为什么白炽灯用久了,灯泡壁上会有一层黑色的物质呢?因为物质在不断变化,只要灯泡中有一点不纯气体,灯丝在冷却前不断加热2000度,这种固体气体液体的转化.钨蒸汽会凝结成固体晶体,聚散在玻璃内壁,聚多了会变黑。白炽灯是由电流的热效应制成的。白炽灯发光时,灯丝温度在2000℃以上,为防止钨丝在高温下氧化,小功率灯泡被抽入真空,60 W以上的灯泡为阻止钨丝在高温下升华,充有氮、氩等气体,发光时灯丝温度可以高达2400~2700℃。
玻壳做成圆球形,制作材料是耐热玻璃,它把灯丝和空气隔离,既能透光,又起保护作用。白炽灯工作的时候,玻壳的温度最高可达100℃左右。灯丝是用比头发细得多的钨丝做成的螺旋形。这种极细的螺旋钨丝拉成一条直线,长1米多。和碳丝一样,白炽灯中的钨丝也害怕空气。如果玻璃壳充满空气,钨丝的温度在通电后升高到2000℃以上,空气会无情地攻击它,使它很快被烧毁,并产生一种附着在玻璃壳内壁和灯内部件上的黄白三氧化钨。和碳丝一样,白炽灯中的钨丝也害怕空气。
如果玻璃壳充满空气,钨丝的温度在通电后升高到2000℃以上,空气会无情地攻击它,使它很快被烧毁,并产生一种附着在玻璃壳内壁和灯内部件上的黄白三氧化钨。如果玻璃壳中残留的空气较少,上述过程将较慢。钨和空气中的氧化合物产生一层蓝色三氧化二钨和氧化钨的混合物。长期的高温使钨丝表面的钨原子像水蒸气一样蒸发和扩散,然后一层一层地沉积在玻璃壳的内表面,使玻璃壳慢慢变黑,变得越来越不透明。钨的蒸发也使钨丝越来越薄,最终被烧毁。钨蒸发越快,白炽灯的使用寿命就越短。
正是因为灯丝温度过高,即使充满氮、氩等气体,金属钨的升华也金属钨的升华,所以有少量的钨升华,形成钨蒸气。当钨蒸气遇到相对较低温度的灯泡壁时,它会凝结成固体并附着在灯泡壁上。随着时间的推移,越来越多的积累会影响灯泡壁的透光性,即灯泡壁变暗。事实上,在制作白炽灯时,考虑到钨丝的升华和凝华对灯泡亮度的影响,灯泡通常变成梨形,使钨丝升华到钨蒸气向上流动,主要沉积在上部,沉积在下部,可以减少对灯泡亮度的影响。