Phát triển sợi carbon
Đèn halogen phát triển từ bóng đèn sợi đốt. Sợi carbon được sử dụng cho dây tóc của bóng đèn tạo nhiệt thời kỳ đầu. Các sợi kim loại như osmium và tantalum đang được phát triển, nhưng chúng không được sử dụng rộng rãi do giá cả và các vấn đề với ánh sáng dòng điện xoay chiều. Tiến sĩ W. R. Whitney của Hoa Kỳ đã phát hiện ra rằng bóng đèn bị đen không chỉ do carbon bay hơi mà còn do sự hiện diện của một số oxit tro. Như một biện pháp đối phó, xử lý nhiệt được thực hiện ở nhiệt độ cao hơn nhiều so với nhiệt độ hoạt động của dây tóc để giảm oxit tro và ngăn chặn hiện tượng đen trong quá trình sử dụng. Quá trình xử lý nhiệt này làm cho bề mặt của dây tóc cứng và chắc, tạo cho nó một đặc tính giống như kim loại và nhiệt độ hoạt động tăng thêm 200°C, cho phép sử dụng nó lên đến 1900°C. Mặc dù carbon có nhiệt độ nóng chảy cao khoảng 3500°C, nhưng nó không thể được sử dụng ở nhiệt độ cao do áp suất hơi cao và sự bay hơi nhanh (thăng hoa). Bóng đèn sợi đốt sợi carbon được xử lý nhiệt này là dòng chính cho đến khi bóng đèn vonfram được phát triển.
Phát minh ra dây tóc vonfram
Kể từ đó, các loại dây tóc mới ngoài carbon đã liên tục được phát triển và vonfram, có nhiệt độ nóng chảy 3360°C, đã thu hút sự chú ý. Người ta đã cố gắng chuyển đổi vonfram ở dạng rắn hoặc từ dạng bột thành dạng sợi, nhưng điều này đã không thành hiện thực. Năm 1905, A.Just và F.Hanaman người Úc đã chế tạo thành công vonfram để sản xuất vonfram bằng phương pháp hóa học. Chúng ta có thể thu được hiệu suất carbon gấp đôi, nhưng có nhược điểm là dây tóc rất dễ gãy và khó xử lý. Năm 1908, W. Dcoolidge phát hiện ra rằng độ bền cơ học của vonfram được cải thiện bằng cách áp dụng nhiều loại quy trình xử lý khác nhau để giải quyết vấn đề về độ giòn của vonfram.
Phát minh ra bóng đèn khí gas
Hiện tượng hóa đen xảy ra ở bóng đèn vonfram cũng như ở dây tóc cacbon. I.Langmuir của Hoa Kỳ đã phát hiện ra rằng hiện tượng bóng đèn bị đen đi là do sự bay hơi của dây tóc vonfram và phát hiện ra rằng có thể giảm lượng bay hơi bằng cách đặt một khí trơ bên trong bóng đèn. Hơn nữa, người ta cũng phát hiện ra rằng khí trơ khiến dây tóc được bọc trong một lớp khí trơ, gây thất thoát nhiệt. Tóm lại, bóng đèn chứa đầy khí tạo ra tổn thất năng lượng do dẫn nhiệt và đối lưu, nhưng chúng ngăn chặn sự bay hơi của vonfram. Nó chỉ ra rằng có khả năng nó sẽ lớn hơn và cuối cùng là hiệu quả hơn. Vì sự mất nhiệt này ảnh hưởng đến chiều dài của dây tóc, nên chúng tôi đã thành công trong việc giảm tổn thất nhiệt bằng cách thay đổi dây tóc từ dạng thẳng sang dạng cuộn và bóng đèn một cuộn chứa đầy khí đã ra đời. Trong những ngày đầu, nitơ được sử dụng làm khí trơ. Sau đó, argon, có độ dẫn nhiệt thấp và trọng lượng phân tử lớn (hiệu quả ức chế bay hơi cao) với một lượng nhỏ nitơ được bao bọc trong nó, đã trở thành xu hướng chủ đạo.
Phát minh ra dây tóc hai cuộn dây
Năm 1921, Junichi Miura đã phát minh ra dây tóc hai cuộn giúp tăng hiệu suất bằng cách cuộn lại dây tóc một cuộn. Dây tóc hai cuộn dây ban đầu được định hướng vuông góc với bóng đèn, nhưng người ta phát hiện ra rằng định hướng thẳng đứng dẫn đến tổn thất nhiệt ít hơn và tăng hiệu suất lên 5%.
Phát minh ra đèn halogen
Năm 1959, E.G.Zebler người Mỹ đã phát minh ra bóng đèn halogen. Bóng đèn halogen có đặc điểm là đặc tính làm việc (tốc độ ánh sáng duy trì trong suốt thời gian sử dụng) hầu như không thay đổi. Việc sử dụng các nguyên tố halogen đã được nghiên cứu vào năm 1915, nhưng nó không được thương mại hóa do thiếu công nghệ xử lý thủy tinh thạch anh và làm rõ nhiệt động lực học. Khí halogen chứa trong đèn phân ly thành các nguyên tử ở nhiệt độ cao và kết hợp với vonfram hóa hơi để tạo thành halogenua vonfram có áp suất hơi cao, ngăn không cho vonfram bay hơi trên bề mặt bên trong của bóng đèn thủy tinh. đang làm. Nếu bóng đèn được giữ trong phạm vi nhiệt độ mà các hợp chất vonfram không bay hơi và phân ly nhiệt, thì hiện tượng hóa đen sẽ không xảy ra. Ngoài ra, khi dây tóc nóng lên trong quá trình chiếu sáng, halogenua vonfram sẽ tách ra khi nhiệt độ đạt tới 1400°C trở lên và vonfram quay trở lại dây tóc, vì vậy chúng tôi có thể giảm độ mài mòn của dây tóc. Để đáp ứng những điều kiện này, cần phải có kích thước nhỏ và hiệu suất cao, và thủy tinh thạch anh chịu nhiệt được sử dụng cho bầu thủy tinh. Bóng đèn halogen, được đưa vào sử dụng thực tế vào năm 1959, là loại bóng đèn hai cực chứa đầy iốt và được công bố là đèn pha. Gần đây, brom được bao bọc để ổn định các đặc tính cuộc sống. Sau đó, loại đèn hai đầu được cải tiến và loại đèn một đầu được phát triển. Bóng đèn halogen và bóng đèn sợi đốt dùng cho chiếu sáng chung hiện đang bị loại bỏ dần ở châu Âu c
