Физико-технологические основы разработки термоэмиссионных электродов для натриевых ламп высокого давления

• Автор: Тай, Александр Викторович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Калуга
• Количество страниц: 104 с. : ил.

Содержание

Введение
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА СОЗДАНИЯ ТЕРМОЭМИССИОННЫХ ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ ДУГОВЫХ РАЗРЯДНЫХ ЛАМП
1.1. Общие сведения о физических процессах взаимодействия эмиссионной поверхности электрода и разрядной плазмы
1.2. Функционирование электрода в условиях тлеющего разряда '
1.3. Функционирование электрода в условиях дугового разряда
1.4. Эволюция свойств термоэлектрода в тлеющем разряде
1.5. Эволюция свойств термоэлектрода в условиях установившегося дугового разряда
1.6. Электроды, серийно применяемые в дуговых разрядных лампах высокого давления
1.7. Перспективные электроды для осветительных натриевых ламп высокого давления
Выводы по главе 1 и постановка задачи
ГЛАВА 2. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЭМИССИОННО-АКТИВНОГО ВЕЩЕСТВА, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ СПЕЧЕННЫХ ЭЛЕКТРОДОВ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ИХ ПАРАМЕТРОВ
2.1. Способы получения экспериментальных образцов
2.1.1. Получение эмиссионно-активного вещества
2.1.2. Приготовление шихты
2.1.3. Изготовление кернов
2.1.4. Термическая обработка спрессованных заготовок электродов
2.2. Техника эксперимента
2.2.1. Метод исследования эмиссионно-активного вещества
2.2.2. Способ определения качества эмиссионно-активного состава по вольтамперным характеристикам переходного процесса в

газовом разряде
2.2.3. Результаты исследования работы спеченных и спиральных
электродов в дуговом разряде
Выводы по главе
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ПРИМЕНЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ЭЛЕКТРОДОВ, ФОРМИРОВАНИЕ ИХ ОСНОВНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К РАЗРЯДНЫМ НАТРИЕВЫМ ЛАМПАМ
3.1. Расчет плотности потоков эмиссионного вещества, осаждающегося на поверхности электродов и стенке разрядной колбы
3.2. Экспериментальное определение применимости эмиссионноактивных материалов для использования в разрядных натриевых лампах
3.3. Исследование температурных режимов спеченных электродов в условиях воздействия разрядной плазмы
Выводы по главе
ГЛАВА 4. ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ЭЛЕКТРОДОВ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К УСЛОВИЯМ ИХ РАБОТЫ В НАТРИЕВЫХ ЛАМПАХ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ
4.1. Исследование фазового состава эмиссионно-активного вещества
на этапах его изготовления
4.2. Исследование фазового состава эмиссионно-активного вещества
на этапах изготовления спеченных электродов
4.3. Металлографический анализ образцов спеченных электродов
Выводы по главе
5. Заключение
Общие выводы по работе
Литература
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Источники света (ИС), устройства дающие свет — вакуумные лампы накаливания, галогенные лампы накаливания, люминесцентные лампы, обычные и компактные, и, наконец, дуговые газоразрядные, как и современные - светодиодные, являются творением физиков разных поколений.
В настоящее время натриевые лампы высокого давления (ДНаТ) признаны наиболее эффективными источниками искусственного освещения. Благодаря их высокой светоотдаче, достигающей 150лм/Вт, и спектру мощностей от 50Вт до 3кВт, они применяются для освещения складских помещений, автомагистралей и карьеров, парников и теплиц.
В мировой практике доля ламп дуговых натриевых (типа ДНаТ) превышает половину всех источников наружного освещения и составляет почти 100% тепличного искусственного освещения. В связи с этим остается актуальным вопрос совершенствования этого типа ламп по пути увеличения их долговечности и снижения отрицательного воздействия на экологию: увеличение срока службы уменьшает количество утилизируемых ламп и, соответственно, снижает выбросы в окружающую среду продуктов их переработки.
Лампа типа ДНаТ содержит поликоровую горелку (горелка - герметично запаянная колба, внутри которой горит разряд) с герметично установленными в каждом из двух ее концов электродами. Кроме указанных элементов лампа включает в себя колбу из тугоплавкого стекла, ножку с токовводами, посредством которых осуществляется подача напряжения на разрядный промежуток, а также цоколь, на центральный контакт и боковую поверхность которого подается питающее напряжение.
Световые характеристики ламп типа ДНаТ, в том числе и наиболее важные - световой поток и световая отдача - зависят от физических свойств наполнения и давления паров испарившихся металлов, устанавливающегося в горелке. При работе лампы в насыщенных парах даже незначительные изменения температуры горелки вызывают резкое изменение их давления, а вместе с тем и всех характеристик разряда.

Рис. 2.1. Схема процесса изготовления активно-эмиссионного вещества
Первая операция предусматривает восстановление паравольфрамата аммония, поступающего в продажу, до вольфрамового ангидрида. Операция восстановления вольфрамового ангидрида из паравольфрамата аммония производится в среде водорода. Суть операции заключается в возможности получения требуемого качества триоксида вольфрама без примеси других видов окислов вольфрама.
Вторая операция обеспечивает получение заданного стехиометрического состава эмиссионного вещества.