей. Genius будет гореть ниже и немного круче. Мир станет тусклее.

Поэтому неудивительно, что повсюду голоса протестовали против их исчезновения. Люди плакали, что новые виды света вызовут у них мигрень и эпилептические припадки.Магазины были разграблены, полки опустели. Начались кампании по сохранению луковиц. Купание в их слишком ярком, расточительном свете превратилось в некое виноватое удовольствие, как абсент или шоколадный крем. Научные и медицинские аргументы против их замены никогда не выдерживали критики. Но их любили за то, что они когда-то олицетворяли: практичность, экономичность и простоту, а также свет.

Ann Wroe: редактор некрологов, The Economist

Патент США на кремниевые лампы накаливания с вакуумной герметизацией (Патент №5,285,131, выданный 8 февраля 1994 г.)

Настоящее изобретение в целом относится к миниатюрным лампам накаливания и, в частности, к источнику света накаливания с силиконовой нитью и вакуумной герметизацией.

Миниатюрные лампы накаливания использовались в дисплеях в 1970-х годах. См. P.M. Альт, «Характеристики и особенности конструкции тонкопленочного вольфрамового матричного дисплея», IEEE Trans. Electron Devices, том ED-20, стр. 1006-1015, ноябрь 1973; и Ф. Хохберг, Х.К. Зейтц, А. Браун, «Тонкопленочный интегрированный дисплей лампы накаливания», IEEE Trans. Electron Devices, vol ED-20, pp. 1002-1005, Nov.1973. Эти устройства, состоящие из тонкопленочных вольфрамовых нитей, подвешенных на стеклянной подложке, были изготовлены с использованием технологии гибридных схем.Совсем недавно миниатюрные источники света накаливания были изготовлены с использованием технологии кремниевых интегральных схем (ИС). См. H. Guckel and D.W. Бернс, «Интегрированные преобразователи на основе излучения черного тела от нагретых пленок поликремния», Transducers ’85, стр. 364-366, 11-14 июня 1985; и Г. Лэмб, М. Джабвала и А. Берджесс, «Широкополосный инфракрасный источник на интегральной схеме», NASA Tech. Трусы, стр. 32, март 1989 г. В этой более поздней работе элемент накаливания представлял собой электрически нагреваемый поликристаллический кремниевый микромостовой резистор, расположенный на несколько микрометров над кремниевой подложкой и подвергающийся воздействию воздуха.Guckel et al. продемонстрировали использование этого устройства для создания полностью кремниевого оптического ответвителя.

Даже несмотря на то, что нити из поликремния, описанные в Guckel et al. и Lamb et al. способны работать при высоких температурах, они не изолированы от окружающей среды и поэтому подвержены загрязнению частицами или, возможно, повреждению, вызванному физическим контактом. Кроме того, срок службы устройства ограничен окислением обнаженной кремниевой нити при работе на открытом воздухе.Guckel et al. предположили, что срок службы может быть увеличен, если нити будут покрыты нитридом кремния, чтобы снизить скорость их окисления.

С учетом вышеизложенного, целью настоящего изобретения является создание микролампы, в которой проблемы окисления и загрязнения по существу устранены.

Более конкретно, целью настоящего изобретения является создание микролампы с вакуумным уплотнением.

Дополнительные цели и преимущества изобретения будут изложены в нижеследующем описании и частично будут очевидны из описания или могут быть изучены при практическом применении изобретения.Цели и преимущества изобретения могут быть реализованы и получены с помощью средств и комбинаций, конкретно указанных в формуле изобретения.

Настоящее изобретение направлено на микролампу. Микролампа может содержать подложку, в которой сформирована полость. В полости может располагаться поликремниевая нить. Предусмотрено оконное средство для вакуумного уплотнения полости. Излучение, испускаемое нитью накала, видно через оконные средства.

Этот источник света накаливания с силиконовой нитью и вакуумной герметизацией может быть изготовлен с использованием технологии IC. Лампа накаливания может включать в себя сильнолегированную нить из поликремния p +, покрытую нитридом кремния и заключенную в герметичную (в перспективе 80 мТл) полость. Нить накала может быть электрически нагрета для достижения максимальной температуры в диапазоне 1500-1600 К, что соответствует максимальной длине волны приблизительно 2 мкм. Мощность, необходимая для достижения этой температуры для нити накала 350.умноженное на 3 × 1 мкм 3 составляет 3-4 мВт. Полость может быть закрыта окном из нитрида кремния, через которое видно излучение, испускаемое нитью накаливания. Время выключения для прибора 350 мкм составляет 2-4 мс.

