Chi ha sviluppato la forma duttile di tungsteno?
doc-7858
Nel 1906 fu introdotto il filamento di tungsteno. Tungsteno metallo inizialmente non era disponibile in una forma che ha permesso di essere trafilato in fili sottili. Filamenti in polvere di tungsteno sinterizzato erano abbastanza fragili. Nel 1910, William D. Coolidge di General Electric sviluppò un processo per la produzione di una forma duttile di tungsteno. Il processo richiedeva la pressatura della polvere di tungsteno in barre, quindi diversi passi di sinterizzazione, la pressatura e quindi il disegno del filo. Si è scoperto che i filamenti di tungsteno molto puro formato che si abbassano in uso, e che un trattamento molto piccolo "doping" con potassio, silicio e ossidi di alluminio a livello di poche centinaia di parti per milione notevolmente migliorato la vita e la durata dei filamenti di tungsteno.
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doc-7866
Una variante della lampada ad incandescenza non utilizzava un filamento di filo caldo, ma piuttosto un arco colpito da un elettrodo sferico a sfera per produrre calore. L' elettrodo è poi diventato incandescente, con l' arco che contribuisce poco alla luce prodotta. Tali lampade sono state utilizzate per la proiezione o l' illuminazione di strumenti scientifici come i microscopi. Queste lampade ad arco funzionavano a tensioni relativamente basse e incorporavano filamenti di tungsteno per avviare la ionizzazione all' interno dell' involucro. Hanno fornito l' intensa luce concentrata di una lampada ad arco, ma erano più facili da usare. Sviluppate intorno al 1915, queste lampade sono state sostituite da lampade al mercurio e allo xeno.
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doc-7862
Durante il normale funzionamento, il tungsteno del filamento evapora; i filamenti più caldi e più efficienti evaporano più velocemente. Per questo motivo, la durata di vita di una lampada a incandescenza è un compromesso tra efficienza e longevità. Il compromesso è in genere impostato per fornire una durata di vita di diverse centinaia a 2.000 ore per le lampade utilizzate per l' illuminazione generale. Lampade teatrali, fotografiche e di proiezione possono avere una vita utile di poche ore, l' aspettativa di vita commerciale per alte prestazioni in una forma compatta. Le lampade per servizio generale di lunga durata hanno un' efficienza inferiore, ma sono utilizzate quando il costo di sostituzione della lampada è elevato rispetto al valore dell' energia utilizzata.
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doc-7844
Il 13 dicembre 1904, Sándor Just ungherese e Franjo Hanaman croato ottennero un brevetto ungherese (numero di brevetto ungherese). 34541) per una lampada a incandescenza di tungsteno che è durata più a lungo e ha dato luce più luminosa del filamento di carbonio. Le lampade a filamento di tungsteno sono state commercializzate per la prima volta dalla società ungherese Tungsram nel 1904. Questo tipo è spesso chiamato Tungsram-bulbs in molti paesi europei. Riempire una lampadina con un gas inerte come argon o azoto ritarda l' evaporazione del filamento di tungsteno rispetto al suo funzionamento sotto vuoto. Ciò consente temperature più elevate e quindi una maggiore efficacia con minore riduzione della vita del filamento.
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doc-7859
Per migliorare l' efficienza della lampada, il filamento è generalmente costituito da bobine multiple di filo sottile arrotolato, noto anche come "bobina arrotolata". Per una lampada da 60 watt a 120 volt, la lunghezza non rivestita del filamento di tungsteno è di solito 22,8 pollici (580 mm) e il diametro del filamento è 0,0018 pollici (0,046 mm). Il vantaggio della bobina arrotolata è che l' evaporazione del filamento di tungsteno è al tasso di un cilindro di tungsteno avente un diametro uguale a quello della bobina arrotolata. Il filamento della bobina a spirale evapora più lentamente di un filamento rettilineo della stessa superficie e della stessa potenza di emissione della luce. Come risultato, il filamento può quindi funzionare più caldo, che si traduce in una sorgente di luce più efficiente, riducendo l' evaporazione in modo che il filamento durerà più a lungo di un filamento dritto alla stessa temperatura.
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doc-658
La prima fusione nota di ferro iniziò in Anatolia intorno al 1800 a. C. Chiamato il processo di fioritura, produceva ferro battuto molto morbido ma duttile. Nell' 800 a. C., la tecnologia siderurgica si era diffusa in Europa, arrivando in Giappone intorno al 700 d. C. La ghisa greggia, una lega di ferro e carbonio molto dura ma fragile, veniva prodotta in Cina già nel 1200 a. C., ma non arrivò in Europa fino al Medioevo. La ghisa ha un punto di fusione inferiore a quello del ferro ed è stata utilizzata per la produzione di ghisa.
