白炽灯的灯丝通常由钨丝制成,这是因为钨丝具有几个适合作为灯丝的物理和化学特性:
高熔点:
钨的熔点高达3410摄氏度,适合在高温下工作。
良好的电阻率:
钨的电阻率随温度升高而增加,这意味着当灯丝温度升高时,其电阻也随之增大,有助于限制通过灯丝的电流,防止过热。
蒸发速率适中:
钨的蒸发速率适中,这意味着它在高温下不容易蒸发,有助于保持灯丝的完整性和灯泡的寿命。
显色性好:
钨丝在高温下工作时,能够提供良好的显色性,使得发出的光更接近自然光。
易于制造:
钨丝可以容易地被扭成螺旋状,这有助于集中热量,使得温度更高,同时减小灯丝占据的体积,便于安装在灯泡内。
由于这些特性,钨丝成为制造白炽灯灯丝的理想材料。然而,随着温度的升高,钨丝会发生升华,即钨从固态直接变为气态,并在灯泡的玻璃壳上凝华,长时间使用后可能导致灯泡玻璃变黑。此外,由于热升华作用,灯丝会逐渐变细,最终可能导致灯丝在某一点变得足够细弱,在热冲击下断裂