Прилагаемые чертежи, которые включены в описание и составляют его часть, схематически иллюстрируют предпочтительный вариант осуществления изобретения и вместе с общим описанием, данным выше, и деталями предпочтительного варианта осуществления, приведенными ниже, служат для объяснения принципов изобретение.

РИС. 1 схематично показано поперечное сечение источника света накаливания или микролампы в соответствии с настоящим изобретением.

РИС. 2 представляет собой схематическое поперечное сечение реального источника света накаливания в соответствии с настоящим изобретением.

РИС. 3 — схематический вид сверху источника света накаливания в соответствии с настоящим изобретением.

РИС. Фиг.4 (a) -4 (k) схематически иллюстрируют процесс изготовления микроламп в соответствии с настоящим изобретением.Левая фигура представляет собой продольный вид, а правая фигура представляет собой вид в разрезе левой фигуры.

РИС. 5 представляет собой графическое изображение измеренного спектра оптического пропускания для мембраны из нитрида кремния с низким уровнем напряжений толщиной 1,3 мкм.

РИС. 6 — графическое изображение ВАХ микролампы для герметичной микролампы: (a) в вакуумной камере с откачкой при 1 атм, (b) в вакуумной камере с откачкой при 5 мкТл для проколотой микролампы, (c) в откачиваемая вакуумная камера при 1 атм, и (d) в откачанной вакуумной камере при 5.mu.T.

РИС. 7 — графическое представление ВАХ нити накала микролампы.

РИС. 8 — графическое представление оптической мощности микролампы по отношению к приложенному напряжению, измеренному пироэлектрическим детектором.

Подробно ссылаясь на чертежи, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые части на нескольких чертежах, и первоначально на фиг. 1 проиллюстрирован герметичный микроминиатюрный источник света накаливания или микролампа 10 в соответствии с настоящим изобретением.Как показано, микролампа 10 включает в себя нить накаливания 12, встроенную в герметичную полость 14, которая закрыта окном 16. Полость сформирована в подложке 18. Окно 16 пропускает излучение черного тела нити накала с очень низкими потерями.

В лампе 10 устранены проблемы как с окислением, так и с загрязнением. Поскольку нить накаливания 12 находится в вакууме, она не может окисляться. Кроме того, окно 16 защищает хрупкую нить накаливания 12 от внешнего загрязнения или физического воздействия.Лампа может работать даже в жидкости.

С нитридом кремния, используемым в качестве материала окна, можно создавать активные устройства, такие как полевые МОП-транзисторы или биполярные транзисторы, на одной и той же подложке после того, как процесс создания микроламп завершен. Таким образом, микролампы легко интегрируются с активными схемами.

Огнеупорные материалы могут использоваться в качестве нитей в микролампе или в различных вариантах, таких как микровакуумная усилительная трубка. Эти материалы включают тугоплавкие металлы: вольфрам, тантал, платину, палладий, молибдий, цирконий, титан, никель, хром, никель-хром плюс, возможно, проводящие соединения, такие как силициды титана, циркония, гафния, ниобия, тантала, хрома, молибдия. , вольфрам, железо, кобальт, никель, платина и палладий.Возможны и другие подобные материалы.

Помимо дисплеев и оптических соединений, микролампа 10 подходит для высокоэффективных термопечатающих головок, поскольку нить накала требует небольшого количества энергии для достижения температуры 1300K. Корпус из нитрида кремния обеспечивает отличную износостойкость при контакте с бумагой. Лампа также может быть передатчиком для оптопары, изготовленной на микросхеме. У конструкции есть потенциальные биомедицинские приложения, которые особенно привлекательны из-за корпуса лампы и возможности работы в жидких средах.Он может действовать как источник инфракрасного излучения для черного тела и может быть выполнен в виде плоской решетки. Если бы он столкнулся с рядом инфракрасных (ИК) детекторов, это могло бы быть очень полезно для измерения поглощения ИК-излучения в промежуточных слоях ткани или других материалов.

Технология производства микроламп также может быть применена для создания микромашинных вакуумных ламп. Например, вакуумный диод с микромеханической обработкой может быть изготовлен путем создания накаливания катодной нити и анода внутри одной герметичной камеры.Катодный материал должен иметь низкую работу выхода и высокую плотность носителей для получения значительной термоэлектронной эмиссии электронов.

