Тело накала для электрических источников света

 

Изобретение откосится к области электротехники , а именно к углеродным телам накала для электрических источников света. Целью изобретения является повышение механической прочности, световой отдачи и срока службы тела накала. Тело накала представляет собой композит, в котором углеродное волокно представлено в виде полифиламентарной нити, и формирует армирующий каркас. Нироуглерод заполняет поровое пространство армирующего каркаса и является матрицей. Это позволяет получить тело накала однородным по составу, что увеличивает его механическую прочность. 2 табл. «е (Л .4; О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 01 К 1/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3848833/24-07 (22) 25.01.85 (46) 23.07.86. Бюл. № 27 (71) Институт горючих ископаемых и Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологическич институт источников света им. А. Н. Лодыгина (72) М. И. Рогайлин, Н. С. Вдовин, M. M. Никулин, С. М. Мирзоян и А. В. Мордюк (53) 621.3.032.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 905918, кл. Н Ol К 1/04, 1982.

Техническая энциклопедия. — М.: ОГИЗ

РСФСР, 1931, т. 1, с. 831 — 836.

Иванов А. П. Электрические лампы и их изготовление. — Петроград, НТО ВСНХ, 1923.

„„SU „„1246180 (54) ТЕЛО НАКАЛА ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА (57) Изобретение относится к области электротехники, а именно к углеродным телам накала для электрических источников света.

Целью изобретения является повышение механической прочности, световой отдачи и срока службы тела накала. Тело накала представляет собой композит, в котором углеродное волокно представлено в виде полифиламентарной нити, и формирует армирующий каркас. Пироуглерод заполняет поровое пространство армирующего каркаса и является матрицей. Это позволяет получить тело накала однородным по составу, что увеличивает его механическую прочность.

2 табл.

1246180 таблица 1

Исходное волокно

Объемное содержание компоненКолиОбраэец

Noiv- Удельное ность электроСветовой

СветоСрок службы, ч честно филаментов вая тов сопротивпоток, лм

Отпа ление, Ом см ча, лм/Вт

ВолокнО ПирОУг лерод в нити

1 51Г: 8,7 10

2 526 9,0 10

3 531 8 9 10

4 553 9, 1 10

5 586 8,6 10 "

500

65

1275 с

2,з

20, 4С

- 2472

430

2385

4,5

800

2709

4,9

510

55

2519

90"

40

4,8

7 578 9,1 ° 10"

8 75 8,9 10

9 139 9 6 10

1375

2 3

ЗзС

70

371

4,95

440

150

690

4,96

535

10 35С 9,7 10 4 1505

ПАН

300

4 90 1100

11 605 8, 75.10

700

2940 и,86

73з

12 129С 10,1 10 6 14Г

13 181С 9,86.10 83?6

14 615 1,5 10 2829

1500

4,76 871

4,60 563

2000 гц

700

7 6

Изобретение относится к электротехнике, а именно к углеродным телам накала для электрических источников света, и может быть использовано в производстве ламп накаливания общего и специального назначения.

Цель изобретения — повышение механической прочности, световой отдачи и срока службы тела накала.

Это достигается выполнением тела накала из карбонизованной углеродной комплексной полифиламентарной нити в форме спирали с количеством филаментов 70—

2000, композиционно связанной с пироуглеродом, причем углеродное волокно выполняет функцию армирующего каркаса (на- 15 полнителя), а пироуглерод является матрицей, и объемное соотношение волокна и пироуглерода составляет (40 — 60): (60 — 40) .

Тело накала представляет собой композит, углеродное волокно в котором представлено в виде полифиламентарной нити и формирует армирующий каркас композита, а пироуглерод заполняет поровое пространство армирующего каркаса и является матрицей, при указанных объемных содержаниях волокна в композите и количестве филамен- 25 тов полифиламентарной нити. Это позволяет получить тело накала совершенно равномерным по всей длине сечения, однородным по составу, что увеличивает его механическую прочность, срок службы и светоотдачу.

