Warum könnte Tantal -Filamente einmal in Glühbirnen verwendet werden?

Nachdem Edison die Carbon -Filament -Glühlampe erfunden hatte, haben Wissenschaftler dauerhaftere und hellere Filamentmaterialien gesucht. Bevor das Wolframfilament gegen 1902 bis 1910 zum absoluten Mainstream wurde, wurde Tantal Filament tatsächlich als Filament verwendet.

Tantal -Draht

Tantal -Draht

1.Höher Schmelzpunkt: Der Schmelzpunkt von Tantal ist bis zu 2996 Grad. Obwohl es nicht so hoch ist wie das von Wolfram (3422 Grad), ist es viel höher als das des Kohlenstofffilaments, sodass die Lampe bei einer höheren Temperatur arbeiten und damit ein helleres und weißeres Licht emittiert.
2. Drahtzeichnung: Metallic Tantal hat ein gewisses Maß an Duktilität und kann in dünne Drähte gezogen werden, wodurch die Formanforderungen für die Herstellung von Filament erfüllt werden.
3. Historische Chancen: Zu dieser Zeit war es ein fortschrittlicheres Material als das Kohlenstofffilament, was die Effizienz und die Lebensdauer von Glühlampen erheblich verbesserte.
Warum wurden Tantal -Drähte wieder "eliminiert"?
Obwohl Tantal -Drähte besser sind als Kohlenstoffdrähte, wurden sie bald vollständig durch Wolframdrähte ersetzt, die viel überlegene Leistung haben . 4 Die Hauptgründe sind wie folgt:
Niedrige Effizienz (leuchtende Effizienz): Wolframfilamente können bei einer höheren Arbeitstemperatur (etwa 2700 Grad) arbeiten, während Tantal -Filamente eine viel niedrigere Arbeitstemperatur (etwa 1600 Grad) aufweisen. Nach dem Prinzip der Schwarzkörperstrahlung, desto höher die Temperatur, desto höher ist die leuchtende Effizienz (mehr Energie wird eher in sichtbares Licht als in Wärmeenergie umgewandelt). Wolfram -Filamentlampen sind viel heller und mehr Energie - effizient als Tantal -Filamentlampen.
5. Zuverlässigkeitsproblem: Die mechanische Stärke des Tantal -Drahtes nimmt bei hohen Temperaturen ab, wird sehr spröde und neigt aufgrund von Vibrationen anfällig für das Brechen. Im Gegensatz dazu kann Wolframdraht eine bessere Festigkeit aufrechterhalten.
6. Komplexer Herstellungsprozess: Die frühen Tantal -Filamentlampen mussten alle Luft gespült und dann mit reinen Inertgasen wie Stickstoff füllen, um Oxidation zu verhindern. Die ursprünglichen Wolfram -Filamentlampen konnten sogar in einer Vakuumumgebung betrieben werden (später wurde es entwickelt, um mit inerten Gasen gefüllt zu werden).
7. Kosten: Die Ressourcen von Wolfram sind häufiger und die endgültigen Extraktions- und Verarbeitungskosten sind viel niedriger als die von Tantal.