РИС. 2 показано поперечное сечение реального устройства. В этой структуре нить накаливания 12 помещена между анизотропно протравленной кремниевой V-образной канавкой 20 в подложке 18 и окном 16 из нитрида кремния с низким напряжением, которое прозрачно для излучения черного тела нити накала. Окно герметично закрывает полость 14 во время нанесения нитрида кремния.В этой структуре кремниевые стенки 21 и 22 с V-образной канавкой являются частичными отражателями для излучения нити накала. Максимальная глубина V-образной канавки составляет примерно от 20 до 25 мкм.

Кремний прозрачен для длин волн более 1,1 мкм, отражая более короткие волны; поэтому это зеркало не подходит для инфракрасного излучения. Коэффициент отражения инфракрасного излучения кремниевых стенок можно улучшить, если они сильно легированы. Мы ожидаем, что коэффициент отражения стенок также можно улучшить путем осаждения или роста тонкого SiO.суб.2 фильм.

Тепловой радиатор может быть выполнен из поликремниевой нити шт. +. Нить 12 может быть покрыта нитридом кремния с низким напряжением. Проводящее поликремний и изолирующее покрытие из нитрида кремния могут иметь толщину от 0,9 до 1 мкм и от 0,3 до 0,5 мкм соответственно. Нити длиной от 110 до 510 мкм (с интервалами 40 мкм) могут быть изготовлены за один проход пластины. Нити с покрытием из нитрида кремния могут работать при более высоких температурах, чем нити без покрытия, поскольку температура плавления нитрида кремния составляет 220 К (по сравнению с 1900 К для кремния).Таким образом, даже если кремниевая нить плавится, она удерживается на месте «оболочкой» из нитрида кремния или защитным слоем, который ее окружает.

В процессе работы нить накаливания нагревается электрическим током до тех пор, пока она не начнет светиться. Максимально достижимая температура определяется скоростью разложения нитрида кремния и ожидаемым сроком службы микролампы. Исследования, проведенные на объемных образцах нитрида кремния, показывают, что скорость испарения нитрида кремния начинает быть значительной при 1900K, что соответствует пику в спектре испускаемого излучения примерно 2.мама.

Материал окна, нитрид кремния, прозрачен для длин волн от 0,28 до 8 мкм. Таким образом, окно пропускает большую часть излучения, испускаемого нитью накаливания. Окно должно быть достаточно толстым, чтобы допускать незначительный прогиб из-за разницы давлений между камерой и внешней средой. Для этой цели достаточно толщины окна от 2,5 до 2,8 мкм.

Герметизация полости достигается заполнением боковых каналов 24 травления (см. Также ФИГ.3) с дополнительным нитридом кремния после высвобождения нити накала и протравливания V-образной канавки. Подобный метод уплотнения для датчика абсолютного давления обсуждается в S. Sugiyama, T. Suzuki, K. Kawahata, K. Shimaoka, M. Takigawa и др., «Micro-diaphragm sensor sensor» Tech. Дайджест, Международная конференция по электронным устройствам IEEE, стр. 184-187, 1986.

Обычно каналы полностью заполнены нитридом кремния. Поверхность нитрида кремния около уплотнения канала травления может быть очень гладкой и может не иметь следов трещин.

После герметизации вакуума над лампой можно без труда изготавливать полевые МОП-транзисторы или биполярные устройства на одной и той же пластине. Таким образом, микролампа легко интегрируется с активной схемой возбуждения.

Процесс изготовления микролампы показан на фиг. С 4 (а) по 4 (к). Процесс может начинаться с кремниевой пластины 30 <100>. На пластину может быть нанесен тонкий слой 31 низконапряженного нитрида кремния толщиной 0,5 мкм, который протравливается для определения края кремния V- канавка.(Фиг.4 (а)). За травлением следует последующее осаждение 0,7 мкм фосфосиликатного стекла (PSG) 33 для создания разделительного слоя между нитями и подложкой; таким образом, кремниевый травитель может течь под нитью после протравливания прокладки. Слой PSG имеет рисунок, соответствующий кремниевой V-образной канавке, чтобы обеспечить максимально возможную планаризацию, поэтому требуется точное совмещение. (РИС. 4 (b). Эта первая пленка из нитрида кремния не требуется, и точное выравнивание не требуется, если ее пропускать.

За травлением PSG следует нанесение 0,3 мкм низконапорного нитрида кремния 34, который составляет основу нити. После осаждения остаточный оксид нитрида кремния удаляется HF-погружением и выращивается 1 мкм нелегированного поликремния 35. Затем пластина подвергается ионной имплантации бором, чтобы поликремний стал проводящим. Кулачок ионного имплантата не требуется, если выполняется на месте осаждение поликремния, легированного бором. (См. Фиг. 4 (c)).

