Мини-чат
Авторизация
Или авторизуйтесь через соц.сети
22
111qwe
На uCrazy 14 лет 8 месяцев
Интересное

Российская лампочка будет конкурировать со светодиодами

Сотрудники кафедры вакуумной электроники МФТИ совместно с учеными из ФИАН создали и испытали прототип катодолюминесцентной лампы общего освещения, основанной на явлении автоэлектронной эмиссии и обладающей не достигнутыми никем в мире характеристиками надежности, долговечности и силы света.

Ставшие уже привычными в быту светодиодные лампочки — не единственная экономичная альтернатива лампам накаливания: с 1980-х в мире изучают возможность применения для общего освещения так называемых катодолюминесцентных светильников.


Их работа основана на том же принципе, что и кинескопы старых телевизоров: внутри вакуумной колбы находятся катод (отрицательный электрод) и анод (положительный электрод), между которыми создается значительная разность потенциалов (до десятка киловольт).

Под действием электрического поля электроны, испускаемые катодом, бомбардируют поверхность анода, под которой нанесен слой люминофора, и заставляют последний светиться (рис. 1).

Рисунок 1. Схема устройства лампочки: 1 — модуль катодного модулятора; 2 — катод; 3 — модулятор; 4 — испускаемые электроны; 5 — люминофор; 6 — анод (алюминиевое зеркало); 7 — вывод анода; 8 — стеклянная вакуумная колба / ©Пресс-служба МФТИ

Такая лампочка хороша тем, что может излучать свет практически в любой области спектра — от красной до ультрафиолетовой — и зависит только от люминофора. Но особенно актуальна сейчас возможность катодолюминесцентных ламп работать в ультрафиолетовой области спектра.

Дело в том, что вот-вот вступит в действие международная Минаматская конвенция, запрещающая производство и оборот бытовых приборов, содержащих ртуть. Россия тоже поставила подпись под этой конвенцией, и с будущего года люминесцентные лампы, излучающие в ультрафиолетовом спектре и потому широко используемые у нас для освещения теплиц, окажутся вне закона.

Катодолюминесцентные же осветительные приборы, излучающие тот же ультрафиолет, никакой ртути не содержат и вообще абсолютно экологичны как в эксплуатации, так и при утилизации.

Михаил Данилкин из ФИАН уточняет:«Есть отрасли, из которых ртутные лампы будут вытесняться крайне медленно и неохотно — например, водоподготовка и водоочистка, дезинфекция воздуха. Но в медицине это другое дело, поскольку проблема утилизации ртутных ламп отдельными медицинскими учреждениями до конца так и не решена, а требования по экологической безопасности все ужесточаются. Так, катодолюминесцентные лампы можно использовать для обеззараживания операционных, для проведения процедур по облучению ультрафиолетом горла и миндалин, а также для отверждения пломб у стоматологов».

Катодолюминесцентные лампочки пытались серийно производить и продавать в США. Но рынок не принял новинку — в основном из-за ее громоздких размеров и необходимости ждать после включения несколько секунд, пока катод достигнет рабочей температуры. (По той же причине старый кинескопный телевизор начинал показывать не сразу после включения, а после того, как прогреется.)

Впрочем, существуют и катоды, не требующие нагрева, — так называемые автокатоды. Их принцип действия основан на явлении автоэлектронной эмиссии — испускании электронов холодным катодом под действием одного лишь электрического поля, за счет туннельного эффекта.

Но создать эффективный, долговечный и при этом технологичный автокатод, имеющий приемлемую для массового производства себестоимость, крайне сложно: ни в Японии, ни в США, где сейчас ведутся подобные работы, этого сделать до сих пор не удалось. А российским физикам — удалось.

«Наш автокатод построен на основе обычного углерода, — рассказывает Евгений Шешин, руководитель работы, профессор МФТИ, заместитель заведующего кафедрой вакуумной электроники.

— Но этот углерод работает не просто химикатом, а структурой: мы научились создавать из углеродных волокон такую конструкцию, которая не боится ионной бомбардировки, дает высокий эмиссионный ток, технологична и дешева в производстве. Это чисто наше ноу-хау, такой технологии нет больше нигде в мире».

Специальная обработка углеродного материала позволяет формировать на острие катода множество микровыступов размером в доли микрона (рис. 2). Они создают вблизи поверхности катода сверхвысокую напряженность электрического поля, которая и выбивает электроны в окружающий вакуум.

Российская лампочка будет конкурировать со светодиодами



Рисунок 2. Модуль катодного модулятора (а): стрелка указывает на излучающий катод. Увеличенное изображение излучающего катода, изготовленного из углеволокна (b).




Второе достижение ученых физтеха — им удалось сконструировать компактный источник питания для автокатодной катодолюминесцентной лампочки, обеспечивающий необходимые для эффективной эмиссии электронов киловольты. Он целиком помещается по периметру колбы лампочки, почти не влияя на ее размеры (рис. 3).

Рисунок 3. Лабораторные прототипы катодолюминесцентных лампочек с встроенным блоком питания на стандартном цоколе E27 с рассеивателем (a) и без него (b). Cветовой поток каждой из них достигает 250 лм, что приблизительно соответствует 25-ваттной лампочке накаливания. Потребляемая мощность — 5,5 Вт. / ©Пресс-служба МФТИ, фото предоставлено авторами исследования

В опубликованной работе по результатам испытаний прототипа приводятся его технические характеристики. Эти данные свидетельствуют, что катодолюминесцентная лампочка при массовом производстве вполне способна на равных конкурировать с массовой светодиодной продукцией из Китая.

