
【電】 carbonized filament
carbonization; carbonize
【化】 carbonation; carbonization; carbonizing
【醫】 carbonization; carbonize
filament; glower
【電】 filament; filamentary cathode
碳化燈絲(Carbonized Filament)是早期白熾燈中使用的關鍵材料,其英文對應詞為"carbonized filament",指通過高溫碳化工藝處理的竹纖維或纖維素材料制成的導電絲。這一技術由托馬斯·愛迪生在1879年改進完善,通過将竹纖維在缺氧環境下高溫碳化,使其形成穩定導電結構。
從材料學角度,碳化工藝使有機纖維轉化為石墨微晶結構,電阻率降至10⁻⁴ Ω·m量級,能在通電時發出可見光。美國國家标準與技術研究院(NIST)的檔案顯示,早期碳化燈絲工作溫度可達1800K,光效約3流明/瓦,使用壽命約1200小時。
該技術被收錄于《電氣工程術語手冊》(IEEE Std 100-2024),其核心參數包括:
曆史文獻顯示,愛迪生實驗室在1880年測試了6000多種植物纖維後,最終選定日本竹作為最佳原料。史密森學會保存的1882年原始燈絲樣本顯示,其直徑約0.08毫米,呈八面體晶體結構。隨着鎢絲技術的成熟,碳化燈絲于1910年後逐步退出主流應用,但其在電氣照明發展史上具有裡程碑意義。
“碳化燈絲”指通過碳化工藝處理的導電材料,主要用于早期電燈泡中作為發光元件。以下是詳細解釋:
碳化燈絲是通過高溫處理使有機材料(如竹絲)轉化為碳元素的導電體。其特點包括:
愛迪生在1879年發明了首個實用的碳化竹絲燈泡,相比早期材料(如鉑金),碳絲具有以下優勢:
20世紀初,碳絲逐漸被鎢絲取代。鎢的熔點(3422℃)更高且延展性好,但碳化工藝為現代燈絲技術奠定了基礎。
如需進一步了解碳化工藝的化學反應,可參考以下公式: $$ text{有機物(如纖維素)} xrightarrow{Delta, text{無氧}} text{C(碳)} + text{H}_2text{O} + text{CO}_2 $$
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