一种钨基石墨烯灯泡的制作方法

文档序号:12612087阅读:489来源:国知局

本发明属于照明技术领域,涉及一种钨丝照明灯技术,具体涉及一种钨基石墨烯灯泡。



背景技术:

现在通常所说的电灯即指白炽灯, 白炽灯是将灯丝通电加热到白炽状态,利用热辐射发出可见光的电光源。自1879年,美国的托马斯·爱迪生制成了碳化纤维(即碳丝)白炽灯以来,经人们对灯丝材料、灯丝结构、充填气体的不断改进,白炽灯的发光效率也相应提高。人类使用白炽灯泡已有128年的历史了,提到白炽灯,大家自然会想到大发明家爱迪生,他为了找寻白炽灯丝的材料,试验过6000多种材料,最终用炭精丝试验出了第一只真正意义上的白炽灯,使用了45小时之后灯丝才熔断,后来经过爱迪生和后来者的不断改进,白炽灯才有了今天3000小时以上的寿命。

爱迪生发明白炽灯为人类文明的发展做出了很大的贡献,给人类带来了光明。但白炽灯与当今的荧光节能灯,LED节能灯相比,其发光原理,发光与电能效率低下,寿命也比较短,发热量以及安全性方面,均不可与荧光节能灯、LED灯相比。但是荧光节能灯需要电子触发器和汞污染,LED灯也要电子整流和散热装置,这样目前节能灯泡存在污染和电子器件较多,容易故障且成本较高,寻找一种更节能环保的光源,是当下照明领域期待解决的问题。

石墨烯结构非常稳定,迄今为止,研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧,当施加外部机械力时,碳原子面就弯曲变形,从而使碳原子不必重新排列来适应外力,也就保持了结构稳定。这种稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性。石墨烯中的电子在轨道中移动时,不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强,在常温下,即使周围碳原子发生挤撞,石墨烯中电子受到的干扰也非常小,同时,石墨烯是世上最薄也是最坚硬的纳米材料 ,它几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光;导热系数高达5300 W/(m·K),高于碳纳米管和金刚石,常温下其电子迁移率超过15 000 cm2 /(V·s),又比纳米碳管或硅晶体高,而电阻率只约10-6 Ω·cm,比铜或银更低,为世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低,电子跑的速度极快,石墨烯是世界上导电性最好的材料,电子在其中的运动速度达到了光速的1/300,远远超过了电子在一般导体中的运动速度。

目前,一个由美国哥伦比亚大学,韩国首尔国立大学(SNU)以及韩国标准与科学研究院(KRISS)的研究人员组成的联合小组报告称他们首次实现了石墨烯发光。石墨烯仅有一个原子厚度,是碳的理想晶体形式。研究组再小片石墨烯连接到金属电极上,使其悬空于基底材料上方并加载一定的电流使其加热。

通过测量石墨烯材料光源的光谱,研究组可以测算出其温度约为2500摄氏度左右,足以使其发出明亮的可见光。这项研究的第一作者,哥伦比亚大学霍恩教授小组的博士后金德勇(音译:YoungDuckKim)表示:“从这一单原子厚度的石墨烯材料发出的可见光强度很高,甚至不需要使用任何放大设备,直接用裸眼就能看到。”参与这项研究工作的一名韩国标准与科学研究院高级研究员表示:“在最高的温度下,电子温度远高于石墨烯晶格的声振动模式,因此只需要较少的能量便能实现可见光波段发光。这些独特的热性质使我们可以将石墨烯材料加热到相当于太阳表面一半的温度并实现比传统灯丝材料高出1000倍的发光效率。”

这是一个可喜的技术突破,但是如何让石墨烯灯走向实用照明领域,还有一段漫长的路要走,本技术正是在上述技术基础上,实现传统白炽灯和石墨烯灯的完美结合进行了大量的实验和尝试。



技术实现要素:

为了解决目前白炽灯、节能灯和LED灯存在的问题,提高白炽灯的光效和使用寿命,减少节能灯和LED灯的控制电路和散热效果等问题,本发明提供一种钨基石墨烯灯泡,以亟解决上述问题。