Такие лампочки помогут окончательно вытеснить и экологически опасные ртутные люминесцентные лампы, которые мы сейчас повсеместно используем в своих квартирах. А ведь их нельзя даже выбрасывать на обычную свалку, их надо специально утилизировать чтобы не загрязнять ртутью окружающую среду.

«Такая лампочка не боится повышенных температур, в отличие от светодиода, — говорит Дмитрий Озол, соавтор работы, сотрудник кафедры вакуумной электроники МФТИ. — И может эксплуатироваться там, где светодиод быстро потеряет яркость — например, в спотовых потолочных светильниках, где не обеспечивается хорошее охлаждение».

Лампы не содержат импортных комплектующих, не требуют при производстве импортного сырья и, в принципе, могут выпускаться на любом отечественном электроламповом заводе.

Соответствующая работа опубликована в конце мая в международном научном журнале Journal of Vacuum Science & Technology B.

все теги
Комментарии14
  1. argus99
    На uCrazy 4 года 11 месяцев
    да дай бы бог, но только уж больно похоже на "британские ученые доказали..." у нас не появится- не дадут свои хапуги. Будут делать кетайцы, а лицензия будет как всегда у пендостана
  2. wowus1968
    На uCrazy 10 лет 2 месяца
  3. Жорик Вартанов
    На uCrazy 8 лет 5 месяцев
    Цитата: argus99
    у нас не появится- не дадут свои хапуги. Будут делать кетайцы, а лицензия будет как всегда у пендостана

    Да стопудова так и будет.
  4. Sender
    На uCrazy 17 лет 2 месяца
    Китай - фабрика мира, Россия - шахта мира. Успокойтесь уже, Чубайс купит и перепродаст, и
    Цитата: argus99
    Будут делать кетайцы, а лицензия будет как всегда у пендостана

  5. Карт-Бланш
    На uCrazy 15 лет 2 месяца
    судя по той куцей ин-ции, что есть в посте, перспектив у лампы нет. По ТТХ не превосходят диоды, а кое где и уступают. Единственная проблема светодиодов, в их охлаждении, впрочем поговаривают что уже есть диоды с КПД 98%, но дороги. У лампы-сабжа, около 80% (что ставит их по КПД в один ряд, с люминесцентными, которые как 20 лет на рынке) и по компактности все равно их не догонят. Остается вопрос цены и тут меня тоже, терзают смутные сомнения.
  6. dzot
    На uCrazy 17 лет 11 месяцев
    Лет 5 назад, в томском политехе разработали электростанцию, работающую на опилках, размещалась она в 3х тонном контейнере, мощность точно не помню, но по словам разрабов, должно было хватить на 3-5 (деревенских) домов, и где она?
  7. EUGENEOUS
    На uCrazy 10 лет 1 месяц
    просто эта лампочка будет стоить 3-5 тыс рублей... как и жугули,блять, 800 косарей за это *баное ведро с болтами..

    Цитата: dzot
    Лет 5 назад, в томском политехе разработали электростанцию, работающую на опилках, размещалась она в 3х тонном контейнере, мощность точно не помню, но по словам разрабов, должно было хватить на 3-5 (деревенских) домов, и где она?

    продали за границу давнео уже этот патент.
  8. johnbest
    На uCrazy 13 лет 27 дней
    Цитата: dzot
    Лет 5 назад, в томском политехе разработали электростанцию, работающую на опилках, размещалась она в 3х тонном контейнере, мощность точно не помню, но по словам разрабов, должно было хватить на 3-5 (деревенских) домов, и где она?

    так в 3х тонном контейнере же!! Что ей там будет? Тыщщу лет пролежит хоть бы хны.
  9. KGS
    На uCrazy 16 лет 3 месяца
    и с будущего года люминесцентные лампы, излучающие в ультрафиолетовом спектре и потому широко используемые у нас для освещения теплиц, окажутся вне закона.
    Чо? hmm
    Это где у нас улицы освещают УФ?
  10. svy
    На uCrazy 12 лет 6 месяцев
    Утверждается об экологичности данной лампы, но ничего не сказано об уровне ионизирующего излучения, которое лежит в основе её функционирования, и его воздействие на здоровье человека.
  11. Буквоед
    На uCrazy 17 лет 12 дней
    Цитата: dzot
    Лет 5 назад, в томском политехе разработали электростанцию, работающую на опилках, размещалась она в 3х тонном контейнере, мощность точно не помню, но по словам разрабов, должно было хватить на 3-5 (деревенских) домов, и где она?

    А ещё установка "Аист-200", работающая ( разработка Томского Политеха) , с реальным патентом ( Патент РФ 2459144) - для производство высокооктанового синтетического топлива (себестоимость 4 коп./л.) из бытового мусора. Продали швейцарцам ( насколько известно с реализацией только на Балканах), а у нас и проблемы с ценой на топливо, а кто не помнит недавний мусорный кризис в Подмосковье? Две проблемы можно было решить разом. cool
  12. Sandro
    На uCrazy 18 лет 2 месяца
    До кучи можно добавить про отечественные медицинские препараты, которые просто кладут "под сукно". Зато во всех аптеках импорт по десятикратной цене.
  13. Sender
    На uCrazy 17 лет 2 месяца
    Цитата: svy
    Утверждается об экологичности данной лампы, но ничего не сказано об уровне ионизирующего излучения, которое лежит в основе её функционирования, и его воздействие на здоровье человека.

    Какое ионизирующее излучение? У тя с головой хуёво? Откуда оно?
  14. Ultimatum78
    На uCrazy 6 лет 9 месяцев
    Ага. Китайцы уже напряглись. Идею им в ро положили, а они махом всё оптяпают. Ждите эту лампу, скоро на алиекспресс.

{{PM_data.author}}

{{alertHeader}}