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名称
让灯泡照明更长时间
材料科学
钨
内容
内容
爱迪生一辈子有大约2000多种新发明,像电影、电灯、留声机等,都是爱迪生发明的。从1847年2月11日诞生到1931年10月18日逝世,爱迪生活了84岁,有人替他计算了一下,平均每15天就有一项新发明。看上去,搞发明对爱迪生来说,简直就像家常便饭一般。其实,任何发明都不轻松,就拿电灯的发明来说,其经历就千辛万苦,光是为寻找合适的灯丝材料,爱迪生就试验了几千种耐热和抗氧化的材料。 1879年4月中旬的一天傍晚,爱迪生在连遭失败后,又开始用铂做电灯泡的灯丝进行试验。铂这种金属即使加热到熔化也不会氧化,熔点也很高(1773℃),爱迪生心想铂金属也许能做灯丝。但是,当他通电点亮铂丝电灯泡后,还没有亮一袋烟的功夫,灯丝“扑哧”一声就烧断了。爱迪生的心里沉甸甸的,两条眉毛拧成了小疙瘩。但是,爱迪生是个坚强的人,从来也没有在失败面前服过输。 他想,问题还是出在灯丝材料上,看来铂的耐热温度还是不够高。于是,他取出纸和笔记下他所知道的全部耐高温的材料,密密麻麻写了好些页,一数竟有1600多种。于是爱迪生又按照这个材料单开始逐项试验,出乎意料的是,这1600多种耐热材料硬是没有一种比铂丝更好的。爱迪生分析了灯丝在通电后产生高温被烧断的原因,认为是与灯泡内空气中的氧起了氧化作用,于是爱迪生将灯泡里的空气抽空,再用铂丝进行一次试验,灯丝的寿命果然有提高,但也就两个来钟头,时间显然还是太短了,因为铂丝比黄金还贵,两个小时坏一只灯泡,谁买得起?只能另找出路! 一天,爱迪生又想起了用炭再做一次试验,这种材料他过去试过,但当时灯泡没有抽成真空,他想,既然抽成真空能使铂丝寿命增加到两个小时,也许真空对炭也有好处。于是他找来一截棉纱先在炉火上烤成炭,装在抽成真空的灯泡里进行试验,效果真的不错。1879年10月21日,爱迪生把一截棉线弯成马蹄形后再炭化,这一改进使炭丝在抽成真空的灯泡中亮了45个小时。爱迪生当然很高兴,他得到一个结论:灯丝的寿命和它的熔点有关(炭的熔点比铂高,可达到3450℃),而且也和材料是不是易氧化有关。 但爱迪生并不满足,45个小时,不就连续亮了不到两昼夜么?!他又继续寻找新的材料和方法,到1880年5月初,他一共试验过约6000种植物纤维。其中,他用竹丝炭化后的炭纤维做灯丝,使灯泡连续亮了1200个小时,即50天! 就这样,爱迪生用他顽强的毅力终于找到了可以实际应用的竹丝灯,给千家万户带来了由电发出的光明,这种竹丝灯在市场上一连使用了许多年。后来,爱迪生又发明了一种化学纤维,把它炭化后代替竹丝炭化的灯丝,灯泡的寿命又有了提高。 到19世纪末,一种高熔点的金属钨(熔点为3370℃)已经能大量生产,于是从1903年开始逐渐改用钨丝做电灯泡的灯丝。钨丝一出现,就大显神通,不仅寿命大大提高,而且发光的效率也提高了好几倍,使用范围一下遍及全世界。我们现在使用的大部分白炽电灯泡,用的就是钨丝。 可见,人们要找到一种符合设计需要的合格材料,往往都是付出了很多心血和花费了相当长时间的。 |
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