Затем поликремний 35 подвергается плазменному травлению, а остаточный оксид на нижнем слое нитрида кремния осторожно удаляется.Затем осаждают слой нитрида кремния 36 с низким напряжением толщиной 0,3 мкм, чтобы сформировать верхнюю часть уплотнения нити. (Фиг.4 (d)). Обратите внимание, что очень важно удалить остаточный оксид нижнего нитридного слоя. Если остаточный оксид удалить, оба слоя нитрида кремния (верхний и нижний) склеятся. Считается, что связь усиливается за счет присутствия бора из поликремниевой нити. Затем на верхний и нижний слои нитрида кремния наносится рисунок для образования покрытия из нитрида кремния вокруг нити 37, так что она полностью герметична.(Фиг.4 (е)).

Затем наносится толстый слой 38 PSG толщиной 3 мкм с образованием стеклянной мезы поверх нити 37 (фиг. 4 (f)). Вафли нагревают до 1050 ° С. C. в течение 30 минут, чтобы активировать легирующие нити и оплавить толстое стекло PSG. После оплавления меза PSG протравливается в буферной HF. Этап оплавления необходим для достижения удовлетворительного травления мезы PSG. Если этап оплавления не выполняется, влажный травитель проникает в оксид на границе раздела между нитью и PSG, создавая длинные каналы внутри мезы.

После формирования мезы выполняется последующее нанесение 0,8 мкм PSG для формирования бокового канала травления. (Фиг.4 (g)). Высота этого канала может быть уменьшена. Каналы травления могут иметь высоту 0,15 мкм. Стекло канала травления также удаляется в некоторых областях, чтобы обеспечить фиксацию окна из нитрида кремния.

После травления PSG любой остаточный оксид на нитридных участках осторожно удаляется и наносится слой 40 толщиной 1 мкм из низконапряженного нитрида кремния.(Фиг.4 (h)). Этот слой составляет примерно половину толщины окна из нитрида кремния. Слой нитрида формируется и травится по периферии V-образной канавки, вплоть до PSG канала 41 травления. Эти отверстия на нитриде являются отверстиями для травления, ведущими к каналам травления, через которые протравливается расходный PSG и кремниевая подложка. .

После создания отверстий для травления пластину погружают в концентрированную HF на 2,5 минуты, чтобы удалить PSG под окном из нитрида кремния и под нитью накала.(Фиг.4 (i) Затем пластины погружают в нагретую концентрацию КОН на 90 минут, чтобы протравить V-образную канавку на кремниевой подложке.

Пластины или образцы затем очищаются, и любой остаточный оксид удаляется из нитрида кремния с помощью HF. Затем наносится дополнительный слой 42 нитрида кремния, заполняющий отверстия для травления и герметично закрывающий полость, содержащую нить накала. (Фиг.4 (j)). После этого шага открываются контактные отверстия, пластины металлизируются и спекаются.(Фиг.4 (k)).

Более подробное описание процесса изготовления микролампы приведено в Приложении I:

Источник инфракрасного излучения 10 из микромашинного кремния с вакуумной изоляцией может быть легко интегрирован с МОП-схемами или биполярными схемами. Продемонстрированная технология может быть расширена для создания вакуумной трубки с микромашинной обработкой.

Стехиометрический нитрид кремния прозрачен для излучения с длинами волн от 0,28 до 8 мкм. Окно из нитрида низкого напряжения не является стехиометрическим и имеет состав Si.sub.1.0 N 1.1 и показатель преломления 2,4. ИНЖИР. 5 показано оптическое пропускание низко напряженной мембраны из нитрида кремния толщиной 1,3 мкм, измеренное с помощью спектрофотометра FTIR. Колебательный характер пропускания вызван помехами в тонкой мембране. Нитрид прозрачен от 0,5 до 8 мкм; следовательно, он пропускает большую часть излучения, испускаемого нитью накаливания. Увеличение края поглощения с более низкой длиной волны в нитриде с низким напряжением по сравнению со стехиометрическим нитридом ожидается из-за избытка кремния в пленке.

Качество нитридного уплотнения проверялось следующим образом. Сначала были измерены ВАХ с низким смещением герметичного устройства внутри вакуумной системы как при атмосферном давлении, так и при 5 мкТл. Затем окно из нитрида кремния было проколото тонким зондом, и измерения были повторены. ИНЖИР. 6 показаны I-V кривые как для запечатанных, так и для проколотых устройств. Для герметичных микроламп (точки данных (а) и (б)) на ВАХ нет зависимости от давления в вакуумной системе. Однако для проколотых устройств характеристики (точки данных (c) и (d)) сильно зависят от давления в вакуумной системе.Сходство в зависимости точек данных (а), (б) и (г) указывает на то, что фоновое давление в герметичных устройствах представляет собой хороший вакуум.

