Đèn halogen cũng giống như đèn sợi đốt phải có cấu tạo kín để tránh khí được hàn kín rò rỉ ra bên ngoài. Ở đèn halogen, nhiệt độ của bóng đèn phải từ 250°C trở lên mới là điều kiện để xảy ra chu trình halogen, vì vậy người ta sử dụng thủy tinh có khả năng chịu nhiệt cao như thủy tinh thạch anh cho bóng đèn. Thủy tinh thạch anh có hệ số giãn nở nhiệt nhỏ hơn 10 lần so với thủy tinh soda được sử dụng trong bóng đèn nói chung. Thủy tinh silic sử dụng dây dẫn làm bằng hợp kim sắt và niken gọi là dây Dumet, và vì hệ số giãn nở nhiệt tương đối gần nên nó có thể được bịt kín như vốn có. Do thủy tinh thạch anh được sử dụng trong đèn halogen nên để phù hợp với hệ số giãn nở nhiệt, dây dẫn thẳng vào không được bịt kín bằng thủy tinh mà là một lá molypden kim loại siêu mỏng có độ dày từ 20 đến 30 μm (0,02 mm đến 0,03 mm). Được sử dụng. Nếu lá molypden dày hơn mức này, các vết nứt sẽ xuất hiện trong thủy tinh thạch anh do sự khác biệt về hệ số giãn nở nhiệt, khiến nó không thể duy trì độ kín khí. Trở nên.

Dây dẫn vào được làm bằng molypden hoặc vonfram.
Giống như lá molypden ở bộ phận bịt kín, dây dẫn vào này không có cùng hệ số giãn nở nhiệt như thủy tinh thạch anh nên nó được bịt kín lại nhưng không được kết dính chặt chẽ. Chỉ có phần lá molypden tiếp xúc gần với thủy tinh thạch anh và điều này giữ cho cấu trúc kín khí. Dây dẫn đi ra từ phần kín của bóng đèn luôn tiếp xúc với không khí bên ngoài và ở trong môi trường có nhiệt độ cao khi nó được thắp sáng. trong môi trường có nhiệt độ cao. Dây đầu vào bị oxy hóa dần dần và cuối cùng chuyển thành lá molypden của con dấu. Khi quá trình oxy hóa diễn ra, nhiệt độ tăng và ứng suất nhiệt do giá trị điện trở tăng sẽ làm hỏng bộ phận làm kín.

Một cách để ngăn chặn thiệt hại này là xử lý lá molypden để ngăn chặn quá trình oxy hóa. Đầu tiên là phương pháp nhúng một chất bao gồm crom, nhôm, silicon, titan, tantali, palladi, v.v. bằng cách cấy ion vào chính lá molypden hoặc chính dây dẫn bên ngoài. Phương pháp thứ hai là phủ lên bề mặt của lá molypden một lớp màng chống oxy hóa làm từ oxit silic.

Lá molypden oxy hóa trong môi trường có nhiệt độ cao và bắt đầu oxy hóa dần ở 200°C hoặc cao hơn trong không khí. Như một biện pháp chống oxy hóa, có hiệu quả là làm mát cưỡng bức bộ phận bịt kín bằng khí nén hoặc lắp đặt bộ tản nhiệt để tản nhiệt từ bộ phận bịt kín.
Tại công ty chúng tôi, chúng tôi lấp đầy đế nhôm của máy sưởi điểm halogen bằng bột oxit kim loại, loại bột có tính dẫn nhiệt tốt, nhằm đẩy nhanh quá trình tản nhiệt của bộ tản nhiệt.
 

