人们于是给钨丝找到了一位保卫它的好朋友——氮气。氮气就在空气里,而且占了空气的大多数,真可谓“踏破铁鞋无觅处,得来全不费工夫”。
过去我们为了保证白炽灯延年益寿,不得不把玻壳中的空气抽走,抽得越干净越好,而现在为了同样的目的,我们却要做相反的工作,即把气体——当然是不会跟钨发生化学反应的气体充到玻壳里去。
氮气是个懒惰的家伙,好自个儿东游西逛,跟谁也不爱打交道。它在很多地方派不上用场,可在白炽灯里却可一显身手。
如果灯泡里是真空的,那么当钨丝接通电源,温度升高后,钨的分子就会“蠢蠢欲动”,大量地脱离灯丝,“如入无人之境”,到处乱跑,直到碰在玻壳壁上被吸着时为止。
玻壳里一旦充进了氮气,白炽的灯丝周围就会形成一薄层稳定的气体保护层,就像一道活的“篱笆”。每一个氮气分子都是一名勇敢的战士,守卫在钨丝的附近,对那些企图脱离集体四处乱窜的钨分子毫不客气,狠狠地顶撞回去,叫它们重返工作岗位,继续为光明服务。这样一来,钨丝的蒸发速度就慢得多了。结果是出现了充氮气的白炽灯泡。
1913年,兰米尔首次往玻壳里充进氮气,这是继灯丝由炭丝改钨丝后白炽灯的又一重要革新。直到目前为止,充气仍然是抑制钨丝蒸发的基本措施。
不过,有一点要注意,因为氧气或水蒸汽都会在钨丝工作时跟它起氧化反应,所以对充气的含氧量和含水量都有极严格的要求,不然的话,灯泡的寿命就会大大地缩短。
充气使钨丝的蒸发速度变慢,同样的使用期限可以使灯丝在更高的温度下工作,所以充气灯泡的发光效率比真空灯泡要高。一般来说,充气灯泡的发光效率要比真空灯泡高出1/3以上。