РИС. 7 показаны электрические характеристики устройства с микролампой с поликремниевой нитью длиной 350 мкм и шириной 5 мкм. Первоначально сопротивление устройства увеличивалось, поскольку поликремний имеет положительное значение TCR. При более высоком смещении возникает точка перегиба P, в которой сопротивление фактически уменьшается. На этом этапе поликремниевая нить могла быть достаточно нагрета, чтобы вызвать термический пробой.Для напряжений выше, чем в точке P на фиг. 7, электрические характеристики необратимы, и устройство обычно не эксплуатируется в этой области.

РИС. 8 показывает оптическую мощность микролампы как функцию приложенного смещения, измеренную оптическим пироэлектрическим детектором. Точка P соответствует перегибу на ВАХ. Излучаемая мощность, излучаемая лампами накаливания, составляет порядка мкВт и отчетливо видна невооруженным глазом. Мощность, необходимая для достижения видимого накала, составляет примерно 5 мВт для 510.раз 5 × 1 мкм 3 устройства.

Измерено время, за которое нить остынет от температуры накала до комнатной. Это время, которое легко заметить, наблюдая за сопротивлением почти нулевого смещения после отключения питания от лампы, зависит от длины нити накала и обычно составляет несколько мс (для полного переходного процесса) для микроламп, длина которых превышает 300 мкм.

микроламп с нитями из поликристаллического кремния, которые генерируют широкополосный видимый и инфракрасный свет.Типичные микролампы работают при мощности 5 В и 3 мВт. Измеренная мощность излучения порядка микроватт.

Использование поликристаллического кремния для нити накала микролампы позволяет включить структуру в почти традиционный процесс IC (исключение составляет нитрид кремния с низким напряжением). С добавлением других металлов, таких как вольфрам или тантал, с помощью этой технологии потенциально можно производить нити, способные работать при более высоких температурах.Можно ожидать, что микролампы с этими нитями будут работать с гораздо более высокой оптической эффективностью. Микролампы с ИС-обработкой, которые могут работать с жидкостями, имеют множество потенциальных применений в качестве источников широкополосного инфракрасного и видимого излучения.

Хотя это продемонстрировано с целью создания микроламп, описанная здесь последовательность изготовления также может быть использована для создания микровакуумного корпуса для других структур на кремниевой подложке. Микролампа по настоящему изобретению имеет ряд применений.Например, в химическом анализе широкополосный спектр лампы полезен для анализа поглощения света образцами. Другие потенциальные применения — это дисплеи, создание инфракрасных сцен и калибровка фотодатчиков.

Хотя некоторые варианты осуществления изобретения были подробно описаны в данном документе, изобретение не должно ограничиваться только такими вариантами осуществления, а скорее только прилагаемой формулой изобретения.

1. ПОДГОТОВКА

1.1 Выбор пластины: пластина p-типа, 18-22.ОМЕГА-см, <100>

2. НАЧАЛЬНОЕ ОСАЖДЕНИЕ НИТРИДА КРЕМНИЯ

2.1 Стандартные чистые вафли

1. Очистка пираньи (H 2 SO 4: H 2 O 2, 5: 1 в течение 10 мин. — раковина 8

2. 3 полоскания DI водой, 1 мин. каждый — раковина8

3. Сушка вафель

4. Шаги 1, 2 на раковине6, промыть до 8 М.ОМЕГА-см

5. Удаление оксидов с поверхности (здесь обязательно) (H 2 O 2: HF, 25: 1) до гидрофобности, промыть до 12 М. ОМЕГА-см — раковина6

6.Сушка вафель

2.2 Нанесите 0,5 мкм низконапорного нитрида кремния — программа SNITC.V, SiCl 2 H 2 = 75 sccm, NH 3 = 15 sccm при давлении 300 мТл и температура 835 ° С. C. Скорость осаждения составляет 3,7 нм / мин. Tdep = 136 мин.

3. ИСХОДНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИТРИДА КРЕМНИЯ (INE)

3.1 Стандартные чистые вафли

3.2 Стандартная литография — слой INE

1. Выпечка с обезвоживанием — печь VWR, 20 мин. @ 120 ° С. С.

2. HMDS — 2 минуты на раковину5

3.Фоторезист прядение и предварительная выпечка. — Программа Eaton 10, Kodak 820, 4800 об / мин. 30 сек., 120 ° С. C. 60 сек.