Полифиламентарность углеродного волокна обеспечивает необходимую упругость спиралевидного тела накала.

Пример. Нить длиной 28 мм из полиакрилонитрильного волокна, содержащая 700 филаментов, при помощи ручного HBMQTo÷ного станка наматывают на кварцевую оНравку диаметром 10 мм с получением спирали с числом витков, равным 12. Концы нитей закрепляют органическим клеем, смешанным с графитом. Полученную заготовку подвергают термохимической обработке при 1050 С в вакууме в токе метана в течение 60 ч. За это время в порах исходных нитей осаждается пироуглерод в количестве

55 06.% содержания (45% волокна). После термохимической обработки заготовки снимают с кварцевой оправки и на графитовой опра.вке подвергают высокотемпературной обработке при 2400 С с выдержкой при конечной температуре в течение 2 ч. Полученное тело канала испытывают в лампе ЛНУ-1, результаты испытаний сведены в табл. l. (образец 11).

6 590 8,9 10 2832

1246180

Таблица 2

Модуль упруУдельное электросопротивление, Ом мм2

Прочность при растяжении, кГс/мм

ПлотДиаметр волокна, мкм

Исходное сырье для получения ность, r /см- гости, Е, к Гс /мм." угольных волокон

ГЦ Гидратцеллгал да ное

8 — 10

1,75 200

7,3

5,0

4,0

1, 75 370 36-40

9,9

Формула изобретения

Составитель Н. Семенов

Редактор Н. Рогулич Техред И. Верес Корректор М. немчик

Заказ 4008/46 Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Остальные тела накала из углеродной нити на основе гидратцеллюлозных (ГЦ) и полиакрилонитрильных (ПАН) волокон, представленные в табл. 1, получены аналогично, с тем отличием, что варьируются количество филаментов углеродной нити и соотношение углеродного волокна и пироуглерода (требуемое количество пироуглерода получают, изменяя время термообработки в среде метана от 15 до 100 ч).

Испытания на вибропрочность показывают, что спирали, уплотненные пироуглероОбъемное соотношение волокна и пироуглерода (40 — 60): (60 — 40) обеспечивает необходимое электросопротивление тела накала и однородность механических и элект- 35 рических характеристик тела накала.

При содержании пироуглерода менее

40% не обеспечивается «залечивание» дефектов нитей, что приводит к неоднородности механических и электрических свойств тела накала и как следствие к снижению

40 срока службы тела накала.

При содержании пироуглерода более

60% ухудшаются прочностные характеристики тела накала (увеличивается хрупкость)

Количество филаментов в теле накала менее 45

70 не обеспечивает достаточной механической прочности тела накала, а при количестве филаментов более 2000 ухудшаются электрические характеристики тела накала. Для предлагаемых тел накала можно использовать полифиламентарные нити из элементарных волокон (филаментов) ГЦ, ПАН и друдом, выдерживают 23 ч 35 мин, в то время как мононить выдерживает испытания лишь в течение 14 ч 40 мин.

Технология изготовления предлагаемого тела накала достаточно проста и не требует использования оборудования сложной конструкции.

В табл. 2 представлены характеристики углеродных волокон, которые можно использовать для получения тела накала. гих, различной крутки, не имеющих заусениц, расслоений и трещин, видимых невооруженным глазом. Диаметр отдельных филаментов составляет 5 — 12 мкм, так как получить волокно меньшего диаметра технически трудно, а при диаметре более 12 мкм ухудшается качество нити.

Тело накала для электрических источников света, выполненное из углеродной карбонизованной нити, упрочненной пироуглеродом графитовой структуры, отличающееся тем, что, с целью повышения его механической прочности, световой отдачи и срока службы, использована полифиламентарная нить с количеством филаментов 70 — 2000, композиционно связанная с пироуглеродом при объемном соотношении волокна нити и пироуглерода (40 — 60): (60 — 40).