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doc-7864
Una quantità molto piccola di vapore acqueo all' interno di una lampadina può influenzare significativamente l' oscuramento della lampada. Il vapore acqueo si dissocia in idrogeno e ossigeno al filamento caldo. L' ossigeno attacca il metallo tungsteno, e le particelle di ossido di tungsteno risultanti viaggiano verso le parti più fredde della lampada. L' idrogeno da vapore acqueo riduce l' ossido, riformando il vapore acqueo e continuando questo ciclo dell' acqua. L' equivalente di una goccia d' acqua distribuita su 500.000 lampade aumenterà significativamente l' oscuramento. Piccole quantità di sostanze come lo zirconio sono posizionate all' interno della lampada come getter per reagire con l' ossigeno che può estinguere i componenti della lampada durante il funzionamento.
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doc-7863
In una lampada convenzionale, il tungsteno evaporato alla fine condensa sulla superficie interna dell' involucro di vetro, scurendola. Per i bulbi che contengono un vuoto, l' oscuramento è uniforme su tutta la superficie dell' involucro. Quando si utilizza un riempimento di gas inerte, il tungsteno evaporato viene trasportato nelle correnti di convezione termica del gas, depositando preferibilmente sulla parte superiore dell' involucro e annerendo solo quella parte dell' involucro. Una lampada ad incandescenza che fornisce il 93% o meno della sua potenza luminosa iniziale al 75% della sua vita nominale è considerata insoddisfacente se testata secondo la pubblicazione IEC 60064. La perdita di luce è dovuta all' evaporazione del filamento e all' annerimento della lampadina. Lo studio del problema dell' annerimento delle lampadine ha portato alla scoperta dell' effetto Edison, emissione termoionica e invenzione del tubo a vuoto.
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doc-12935
I fori attraverso un PCB sono tipicamente forati con punte di piccolo diametro in carburo di tungsteno rivestito solido. Il carburo di tungsteno rivestito è consigliato in quanto molti materiali di cartone sono molto abrasivi e la foratura deve essere ad alto numero di giri e ad alto feed per essere conveniente. Anche le punte di trapano devono rimanere affilate in modo da non marcire o strappare le tracce. La perforazione con l' acciaio ad alta velocità non è semplicemente fattibile, poiché le punte di perforazione saranno rapidamente spente e quindi lacerare il rame e rovinare le schede. La foratura viene eseguita da trapanatrici automatiche con posizionamento controllato da un nastro di foratura o da una lima. Questi file generati dal computer sono chiamati anche file di perforazione a controllo numerico (NCD) o "file Excellon". Il file di perforazione descrive la posizione e le dimensioni di ogni foro.
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doc-7868
La resistenza effettiva del filamento dipende dalla temperatura. La resistenza a freddo delle lampade al tungsteno filamento è di circa 1/15 la resistenza a caldo filamento quando la lampada è in funzione. Ad esempio, una lampada da 100 watt e 120 volt ha una resistenza di 144 ohm quando è accesa, ma la resistenza al freddo è molto più bassa (circa 9,5 ohm). Poiché le lampade ad incandescenza sono carichi resistivi, per controllare la luminosità è possibile utilizzare semplici dimmer TRIAC a controllo di fase. I contatti elettrici possono essere contrassegnati da un simbolo a "T" che indica che sono progettati per il controllo di circuiti con una corrente di spunto elevata caratteristica delle lampade al tungsteno. Per una lampada di servizio generale da 100 watt, 120 volt, la corrente si stabilizza in circa 0,10 secondi, e la lampada raggiunge il 90% della sua piena luminosità dopo circa 0,13 secondi.
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doc-642
Quando la lega si raffredda e solidifica (cristallizza), le sue proprietà meccaniche sono spesso molto diverse da quelle dei suoi singoli costituenti. Un metallo normalmente molto morbido e malleabile, come l' alluminio, può essere modificato legandolo con un altro metallo morbido, come il rame. Sebbene entrambi i metalli siano molto morbidi e duttili, la lega di alluminio risultante sarà molto più dura e resistente. L' aggiunta di una piccola quantità di carbonio non metallico al ferro produce una lega chiamata acciaio. Grazie alla sua resistenza e tenacità molto elevate (che è molto più elevata del ferro puro) e alla sua capacità di essere notevolmente alterata dal trattamento termico, l' acciaio è una delle leghe più comuni nell' uso moderno. Aggiungendo cromo all' acciaio, la sua resistenza alla corrosione può essere migliorata, creando acciaio inossidabile, mentre l' aggiunta di silicio ne altera le caratteristiche elettriche, producendo acciaio al silicio.
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