4. Экспозиция — шаговый двигатель GCA, Texp = 0,153 с

5. Разработка. — Программа MTI 1, Kodak 932: H 2 O = 1: 1, 60 сек.

6. осмотр

7. Удаление накипи фоторезиста — Technics-c, 1 мин. Плазма O 2, 300 мТл при 50 Вт.

8. Твердая выпечка — печь VWR, 120 ° С. C. в течение 20 мин.

4. НАЧАЛЬНОЕ ТРАВЛЕНИЕ НИТРИДОМ КРЕМНИЯ

4.1 Плазменное травление — LAM2, P = 700Вт, R = 3.7 нм / сек, Tetch = 136 сек.

4.2 Стандартное удаление резиста: плазменная зола в Technics-c: O 2, 300 Вт, 300 мТл, 10 мин.

5. РАСПОРКА 1 PSG ОТЛОЖЕНИЕ

5.1 Стандартные чистые пластины — основание8, сток6

5.2 Осаждение PSG, T ex = 0,7 мкм, программа SDOLTOD, tylan12, Tdep = 36 минут.

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ 1 (LTO1)

6.1 Стандартный литографический слой LTO1

7. РАСПОРКА I PSG ETCH

Травление 7.1 PSG в свежей BHF 5: 1 в течение 45 сек.

7.2 Удаление фоторезиста и очистка от пираньи.

8. НАЛОЖЕНИЕ НИТРИДА КРЕМНИЯ

8.1 Стандартная очистка пластин — раковина8, раковина6: погружение 1:25 ВЧ, 10 сек.

8.2 Осаждение нитрида кремния при низких напряжениях: tylan9, программа SNITC.V, SiCl 2 H 2 = 70 sccm, NH 3 = 15 sccm, при 835 ° C. С., Р = 300 мТл. Толщина мишени 300 нм. Tdep = 1 час.

9. НАЛОЖЕНИЕ ПОЛИКРЕМНИЯ

9.1 Чистые пластины — раковина 8. 1:10 ВЧ провал 30 сек (обязательно)

9.2 после нанесения нитрида нанесите 1 мкм нелегированного поликремния. tylan11, программа СУНПОЛЯ, Tdep = 86 мин.

10. ИМПЛАНТАЦИЯ ПОЛИКРЕМНИЯ

10.1 Имплантат Blanket, B 11, 50 кэВ. доза = 1,1 × 10 16 см -2.

11. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛИКРЕМНИЯ (NP)

11,1 Стандартная чистка. 1:25 ВЧ провал, 30 сек. (или до росы)

11.2 Стандартная литография — слой NP

12. ПОЛИКРЕМНИЕВОЕ ТРАВЛЕНИЕ

12.1 Плазменное травление поли в LAM1. T.sub.травить .apprxeq. 150 сек. Сделайте 50% перенапряжение, чтобы удалить кольца из поликремния. Проверьте удаление кольца с помощью в / в станции

12.2 Удаление фоторезиста.

13. НАЛОЖЕНИЕ НИТРИДА КРЕМНИЯ

13.1 Стандартная очистка пластин — раковина8, раковина6: погружение 1:10 HF, 30 сек. (обязательно)

13.2 Осаждение нитрида при низком напряжении: tylan9, программа SNITC, V, SiCl 2 H 2 = 70 sccm, NH 3 = 15 sccm, при 835 ° C. С., Р = 300 мТл. Целевая толщина 0,3 мкм. T.sub.apprxeq. 1 час.

14. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЭНДВИЧА ИЗ НИТРИДА КРЕМНИЯ (NIT2)

14.1 Стандартная литография — слой NIT2, 2 слоя фоторезиста

15. СЭНДВИЧ-ТРАВЛЕНИЕ ИЗ НИТРИДА КРЕМНИЯ

15.1 Травление нитридом кремния, technics-c, P = 35W, SF 4 = 13 sccm,

He 2 = 21 SCCM. Скорость травления составляет примерно 25-30 нм / мин. T.sub.etch .apprxeq. 25 мин.

15.2 Удаление фоторезиста.

16. SPACER II PSG МЕСТОРОЖДЕНИЕ

16,1 Стандартная чистка

16.2 Нанесите 3,0 мкм фосфосиликатного стекла. Программа SDOLTOD, Tdep = 3,5 часа. Используйте пустую контрольную пластину, чтобы определить толщину оксида.

17. ОБРАТНЫЙ ПОТОК SPACER II PSG И АКТИВАЦИЯ ИМПЛАНТАТА

17.1 Перенести пластины напрямую в tylan7. Программа N2ANNEAL, 30 мин при 1050 ° С. С.

