铯的运用的制作方法与工艺

文档序号:13045436阅读:1553来源:国知局
我国在半导体晶体管尚不普及时生产过冷阴极电子管。阴极不用钨丝加热,在阴极上涂佈一层铯(Cs)。铯原子最外层电子受原子核作用力小,能自由地脱离铯原子扩散到空间去,在铯原子周围形成电子云。电子云是一种布朗运动,不能形成电流。这就是本文的理论基础和实践内容。昌灯气体通电时电子与气体分子相碰撞,气体分子受激发光。多数气体在常温下是绝缘体,欲将绝缘的气体变为导体,主要的方法是硬击穿。硬击穿要求击穿电压超过气体本身的击穿电压。气体一旦被击穿后气体电阻急骤下降,高电压大电流又反过来损毁气体发光管。为此人们设计出各种伺服电路来保证气体发光管的正常工作。伺服电路是要耗能的,又造成灯具制造工艺复杂,成本增高,光电转换率低,寿命短的缺陷。像汞灯,污染环境。首先我们来讨论气体发光的自激励功能。在一个管状玻璃外壳封闭的空间内装有发光气体,管的两端分别有电极引出管外,管内分别设置两个或多个铯环,铯能向空间释放自由电子,管内空间就是导体。在外电场作用下,自由电子作定向移动形成电流。电子的定向移动激活气体发光。这就是昌灯的自激励作用。昌灯的自激励不是硬击穿,也不是软击穿,是将绝缘气体中混入自由电子,使绝缘气体变为导体来实现的。接着我们来讨论昌灯的自镇流。通电气体发光管是有电阻的,阻值大小由几个因素决定。一电极表面积大小和间距;二玻管内径大小及管长;三气体类型及密度。在这三个条件下我们能够造出适于各种条件下使用的昌灯。为了保证气体发光发热后澎涨不至玻管爆裂,通常采用负压封装,用钢化玻璃或防弹玻璃做管壳可常压或正压封装。发光气体应首选惰性气体,次选氢和氮,再次选氧、氮、氯。氡有放射性必须用铅玻璃。气体可用单一气体,也可使用二种以上的混合气体,使其光色更加丰富多彩。昌灯有十大优点:一节能,昌灯是新型冷光源灯,光电转换率高,据估算能达到60%以上。二环保,昌灯中没有有毒有害物质,不污染环境,是绿色环保产品。三工艺简单,昌灯只有一根内装发光气体的玻璃,内置开口铯环和两个电极,没有伺服电路,易加工,易生产,使用方便,易推广。四光色好,昌灯的色温由发光气体决定,气体可单一可多元,色彩丰富。五寿命长,昌灯是通电气体发光管,内无灯丝,外无伺服电路,寿命十年以上。六对电压稳定性要求不高,昌灯没有易损部件,在电源电压不稳定时,不易损坏。七可变形,昌灯玻管可变形,可长可短,可粗可细,可直可曲,可盘可旋,可做成星形成为多电极昌灯。八功率可变,昌灯能制出千瓦级聚光灯也能制出毫瓦级指示灯,昌灯作指示灯可直接串联在所需指示电路中,消除了误指示。九功率因数高,昌灯是纯电阻灯具,功率因数高,对电网平稳运行极为有利。十交直流通用,昌灯是对称型灯具,无极性,交直流通用,利于标准化设计,标准化生产。昌灯与目前使用的灯具都有区别,我给昌灯一个新电路符号见图4,方便人们设计、生产和使用。乾电池冷阴极三极管由冷阴极、控制极、阳极组成,真空封装在圆柱型玻管或铁管内。将其展开为平面型,增大阴极、牵引极(控制极)、阳极面积,真空封装在两平板玻璃之内这就是我们的乾电池。铯膜为阴极,发射电子经牵引极正电压牵引,大部分电子落在阳极上,阳极上有多余的电子呈负电压,阴极失掉电子呈正电压。接通外电路,电流就由正极经外电路回负极。乾电是一种原电池。铯层大量发射电子被牵引到阳极,铯层会降温,乾电内部没有铯层实现热平衡的路径,铯层只能向外部吸收热量,供铯层持续发射电子,乾电在工作时还能制冷,只要乾电的工作环境不是绝对零度,乾电就能继续工作。乾电是吸收外部能量转换成电能的原电池。真空型乾电多了一个牵引极,我们需要更紧凑没有牵引极的乾电,这就是QN结型乾电。面结型半导体二极管由N型和P型半导组成,之间经特殊工艺形成PN结。PN结有一定势垒,电流只能单向流动。我们将P型半导体换成金属铯,铯与N型半导体结合,结合部产生一个结,我称之为QN结。QN结有一定势垒,电流只能单向流动,铯原子发射的电子只能通过QN结单向流动,QN结也是一种原电池。真空型和QN结型乾电具有各自的个性和共性。两种类型乾电都是利用铯原子会向空问发射电子制造出来的原电池。体积小、重量轻、可靠性高、耐候性强。工艺简单、造价低、发电效率高,运行成本低,无排放、无振动、无噪声、无幅射、无污染、是绿色环保的新一代电源。它们都可并可串,可分散可集中,可单网可联网,在工作时都有降温效应。真空型多了一个牵引极。在牵引极上加上不同的正电压,输出的电压与电流有所不同,这是它的调控功能;加上负压就能关断输出,这是它的开关功能;加上交变电压(需正偏压)能输出交变电流,这是它的放大和调制功能。乾电的使用十分广泛,它几乎可以取代所有的发电设备。小如手机、电脑、大如电动汽车、电机车、动车组都能实现无尾化、安全性、可靠性、可操作性能提高到一个新的层次。如果推广到千家万户,我们的国家就能实现天蓝蓝、水清清、无污染。推广到全世界,就能实现给地球降温,气候变化不受人为干扰的境界。应指出的不仅铯有能力向空间发射电子,钫(Fr)同样也能向空间发射电子,钫同样能造出昌灯与乾电。附图说明书图1是昌灯基本型。它由密封的玻璃管构成,外接两个电极。玻管内装发光气体,内壁安装二至三个开口铯环,利用铯向外发射电子的特性在绝缘气体内加入自由电子,绝缘气体变导体,通电时气体发光。图2是昌灯的基本型变化而成。将各置两端的电极改为同侧,铯层直接涂布在电极上。昌灯就能小型化,主要是为指示灯、车灯而设计。图3是多电极昌灯的一种型式。图4是为了方便人们设计安装使用昌灯而重新设计的电路符号。多电极昌灯只需在新符号上多画几条电极即可。图5是乾电的横裁面示意图。外壳一般为玻璃(未画出),玻盖内一侧为铯层,阴极,另一侧为阳极,中有网状牵引极。图6为真空型乾电符号。在原电池符号中加虚线作牵引极的示意而成。方便了人们设计安装使用真空型乾电。图7是QN型乾电剖视图,标示了QN结相关部位和关系。
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