Về bóng đèn thủy tinh thạch anh

Do thuộc chu trình halogen nên bóng đèn halogen phải được làm bằng thủy tinh chịu nhiệt với nhiệt độ khi thắp sáng từ 250°C trở lên. Ngoài ra, khí trơ và khí halogen bên trong bóng đèn được đóng kín ở áp suất cao 1×10^5~4×10^5Pa, áp suất trong quá trình chiếu sáng đạt từ 1,3 đến 7,0 lần. Thủy tinh thạch anh được sử dụng vì lý do này. Thủy tinh silic là vật liệu có hệ số giãn nở nhiệt cực thấp nên ngay cả khi có sự chênh lệch nhiệt độ trên bề mặt kính thì ứng suất nhiệt cũng nhỏ, có thể chịu được sự thay đổi nhiệt độ đột ngột. Thủy tinh thạch anh là một chất có độ tinh khiết cao, nhưng nó chứa một lượng nhỏ tạp chất. Quá trình lọc tạp chất này có liên quan chặt chẽ với nhiệt độ, và trong trường hợp thủy tinh thạch anh, quá trình lọc tạp chất và sự xâm nhập của khí đã nạp bắt đầu ở khoảng 800°C. Lý do tại sao nhiệt độ bóng đèn halogen nên được giữ dưới 800°C, tốt nhất là dưới 700°C, là mối quan hệ giữa tạp chất và nhiệt độ. Nếu cân bằng khí bên trong đèn halogen bị thay đổi sẽ gây ra hiện tượng đen bóng và giảm tuổi thọ của đèn.
Trong số các tạp chất này có lẫn một lượng nhỏ nước. Kính là vật liệu chống nước và bạn không thể nhìn thấy nước bên trong kính và điều này thường không có vấn đề gì. Loại nước này tồn tại dưới dạng nhóm hydroxyl (nhóm hydroxy) ở nhiệt độ cao. Khi nhiệt độ tăng trên 600°C, nhóm hydroxyl sẽ hòa tan vào đèn và thậm chí một lượng nước nhỏ cũng gây ra vòng tuần hoàn nước, đẩy nhanh quá trình tiêu thụ vonfram. Trong “vòng tuần hoàn nước”, hơi nước bị phân hủy trên bề mặt vonfram ở nhiệt độ cao để trở thành oxit vonfram và hydro nguyên tử. Vonfram oxit bay hơi và bám vào thành kính, và hydro nguyên tử tước đi oxit oxy này và trở lại thành hơi nước. Điều này được hiểu rằng sự bay hơi lặp đi lặp lại này của vonfram làm tăng tốc độ tiêu thụ của nó.
Lúc này, một chu trình halogen cũng đồng thời xảy ra ở đèn halogen. Sự tái định vị của dây tóc vonfram do chu trình halogen và sự bay hơi của dây tóc vonfram do chu trình nước khiến bề mặt của dây tóc vonfram trở nên không bằng phẳng trong một khoảng thời gian ngắn, dẫn đến hiện tượng ngắt kết nối. Do đó, tốt nhất là sử dụng thủy tinh thạch anh có hàm lượng nước thấp. Ngoài ra, lý tưởng nhất là sử dụng quy trình sản xuất ngăn nước (oxy) xâm nhập trong quá trình xử lý thành đèn halogen. Nếu nó bị lẫn vào, nó có thể được loại bỏ bằng cách xử lý nhiệt ở 800 độ trở lên, hoặc bằng cách đặt một bộ thu oxy bên trong đèn để hấp thụ nó.

Xử lý làm sạch bề mặt kính thạch anh

Nếu bề mặt thủy tinh thạch anh được làm nóng với dù chỉ một lượng nhỏ bụi bẩn bám vào, bụi bẩn sẽ thấm vào thủy tinh, gây giảm độ bền, ức chế chu trình halogen và hiện tượng thủy tinh hóa làm mất độ trong suốt của thủy tinh.
Do đó, cần phải thực hiện quá trình làm sạch. . Hòa tan bề mặt thủy tinh thạch anh bằng axit flohydric để loại bỏ bụi bẩn. Ngâm trong axit flohydric 5% đến 10% trong vài phút và rửa kỹ axit flohydric bằng nước tinh khiết. Axit flohydric là một hóa chất rất nguy hiểm đối với cơ thể con người, vì vậy amoni florua ít nguy hiểm hơn thường được sử dụng.
Để giảm thiểu sự xuất hiện của hiện tượng lệch pha, không xử lý thủy tinh thạch anh bằng tay không.

