Hanes Gwifren Twngsten

Twngstenffilament yw gwifren a wneir trwy ffugio a thynnu gwiail twngsten. Oherwydd ei briodweddau rhagorol, mae gwifren twngsten yn mwynhau ystod eang o gymwysiadau. Er enghraifft, defnyddir ffilamentau twngsten mewn ffynonellau golau trydan fel lampau gwynias a halogen. Yn yr erthygl hon byddwn yn ymdrin â hanes gwifren twngsten.

Mae datblygiad y diwydiant ffilament twngsten wedi'i gysylltu'n agos â'r diwydiant bwlb golau o'r dechrau.

Ym 1878, dyfeisiodd Edison y bwlb golau ffilament carbon. Ond mae gan y math hwn o fwlb golau ddiffygion difrifol, yn bennaf ei fywyd byr. Arbrofodd Edison â gwifren garbon ym 1879 a'i defnyddio am gannoedd o oriau. Er bod gan "carbon" ymdoddbwynt uchel (3550 gradd ), mae ei dymheredd "sulimation" yn isel iawn. Mae'n sublimates yn uniongyrchol o'r cyflwr solet i'r cyflwr nwyol ar dymheredd isel, felly mae'n hawdd ei fwyta, mae ganddo fywyd gwasanaeth byr, a rhaid ei ynysu'n llwyr o'r aer (bydd yn llosgi yn yr awyr).

Bron i 20 mlynedd yn ddiweddarach (1897), disodlwyd gwifren carbon gan wifren osmium a gwifren tantalwm, ond oherwydd pwyntiau toddi is Os a Ta, roedd y tymheredd gweithredu a'r effeithlonrwydd ysgafn yn is.

Ym 1903, yn ôl patent A.Just a F.Hannaman, cynhyrchwyd y wifren twngsten gyntaf yn Hwngari. Ym 1904, defnyddiodd A. Just ac F. Hannaman rwymwr di-garbon wedi'i gymysgu â chyfansoddyn twngsten, wedi'i allwthio i ffilamentau, ac yna'n cael ei gynhesu mewn hydrogen i'w leihau i fetel. Mae'r wifren twngsten a wneir gan y dull hwn yn frau iawn, ond oherwydd bod ei heffeithlonrwydd golau yn llawer gwell, mae wedi disodli gwifren carbon, gwifren osmiwm, a gwifren tantalwm i wneud bylbiau golau.

Ni all yr un o'r dulliau uchod baratoi gwifren twngsten dirwy. Er mwyn datrys y broblem hon, ym 1907, cyflwynwyd aloi twngsten gyda chynnwys nicel isel. Mae'n cael ei baratoi trwy brosesu mecanyddol, ond mae ei freuder difrifol yn rhwystro ei gymhwyso.

Ym 1913, dyfeisiodd Pinch ffilament twngsten thoriated (cynnwys ThO2: 1% i 2%), a oedd yn lleihau brau ffilamentau lamp gwynias yn fawr. I ddechrau, nid yw sagging ffilament yn broblem oherwydd bod y ffilament yn syth ar y pwynt hwn. Ond ar ôl 1913, newidiodd Langmuir wifren syth i wifren droellog. Yn y modd hwn, pan fydd y bwlb yn cael ei ddefnyddio, mae'r tymheredd gweithredu uchel a'r pwysau marw yn achosi'r ffilament i ysigo, ac mae'n anodd i twngsten pur a thwngsten thoriated fodloni'r gofynion defnydd.

Er mwyn datrys problemau sagio gwifren twngsten a bywyd byr, ym 1917, dyfeisiodd A. Pacz wifren twngsten nad yw "yn dadffurfio" ar dymheredd uchel. Ond roedd y ffilamentau twngsten di-sag cynharaf yn fwy brau na ffilamentau twngsten thoriated, felly mynnodd rhai gweithgynhyrchwyr bylbiau golau ddefnyddio ffilamentau twngsten thoriated.

Fodd bynnag, gyda datblygiad parhaus a gwelliant y broses gynhyrchu gwifren twngsten di-sag, sylweddolodd pobl yn raddol y gall ychwanegu cyfansoddion K, Si, ac Al at twngsten ocsid ar yr un pryd wneud i'r wifren twngsten gael ymwrthedd sagging da ar dymheredd uchel. Dyma'r hyn y mae pobl yn aml yn ei alw'n "wifren twngsten AKS", sy'n golygu "gwifren twngsten di-sag" neu "wifren twngsten doped".