鹵鎢循環

鹵鎢循環套用於鹵鎢燈。
在鹵鎢燈中,從鎢絲蒸發出來的大部分鎢和填充的鹵素原子或分子,在管壁附近反應,生成揮發性鹵化鎢,其蒸氣濃度較高,因為管壁具有相當高的溫度使鹵化鎢不能附在燈管內壁上,故能防止管壁發黑。鹵化鎢通過擴散或對流,從管壁附近向燈絲方向擴散,部分鹵化鎢在燈絲的高溫區被分解成鹵素和鎢。分解出來的鎢吸附在燈絲表面,鹵素則與蒸發出來的鎢反應。
在一定條件下,鹵素與鎢的反應達到平衡狀態,管內壁就不會發黑為了使生成的鹵化鎢既不附著在管壁上,又不會在管壁附近被熱解,管壁溫度設計至關重要。
對於碘鎢燈而言,管壁溫度應設計在250 ℃以上,否則會導致碘化鎢(呈黃顏色) 沉積在管壁上而破壞碘鎢循環。但管壁溫度也不能太高,超過700 ℃時碘化鎢就要部分分解造成管壁發黑。
對於溴鎢燈,在很寬的溫度範圍內(300～1 100 ℃) 溴鎢循環都能正常進行。
由於管壁溫度必須使鹵化鎢不會附著在管壁上,所以鹵鎢燈的玻殼比原來的白熾燈的玻殼小,管壁負荷高,通常使用耐高溫的石英玻璃或高鋁玻璃做玻殼。石英玻璃管壁負荷可以取得較高,高色溫鹵鎢燈管壁負荷為25～30W/ cm2 ,紅外燈管壁負荷為20～25WPcm2 ,而高矽玻璃管壁負荷為15～20W/ cm2 。與石英玻璃壓封的金屬導線,使用厚度為20～30μm 帶刃的鉬箔,夾板的工作溫度不應超過450 ℃。根據一般經驗,對於高色溫燈,每毫米寬鉬片允許的工作電流為3A ;對壽命較長的低色溫燈則取為2A。在石英玻璃內封入金屬,採用不妨礙鎢和鹵素反應的高純鎢或鋁。鋁引出線的電流密度為5～10A/ mm2 ,工作溫度不應超過300 ℃。在燈內充入微量HI、HBr 、CH3Br 、CH2BrCI 等鹵素物質和H3 P、H4 Si 、P3N5 等消氣劑,以及惰性氣體Ar、Kr 、Xe 和N2 的混合氣。大功率鹵鎢燈通常充入溴化氫與Xe 、N2 的混合氣。低功率鹵鎢燈,通常充入溴甲烷與Ar、Kr 、N2 混合氣,在溫度較高的燈中,工作壓力均為充氣壓的115～210 倍。根據燈絲的不同光效和壽命要求,同時也考慮燈泡的不同工作環境,調整鹵素氣體種類和氣壓,一般在常溫下(25 ℃) 充入燈內的氣壓為93～500kPa 。