Giới thiệu về chế biến thủy tinh thạch anh

Thủy tinh thạch anh được xử lý bằng cách nung nóng nó ở nhiệt độ cao (khoảng 2000°C) bằng vòi đốt khí, v.v., và ép nó bằng một thanh carbon hoặc kim loại để làm biến dạng nó, hoặc bằng cách ép nó bằng khuôn kim loại.
Đầu đốt khí lý tưởng là ngọn lửa oxy-hydro. Trong vòi đốt khí, oxy và hydro được trộn sẵn, sau đó nó được thổi ra từ vòi với tốc độ cao để đốt cháy. , Có một “đầu đốt khí hỗn hợp tiên tiến” đốt cháy. Loại thứ hai có tốc độ ngọn lửa nhỏ hơn và phù hợp để xử lý các khu vực thạch anh rộng lớn.
Kiểu trộn gốc ngăn không cho quá trình đốt cháy đi vào vòi phun bằng cách tạo ra dòng chảy tốc độ cao bên trong vòi phun, vì vậy về cơ bản ngọn lửa cũng trở thành dòng chảy tốc độ cao. Định dạng đầu đốt gas này phù hợp để sưởi ấm các khu vực nhỏ.
Nếu tốc độ dòng chảy của vòi của vòi đốt khí hỗn hợp gốc này giảm, quá trình đốt cháy sẽ đi vào vòi (hiện tượng hồi lưu) và khí hỗn hợp oxy-hydro trong vòi đốt khí sẽ phát nổ và đốt cháy ngay lập tức, tạo ra tiếng nổ lớn . Nếu để ở trạng thái này, quá trình đốt cháy có thể tiếp tục trong bộ trộn khí và vùng lân cận bộ trộn sẽ bị cháy.
Ngọn lửa hỗn hợp của khí metan hoặc khí propan và oxy đôi khi được sử dụng trong chế biến thạch anh vì lý do kinh tế. Trong trường hợp này, các khí nhiên liệu này không trộn lẫn với oxy nhanh như hydro và có nhiệt độ đốt cháy thấp hơn. Do đó, hầu hết chúng là “đầu đốt khí kiểu trộn gốc”.
Một vòi đốt khí có nhiều lỗ phun được sử dụng để sưởi ấm một khu vực rộng lớn. Điểm gia nhiệt khá gần vòi phun, tốc độ dòng chảy của ngọn lửa nhanh nên có xu hướng đẩy và làm biến dạng kính được làm nóng và làm mềm. Nếu bạn đột ngột ngừng cấp gas từ vòi đốt gas này, tốc độ dòng chảy của vòi sẽ giảm và xảy ra hiện tượng cháy ngược, gây ra tiếng nổ.
Để tránh điều đó, bạn có thể tắt oxy từ từ trước rồi mới tắt khí nhiên liệu hoặc tắt khí nhiên liệu trước rồi thổi ra. Dù bằng cách nào, tốc độ dòng chảy sẽ giảm xuống, do đó, hiện tượng hồi tưởng sẽ dễ dàng xảy ra và thao tác ngắt nhanh sẽ không thể thực hiện được. Để thực hiện thao tác ngắt nhanh, ngừng khí đốt đồng thời thổi khí vào bộ trộn để thổi ra mà không làm giảm vận tốc dòng chảy của vòi.
Đầu đốt gas này cũng cần chú ý đến việc đánh lửa. Thông thường, trước tiên hãy dập tắt khí nhiên liệu để đốt lửa và sau đó dập tắt oxy, nhưng không thể bắt lửa nhanh chóng. Việc đánh lửa thường xuyên có thể được xử lý bằng cách đốt cháy bằng đầu đốt đánh lửa chuyên dụng (ngọn lửa hydro) bằng cách đồng thời phát ra khí nhiên liệu và oxy ở tốc độ dòng chảy đặt trước.
Khi thủy tinh trở nên nóng và đủ mềm, nó có thể được xử lý. Thủy tinh thạch anh có thể dính vào kim loại trong quá trình ép làm việc với khuôn kim loại. Carbon có hiệu quả như một vật liệu giải phóng để ngăn chặn điều này. Khi carbon tiếp xúc với thạch anh ở nhiệt độ cao, nó sẽ khử nó để tạo ra COx và phá hủy mạnh mẽ. Dầu thường được sử dụng như một phương pháp bổ sung carbon.
Khi thạch anh được nung ở nhiệt độ cao và làm mềm, silica sẽ bám vào khu vực xung quanh và chuyển sang màu trắng đục. Điều này là do thạch anh bay hơi do nung nóng và bám vào phần nhiệt độ thấp. Để ngăn chặn điều này càng nhiều càng tốt, có một phương pháp đưa không khí hoặc đèn đốt khí vào bộ phận mà silica có xu hướng bám vào.
Sự bay hơi của thạch anh rất nghiêm trọng trong việc giảm ngọn lửa. Điều này được cho là do thạch anh bị khử thành SiO, khiến nó dễ bay hơi hơn. Do đó, silica sẽ ít có khả năng bám dính hơn nếu ngọn lửa chế biến được đặt ở ngọn lửa dư thừa oxy. Tuy nhiên, loại ngọn lửa này có công suất đốt nóng yếu hơn so với tốc độ dòng chảy và vì nó không có tác dụng khử nên lá molypden có xu hướng bị oxy hóa và vỡ trong quá trình hàn kín.
Silica bám dính nên được đốt cháy bằng ngọn lửa oxy dư hoặc loại bỏ bằng axit flohydric. Tuy nhiên, nó không thể được sử dụng như một chiếc đèn sau khi niêm phong.
Việc nhấn nên được thực hiện trong thời gian càng ngắn càng tốt. Khi bị ép lâu, nhiệt độ của thạch anh giảm nhanh, để lại các vết nứt và biến dạng mạnh.