18. ОПРЕДЕЛЕНИЕ SPACER II PSG

18.1 Стандартная литография — 2 слоя фоторезиста

19. SPACER II PSG ETCH

19,1 Оксидное травление — 5: 1 BHF, Sink8, T.sub.травление 10-15 мин.

19.2 Удаление фоторезиста

20. ОКСИДНЫЙ ПЕДЕСТАЛЬНЫЙ ОТЛОЖЕНИЕ ПСЖ

20.1 Стандартные чистые пластины — основание8, стирка6

20,2 Осаждение PSG, T ex = 0,8 мкм. Программа SDOLOTD, Tdep = 58 мин. Ожидаемая толщина 0,8 мкм.

20. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕДЕСТАЛА ОКСИДА (NPED)

21.1 Стандартная литография — слой NPED, 2 слоя (обязательный), передержка 200%

22. ОКСИДНОЕ ПЕДЕСТАЛЬНОЕ ТРАВЛЕНИЕ

22.1 Оксидное травление, 5: 1 BHF, T.sub.etch .apprxeq. 90 сек.

23. НАЛОЖЕНИЕ КРЫШКИ ИЗ НИТРИДА КРЕМНИЯ

23.1 Стандартные чистые пластины — 30 сек 10: 1 HF dip (обязательно).

23.2 Осаждение нитрида кремния при низком напряжении, SiCl 2 H 2 = 70 sccm, NH 3 = 15 sccm при 835 ° C. С., Р = 300 мТл. Целевая толщина составляет 1 мкм. T.sub.apprxeq. 3,5 часа.

24. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛПАЧКА ИЗ НИТРИДА КРЕМНИЯ

24.1 Стандартная литография — 2 слоя фоторезиста, переэкспонирование 200%, переэкспонирование 10 сек. с использованием ручной разработки

25.ТРАВЛЕНИЕ КРЫШКИ НИТРИДОМ КРЕМНИЯ

25,1 Травление нитридом кремния LAM2, P = 85OW, Tetch = 2,5 мин, R = 0,6 мкм / мин

25.2 Удаление фоторезиста

26. ОКСИДНОЕ ТРАВЛЕНИЕ

26.1 Стандартная очистка пластин

26,2 Оксидное травление, концентрированная (49%) HF в течение 2,5 мин

27. КРЕМНИЙНЫЙ ТРАВ

27,1 10: 1 Падение BHF, 1 мин

Анизотропное травление 27,2 КОН при 80 ° С. C., T этч. Ок. 90 мин.

28. ВАКУУМНОЕ УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УПЛОТНЕНИЕ НА НУТРИДНОМ КРЕМНИИ

28.1 Стандартная очистка пластин — 10: 1 ВЧ погружением, 30 сек.

28,2 Осаждение нитрида кремния при низком напряжении, SiCl 2 H 2 = 70 см3, NH3 = 15 см3 при 835 ° С. С., Р = 300 МПа. Целевая толщина составляет 1 мкм. T.sub.apprxeq. 3,5 часа.

29. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНТАКТНОГО ОТВЕРСТИЯ

29.1 Литография стандартная — 3 слоя фоторезиста

30. ТРАВЛЕНИЕ КОНТАКТНЫХ ОТВЕРСТИЙ

30,1 Травление нитридом кремния, LAM2, P = 85OW, R = 0,6 мкм / мин. Измерьте проводимость контактного отверстия внутривенного зонда, чтобы определить конечную точку T.sub.etch .apprxeq. 4.5 мин.

31. МЕТАЛЛИЗАЦИЯ

31.1 Стандартная очистка пластин — погружение 10: 1 HF, 30 сек.

31,2 Обезвоживание воды — 120 ° С C. духовка

31,3 Удаление остаточного оксида, LAM2, P = 700 Вт, Tetch = 15 сек.

31,4 Напыление металла — сПа, мишень Al-Si, P = 4,5 кВт, Ar = 120 sccm, P = 6 мТл, скорость дорожки = 8 мкм / мин. Ожидаемая толщина 0,9 мкм.

32. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТАЛЛА (NM)

32.1 Стандартная литография — Layer NM, 2 слоя фоторезиста, Texp.ок. На 25% меньше.

33. МЕТАЛЛИЧЕСКОЕ ТРАВЛЕНИЕ

33,1 Al травление — Sink8, Al травитель типа A (H 3 PO 4: HC 3 O 2 H).

45 ° град. C., T этч. Ок. 90 сек.

33.2 Погружение при травлении кремния — 15 сек.

