Уэймаус д., Газоразрядные источники света (988969), страница 45
Текст из файла (страница 45)
Следует отметить, что даже в областях более высоких температур все кривые тоже не совпадают с кривой удаления чистого металла. На рис. 9-7 представлены результаты эксперимента при 6 постоянной температуре проволоки, равной 1900'С, и переменном давлении иода. м~ бз з Как видно, скорость удале- и ниц 2 е ния изменяется пропорцио- Ь нально квадрату давления паров иода. Зто свидетель- СТВУЕТ О ТОМ, ЧТО В ЭТОМ ДИ - Еа Ме апазоне температур торий удаляется в виде Т!41ь В диа- пазоне более низких темпе- Рис 9-7, скорость удаления ратур„а именно при 1600'С, торпа в функции давления скорое у ть удаления торня из- иола при постоянной темпера- туре !900'С. меняется пропорционально 3,! давления иода; это дает основание считать, что основной разновидностью является соединение ТЫ,. Следует также отметить, что с повышением давления иода температура, соответствующая минимальной скорости удаления, повышается.
Так как упругость паров ТЫ4 при температуре стенки 1000 К составляет 2,15 ° 1О' Па (160 мм рт. ст.), что соответствует скорости удаления, равной 7Х Х !09' атом/(см' с), которая значительно выше всех приведенных здесь значений, то можно ожидать, что торий оседает на электроде в точке, соответствующей наинизше с р й корости удаления. Если давление иода достаточно высоко для того, чтобы минимум на рис. 9-6 со тв ствовал температуре более высокой, чем температура конца электрода, то торий будет осаждаться на конце 239 честно кремния присутствует в дуге.
Кремний является и осаждается на электроде при температуре, более низкой, чем температура его ко ц , н а, ана- ц рк нию. Однако температура, при которой он преимущественно осаждается, а именно 1750--1800'С, ния п е выше точки плавления кремния; поэтому ос му осадок крем- редставляет собой расплавленную пленку. Вольфрам, нз которого изготовлен электрод, легко растворя- Рис. 9-!О, Вид элект сов с отложеннпмн родов после работы в течение многих тыс нз них в виде пленок из расплавленного крем- вч павия. ервонвчзльнзи конструкция электродов показана нв р . 9-8 и 9-9, нс. ется в расплавленном кремнии, и его растворимость повышается с температурой.
Вследствие этого вольфрам растворяется в расплавленной пленке у ее находящего р высокой температуре края и кристаллизуется у на- егося ходящегося при низкой температуре края. Этот может п инес ая.. тот процесс р е ти к коренным изменениям геометрии электродов. Н а рис.
9-10 показан вид двух электродов с осадками кремния после многих тысяч часов работы. Это явление, мкг кремния обусловленное наличием меньше чем 100 м на каждых !00 мг электрода, может оказаться значительно более вредным результатом р реакции иодида с кварцем, чем повреждение самого кварца. 242 9-5. ДРУГИЕ ТИПЫ ЭЛЕКТРОДОВ Рис. 9-11. Конструктивное выполнение электродов из чистого вольфрама с нвгреветельпоя спирзлью, упрев женой рззмыкзюшнм пень выключателем— стартером.
Кроьие описанного электрода нз торированного вольфрама в металлогалогенных лампах применяются электроды двух основных типов — чисто вольфрамовые и вольфрамовые, активированные окисью тория. Чисто вольфрамовые электроды применялись в лампах, содержащих таллнй и натрий [Л. 9-3], и сначала использовались в диспрозий-талли- 1 свых лампах [Л. 9-4]. Конструкция этих электродов схематически представлена на рис. 9-11.
Один конец лампы снабжен изогнутой в виде крючка шпилькой 1 нз сравнительно толстой вольфрамовой проволоки, на которую намотана спираль из более тонкой вольфрамовой проволоки. На другом конце лампы спираль нз тонкой проволоки высту- г пает за конец крчочка 1 и присоедииена к наружному вы~воду. В рабочем режиме оба электрода соединены между собой накоротко биметаллическим термостартером 2, который за~мкнут при холодной лампе. В режиме зажигания пусковой ток проходит по вольфрамовой спирали 3, которая нагревается до температуры, обеспечивающей термоэмиссию. В момент размыкания термостартера на лампе оказывается полное напряжение холостого хода цепи и импульс напряжения, возникающий при размыканпи контактов. Гибкий провод 4 позволяет току разряда проходить через бимсталл, вследствие чего термостартер 2 остается разомкнутым в рабочем режиме лампы. Электроны, излучаемые с накаленной спирали, принимают участие в зажигании разряда.