Loại bỏ biến dạng sau khi xử lý thủy tinh thạch anh

Khi thủy tinh thạch anh được xử lý, sự biến dạng xảy ra do sự phân bố nhiệt độ trong quá trình xử lý. Căng là trạng thái tồn tại lực nén hoặc lực kéo giữa các phân tử bên trong thạch anh. Độ méo có thể được xác nhận trực quan bằng “máy đo độ méo” sử dụng ánh sáng phân cực.
Do biến dạng dư này làm giảm độ bền của thủy tinh thạch anh, không chịu được áp suất bên trong khi đèn hoạt động nên bị vỡ hoặc nứt, dẫn đến hỏng đèn ban đầu do rò rỉ khí làm kín. Ngoài ra, khi thay thế đèn, nó có thể bị gãy ngay cả khi bạn không tác dụng nhiều lực.
Ủ được thực hiện để loại bỏ căng thẳng còn lại. Có thể giảm đáng kể biến dạng dư bằng cách giữ bộ phận đã xử lý ở nhiệt độ cao hơn điểm ủ, làm nóng lại và sau đó làm nguội từ từ để biến dạng không xảy ra nữa. Thời gian giữ tối ưu và tốc độ làm mát phụ thuộc vào hình dạng của vật liệu. Làm nóng ở nhiệt độ cao cũng có ưu điểm là đốt cháy và làm tròn các vết nứt nhỏ xuất hiện trong quá trình ép làm việc để khiến chúng trở nên vô hại.
Ngay cả khi bạn không có lò loại bỏ biến dạng đặc biệt, nếu bạn làm việc cẩn thận với những điểm này, biến dạng có thể được loại bỏ đến mức không có thiệt hại thực tế. Tuy nhiên, rất khó để loại bỏ hoàn toàn biến dạng đến mức không thể phát hiện được bằng máy đo biến dạng.

Đèn halogen sử dụng thủy tinh không phải thủy tinh thạch anh

Bóng đèn thủy tinh thạch anh không phải là yêu cầu bắt buộc đối với chất liệu bóng đèn của đèn halogen. Đèn halogen sử dụng thủy tinh (thủy tinh aluminosilicate hoặc thủy tinh borosilicate có hệ số giãn nở phù hợp với molypden) có thể chịu được nhiệt độ cao vừa phải, ngay cả khi nhiệt độ không cao bằng thủy tinh thạch anh và sử dụng phương pháp bịt kín thông thường không sử dụng giấy bạc. cũng tồn tại. Đây là những giống được sản xuất hàng loạt và được sử dụng như một phương tiện để giảm chi phí. Tuy nhiên, nó không thể áp dụng cho đèn halogen công suất cao và không thích hợp cho sản xuất lô nhỏ.
 