为实现上述目的,本发明的解决方案是:一种钨基石墨烯灯泡,包括:主钨灯丝,石墨烯膜层,副钨灯丝,正热敏电阻,负热敏电阻,灯芯柱,泡壳及灯头。本技术特征在于主钨灯丝是一段螺旋形的细钨丝,在主钨灯丝上附着一层石墨烯薄膜层,主钨灯丝一端与灯芯柱的一根金属丝相连接,另一端通过负热敏电阻与灯芯柱的另一根金属丝相连,副钨灯丝与主钨灯丝平行放置,副钨灯丝的一端与主钨灯丝的一端并联焊接在灯芯柱的金属丝上,另一端通过正热敏电阻与灯芯柱的第三根金属丝相连,把主副钨灯丝封装在泡壳中,把泡壳和灯芯柱融化压封,泡壳内抽真空后密封,泡壳与灯头粘接在一起,灯头的金属壁和金属触点分别于焊接灯芯柱的电极丝,钨基石墨烯灯泡制作完成。

所述的石墨烯膜层,其特征在于石墨烯膜层以气相沉淀的工艺方式生长在主钨灯丝上,主钨灯丝在进行螺旋,焊接在灯芯柱两电极丝上,石墨烯膜层为单层碳原子膜1-10层。

所述的石墨烯膜层,其特征在于石墨烯膜层以石墨烯薄膜加压包裹在主钨灯丝上,主钨灯丝在进行螺旋,焊接在灯芯柱两电极丝上,石墨烯膜层为单层碳原子膜1-10层。

所述的灯芯柱,其特征在于灯芯柱为三电极芯柱,主副钨灯丝在三电极上并联连接。

本发明的有益效果为:

本发明采用钨丝辅助石墨烯发光技术技术,解决了白炽灯发光效率低,寿命短,且不需要电子控制就能直接发光,提高了光源的发光效率,有利于照明节能减排的实现。

附图说明

图1为本发明的钨基石墨烯灯结构示意图;

图中标号:1、主钨灯丝,2、石墨烯膜层,3、副钨灯丝,4、正热敏电阻,5、负热敏电阻,6、灯芯柱,7、泡壳,8、灯头。

具体实施方式

为了更好的理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明内容不仅仅局限于以下的具体实施例。

结合图1所示,对本发明做进一步说明,一种钨基石墨烯灯泡,包括:主钨灯丝1,石墨烯膜层2,副钨灯丝3,正热敏电阻4,负热敏电阻5,灯芯柱6,泡壳7及灯头8。本技术特征在于主钨灯丝1是一段螺旋形的细钨丝,在主钨灯丝1上附着一层石墨烯薄膜层2,主钨灯丝1一端与灯芯柱6的一根金属丝相连接,另一端通过负热敏电阻5与灯芯柱6的另一根金属丝相连,副钨灯丝3与主钨灯丝1平行放置,副钨灯丝3的一端与主钨灯丝1的一端并联焊接在灯芯柱6的金属丝上,另一端通过正热敏电阻4与灯芯柱6的第三根金属丝相连,把主副钨灯丝封装在泡壳7中,把泡壳7和灯芯柱6融化压封,泡壳7内抽真空后密封,泡壳7与灯头8粘接在一起,灯头8的金属壁和金属触点分别于焊接灯芯柱6的电极丝,钨基石墨烯灯泡制作完成。

所述的石墨烯膜层,其特征在于石墨烯膜层2以气相沉淀的工艺方式生长在主钨灯丝1上,主钨灯丝1在进行螺旋,焊接在灯芯柱6两电极丝上,石墨烯膜层为单层碳原子膜1-10层。

所述的石墨烯膜层,其特征在于石墨烯膜层2以石墨烯薄膜加压包裹在主钨灯丝1上,主钨灯丝1在进行螺旋,焊接在灯芯柱6两电极丝上,石墨烯膜层为单层碳原子膜1-10层。

所述的灯芯柱,其特征在于灯芯柱6为三电极芯柱,主副钨灯丝在三电极上并联连接。

上述实施例只是说明本发明的技术构思及特点,其目的是让本领域的普通技术人员能够了解本发明的特点并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所进行的等效变化或修饰,均应涵盖在本发明的保护范围。

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