34. СПЕКАНИЕ

34.1 Программа SINT460, tylan 13, 450.degree. C. в течение 20 мин.

35. КОНЕЦ ПРОЦЕССА

Что нужно знать о светодиодных лампах

07
окт.

Что следует знать о светодиодных лампах

Старая лампочка, которая освещала нашу жизнь более 100 лет, гаснет.Неэффективная лампа накаливания теряет большую часть энергии в виде тепла. Это экономически и экологически неэффективно. Вскоре жители США больше не смогут покупать лампы накаливания.

Ваши лампы накаливания заменяются более энергоэффективными компактными люминесцентными лампами или КЛЛ. Есть люди, которых беспокоят проблемы с CFL, такие как включение ртути в дизайн и странный цвет, который даже вызывает у некоторых головную боль.

Светодиод или светоизлучающий диод могут быть решением.Светодиоды используются уже много лет в цифровых часах, фонариках и светофорах.

Светодиод — это технология твердотельного освещения или SSL. Таким образом, вместо излучения света из вакуума, например лампы накаливания, или газа, например КЛЛ, SSL излучает свет из куска твердого вещества. В случае традиционного светодиода этот кусок материи является полупроводником.

Преимущества светодиодных ламп

В настоящее время вы можете не найти светодиодных ламп в очень многих бытовых осветительных приборах, но вот несколько веских причин, по которым их использование будет увеличиваться.

1. Они сокращают потребление энергии. Светодиодная лампа теряет гораздо меньше энергии на нагрев, чем другие лампы накаливания. Он намного эффективнее, чем метод вакуумирования / накаливания, используемый в лампах накаливания — обычно до 85% эффективнее; и он даже примерно на 5% эффективнее, чем подход с плазменной трубкой CFL [источник: Тауб] .

2. Светодиодные лампы служат дольше. Энергоэффективность — это только начало. Вы можете прожить 20 лет без замены светодиодной лампы.Срок службы обычной лампы накаливания составляет около 750 часов; светодиодная лампа работает 30 000 часов [источник: Sundance]. Некоторые светодиодные лампы служат даже до 50 000 часов [источник : Linden ].

Недостатки светодиодных ламп

Несмотря на преимущества снижения энергопотребления и увеличения срока службы лампы, типичная 60-ваттная светодиодная лампа может стоить до 100 долларов, а некоторые лампы с меньшей выходной мощностью — от 40 до 80 долларов.

Для получения дополнительной информации о покупке правильной светодиодной лампы для дома или офиса.

Свяжитесь с

связанных слов — поиск слов, связанных с другим словом

Как вы, наверное, заметили, слова, относящиеся к «термину», перечислены выше. Надеюсь, сгенерированный список слов, связанных с терминами, соответствует вашим потребностям.

П.С. Есть некоторые проблемы, о которых я знаю, но в настоящее время не могу их исправить (потому что они выходят за рамки этого проекта).Главный из них заключается в том, что отдельные слова могут иметь много разных значений (значений), поэтому, когда вы ищете такое слово, как , означает , система не знает, к какому определению вы имеете в виду («хулиганы означают » vs . «что вы означает ?» и т. д.), поэтому учтите, что ваш поисковый запрос для таких слов, как термин, может быть немного неоднозначным для движка в этом смысле, и соответствующие термины, которые возвращаются, могут отражать это. Вам также может быть интересно: что за слово ~ термин ~?

Также проверьте ~ термин ~ слова на родственных словах.io — еще один источник ассоциаций.

Связанные слова

Related Words работает по нескольким различным алгоритмам, которые соревнуются за повышение своих результатов в списке. Один из таких алгоритмов использует встраивание слов для преобразования слов в многомерные векторы, которые представляют их значения. Векторы слов в вашем запросе сравниваются с огромной базой данных предварительно вычисленных векторов, чтобы найти похожие слова. Другой алгоритм просматривает Concept Net в поисках слов, которые имеют какое-то значимое отношение к вашему запросу.Эти и некоторые другие алгоритмы позволяют «Родственным словам» дать вам … связанных слов, а не просто прямые синонимы.

Помимо поиска слов, связанных с другими словами, вы можете вводить фразы, и он должен давать вам связанные слова и фразы, если введенная фраза / предложение не слишком длинное. Вы, вероятно, время от времени будете получать какие-то странные результаты — это просто природа движка в его текущем состоянии.

Особая благодарность разработчикам открытого исходного кода, который был использован для предоставления вам этого списка тематических слов: @Planeshifter, @HubSpot, Concept Net, WordNet и @mongodb.