xử lý nhiệt vonfram

Điểm nóng chảy của vonfram là 3422°C, đây là điểm nóng chảy cao nhất trong số các kim loại. Từ quan điểm xử lý, nó có nhiệt độ chuyển tiếp từ dẻo sang giòn cao và độ giòn ở nhiệt độ thấp ở nhiệt độ phòng. Nó là một kim loại khó gia công vì độ bền liên kết ở ranh giới hạt yếu và dễ bị nứt ra khỏi ranh giới hạt.
Việc bổ sung rheni (Re) được biết là cải thiện độ dẻo của vonfram ở nhiệt độ thấp, nhưng nó là kim loại đắt nhất và không thực tế.
Một giải pháp thay thế là sàng lọc cấu trúc hạt bằng quá trình luyện kim bột và xử lý nhiệt. Được khai thác từ mỏ và ở dạng bột, vonfram được tạo hình bằng phương pháp luyện kim bột. Trong vonfram nén này, kích thước và hình dạng của bột thiêu kết (hình dạng hạt đồng trục) bị nghiền nát và kéo dài bằng cách gia công nhựa như cán và kéo dây, tạo ra một lượng lớn sự sai lệch và giảm kích thước hạt tinh thể. và hình dạng của hạt cũng kéo dài theo một hướng cụ thể.
Kết quả là, có thể giảm nhiệt độ chuyển tiếp dẻo-giòn xuống gần nhiệt độ phòng bằng cách thúc đẩy quá trình hoàn thiện cấu trúc hạt nhiệt. Gia công nhựa được phân loại theo nhiệt độ trong quá trình gia công. Nếu nhiệt độ gần bằng nhiệt độ phòng thì đó là làm việc lạnh”, nếu cao hơn một nửa điểm nóng chảy thì đó là “làm việc nóng” và nếu thấp hơn một nửa thì đó là “làm việc ấm”.Trong quá trình gia công nóng, rất khó để xử lý các sản phẩm mỏng và mỏng một cách đồng đều do nhiệt độ giảm trong quá trình xử lý, vì vậy dây tóc được sản xuất bằng phương pháp gia công nguội. Ủ giảm căng thẳng là cần thiết vì căng thẳng vẫn còn trong cấu trúc trong quá trình làm việc lạnh. Gia công nguội tạo ra nhiều biến dạng đàn hồi, do đó có khả năng xảy ra quá trình kết tinh lại và thậm chí việc tiếp xúc tạm thời với nhiệt độ cao sẽ gây ra quá trình kết tinh lại, làm tăng tốc độ giòn giữa các hạt ở vùng nhiệt độ thấp. Quá trình kết tinh lại gây ra hiện tượng chảy xệ do dây tóc bị biến dạng rão.

Về kết tinh lại

Kết tinh lại đề cập đến sự hình thành và phát triển của các hạt tinh thể mới, hoàn toàn khác với các hạt tinh thể được tạo ra trong quá trình xử lý và không chứa các khuyết tật như trật khớp, để tạo thành cấu trúc hạt tinh thể hoàn toàn khác với cấu trúc đã xử lý. Được gọi là.
Kết tinh lại là một quá trình riêng biệt với quá trình phục hồi, trong đó các hạt mới được tạo ra bao quanh bởi các ranh giới hạt có góc cao không chứa các khuyết tật như thành tế bào hoặc sự sai lệch, và các hạt này phát triển bằng cách ăn các hạt liền kề. Làm. Khi các hạt tinh thể phát triển và ranh giới hạt di chuyển, các khuyết tật như thành tế bào và sự sai lệch trong các hạt tinh thể hiện có sẽ biến mất.
Người ta tin rằng những tinh thể mới này bắt nguồn từ những nơi tập trung sức căng đàn hồi trong cấu trúc hạt hiện có (nội hạt hoặc ranh giới hạt). Các hạt nhân tái kết tinh có nhiều khả năng xảy ra trong các vật liệu được gia công nguội với mức độ hoạt động cao, tạo ra nhiều biến dạng đàn hồi và quá trình tái kết tinh bắt đầu ở 900 đến 1000°C. Càng nhiều hạt nhân tái kết tinh được tạo ra, số lượng hạt tái kết tinh sau khi sinh trưởng càng nhiều, vì vậy kích thước hạt tái kết tinh có xu hướng nhỏ hơn. Do đó, nếu độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp được cải thiện bằng cách tinh chế các hạt tinh thể bằng cách gia công nguội, thì quá trình kết tinh lại có thể xảy ra, do đó, ngay cả khi nó tạm thời tiếp xúc với nhiệt độ cao, quá trình kết tinh lại xảy ra và sự giòn ranh giới hạt được thúc đẩy ở vùng nhiệt độ thấp. Cần lưu ý rằng Một cuộn dây tóc làm bằng dây vonfram nguyên chất sẽ bị biến dạng (biến dạng rão) do một ngoại lực nhỏ chẳng hạn như trọng lượng của chính nó do hiện tượng trượt tại các ranh giới thớ kéo dài theo hướng xuyên tâm của dây tóc khi sử dụng ở tốc độ cao. nhiệt độ. Dây tóc bị biến dạng gây ra hiện tượng quá nhiệt cục bộ và dễ bị ngắt kết nối.