Такос пусковое устройство необходимо для получения низких напряжений зажигания с электродами из чистого вольфрама, имеющим низкий коэффициент вторичной эмиссии. Дуга сначала зажигается на том участке накальной спирали, который простирается за конон крючка, так 1пе 243 как оп является наиболее горячей частью спирали. Затем по мере разогрева лампы и повышения давления дуга переходит на участок !. Расчст таких электродов весьма критичен, так как дуга должна успеть перейти на конец электрода раньше, чем катодное пятно будет сильно сжато.
В случае если дуга останется на не имеющем керна участке спирали при достижении катодпым пятном своего нормального сжатия (диаметр, сравнимый с диаметром проволоки спирали), то рассеивание тепла спиралью будет происходить недостаточно быстро и она расплавится. Катоды с активатором из окиси торна используются в лампах с иодидами индия, таллия и натрия, выпускасмых всеми фирмами как в США, так и за их пределами. Конструктивно они, в основном, подобны катодам ртутных ламп, активированным окислами бария (см. Рис. 6-13), за исключением того, что активирующим материалом является окись торна.
В процессе работы окись торна легко разлагается, выделяя свободный торий, который образует мономолекулярную пленку с пониженной работой выхода и высокой эмиссией. С точки зрения условий зажигания лампы этот катод является наилучшим из трех. Использование этого катода вместо катода из торнрованпого вольфрама позволяет понизить напряжение зажигания лампы примерно на 60 В.
В этом, само по себе, нет ничего необъяснимого, так как в обоих случаях поверхностью, эмиттирующей электроны, является мономолекуляриый слой тория. Возможно, окись торна можст в некоторой степени взаимодействовать с Нд!з, образуя иодоокись и уменьшая количество иода в газовой фазе в режиме пуска К сожалению, однако, этот катод может быть использован только с добавками галогенидов металлов, окислы которых не очень стойки.
Применение такого катода, например, в лампе, содержащс и подид скандпя, сопровождается образованием окиси скандия н расходом в течение сравнительно короткого времени практически всего скандия. 4-6. ВИДЫ НА БУДУЩЕЕ Кпк отмечалось в гл. 6, основным фактором, определяющим срок службы ртутных ламп высокого давления, является расход активных материалов с электрода. В настоящее время срок службы электродов ие является основным фактором, ограничивающим срок службы мс- 344 ,1хода ампы, Основными причинами выхо, таллогалогенной лампы. ламп из строя являют дру ся гие акторы, а, тяжелые асстекловыванис) кварца, я гие п облемы которые будчт условия зажигания и другие р лемы, ассмотрены в гл.
10. Что же можно было ы расс если бы эти проблемы был р и ешены? из то- С точки зрения срока службь бы ламп электрод еимуама имеет исключительные преим- рировьнпого вольфр сцества. Вго активат р — р " о — то ий — участвует в ком процессе, который во р щ зв а ает на катод лю личество израсходованного активатора е это не возможно...рактич той разрядной лампе это н б с онечно.
это — «вечный» катод; ; он мог бы служить еск ости это не Осно пои причинои того что в д ействительности я отложение кремния, показанное так, является 20 000 ч в результате медлен- рис. 9-10. Примерно через 2 ч в р . ных изменений, выз ызванных, астворением и кр1 ого кремния, зацией небольшого количе р ства асплавленн че е ь зат а вольфрама, от которой в первую очеред висит температура электрода, трод становится изот р е мическим..
то, в из тлею1цего ессе зажигания переход из трудияет в проце блема повышения аз я а в д говой. Таким образом, про стес~вешюй ~~~м~~~~с~~ т е до ес ключается в уменыпении отложения кремния а тоде. окисью тория, не присущ Катод. ам, активированным ок тя любое содержание меиклический процесс, хотя лю б ет оказывать такое же действие, таллического торин удет пако в лампе на ка как описано выше, од рия имеются два атома ма кисло ода и эт ме ленное отложение окиси т о„ия пз влечет за собой медленн степках.
Осзждеиие акис иси то ия на стенка. н натрия, означает дсржа1цей, э иоз!ицы индп51, тзлли51 и иат ия, о пс возвратить его в паро- 1расход торс ся. Ничто не может в зв ория в паровой фазе з Медленное окисление то ониемч процессу расхода, и срок привсчшт к одностороннему ИР службы катода оп собенно пригоднь Катоды из чистого воль ама не о 1х ламп вследствие выс к " б аю ю~б~а- испарения и отсутствия ц икла, о еспечи ,, а па электродах. и О и могут нос осаждспис вольфрам 24Б оказаться приемлемыми в лампах, содержащих бромилы и хлориды, при условии правильного соотношения между иодидом н хлоридом (нли оромидом).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