Giới thiệu về vonfram pha tạp

“Để đối phó, có một phương pháp pha tạp kali trong đó kali (K), silic (Si) và nhôm (Al) được thêm vào trong quá trình luyện kim bột. Trong quá trình xử lý nhiệt, silic và nhôm bay hơi, và kali bay hơi thành vonfram, tạo ra bong bóng. Những bong bóng này dẫn đến sự ổn định của cấu trúc vi mô và gây khó khăn cho quá trình kết tinh lại. Dây tóc được sử dụng trong đèn halogen là vonfram pha tạp này.
Các tính chất cũng thay đổi tùy thuộc vào lượng kali được thêm vào. Nếu lượng lớn, nhiệt độ kết tinh lại tăng lên, nhưng độ dẻo ở nhiệt độ thấp sẽ giảm đi và quá trình xử lý trở nên khó khăn. Theo cách này, chất lượng và số lượng rất quan trọng để ổn định hiệu suất và chất lượng. ”
Tuy nhiên, sau một thời gian dài, các bong bóng do pha tạp này gây ra dần dần tập trung lại và tạo thành các bong bóng lớn bên trong dây tóc. Đây là một yếu tố hạn chế tuổi thọ của đèn, nhưng áp suất cao của khí chứa đầy trong đèn halogen sẽ ngăn chặn sự phát triển và mở rộng của các bong bóng này (lỗ pha tạp). Về mặt này, khí kín áp suất cao được cho là góp phần kéo dài tuổi thọ của đèn. Ngoài ra, các tạp chất trong các bong bóng này cuối cùng sẽ phun vào khí chứa đầy đèn, khiến cân bằng halogen của khí được nạp bị phá vỡ và có thể gây ra hiện tượng đen. , ức chế chu trình halogen). Đây là một trong những nguyên nhân gây ra hiện tượng tối đen xảy ra vài trăm giờ sau khi bắt đầu chiếu sáng.

Xử lý bề mặt cuộn vonfram

Cuộn dây tóc có thể được sử dụng nguyên trạng mà không cần xử lý bề mặt, nhưng nó được làm sạch trước khi lắp vào đèn để loại bỏ tạp chất và ngăn quá trình oxy hóa. Cuối cùng, xử lý nhiệt khí quyển được thực hiện bằng hydro.
Xử lý làm sạch thường được thực hiện bằng cách đun sôi cuộn dây vonfram trong dung dịch natri hydroxit 10% (NaOH) trong khoảng 10 phút. Nếu cần phải ăn mòn bề mặt, xử lý axit flohydric (HF) 5% được thực hiện và bề mặt bị ăn mòn bằng dung dịch nước kali ferricyanua kiềm. Cuối cùng, rửa kỹ bằng nước tinh khiết.
Sau đó, một giá đỡ (neo hoặc giá đỡ) được gắn vào dây tóc cuộn dây, đồng thời hàn lá molypden và các thanh chì bên ngoài. Sau đó, bề mặt có thể được xử lý lại bằng dung dịch natri hydroxit (NaOH) trong nước.
Cuối cùng, xử lý nhiệt khí quyển được thực hiện bằng hydro. Hydro có phương pháp đốt cháy bằng hydro khô và hydro ướt.