Shining Thread: Wolfram Thread

Tannverk er en ubehagelig ting, og det er usannsynlig at noen positive sider kan bli funnet i dette trøbbelet. Noen lykkes imidlertid. Hvem vet hvordan lysets historie ville ha utviklet seg hvis den amerikanske fysikeren William Coolidge ikke hadde hatt en tannpine en gang.

En glødelampe er kjent for nesten alle moderne mennesker. Hovedelementet er en volframfilament, som, når den varmes opp av strøm, varmes opp og begynner å skinne, og fylle det omkringliggende rommet med mykt varmt lys. Dette har ikke alltid vært tilfelle. Edisons pære på oppfinnelsestidspunktet (i 1878) var langt fra perfekt. Et glødetråd fra forkullet papir brant ofte ut, og i 1882 patenterte Lewis Latimer prosessen med å lage glødende forkullede bomullstråder, noe som økte lampenes holdbarhet. Men det var ikke nok.

Ideen om å forbedre energieffektiviteten ved å bruke en tråd av ildfaste metaller ble fremmet av vår landsmann Alexander Lodygin. I en søknad inngitt til US Patent Office i 1892 beskrev han detaljert hvordan han lager glødende filamenter fra platina, krom, og nevnte også wolfram som det mest egnede materialet, selv om han bemerket vanskene med å behandle det. Som et resultat fant volfram fremdeles sin plass i lampene, til tross for den lave duktiliteten. Wolframpulver ble blandet med en organisk pasta (vanligvis stivelse), den resulterende masse ble ekstrudert gjennom en matrise, og deretter ble en tynn tråd kalsinert og fjernet det organiske bindemiddel.

Imidlertid førte restene av organisk materiale til utseendet til et lag med karbon på veggene i kolben, og lampen "mørknet" raskt. I 1905 tok William Coolidge, utdannet ved Massachusetts Institute of Technology, som mottok sin doktorgrad fra University of Leipzig i 1899, dette problemet. Ved første øyekast fikk han den uoppløselige oppgaven å utvikle et karbonfritt bindemiddel.

Avgjørelsen kom uventet. Han satt i tannlegestolen og så på Coolidge når legen blander sølv og kvikksølv for å lage en plastmasse - sølvamalgamet, som deretter ble fylt med syke tenner. I følge fysikeren ble han rammet av plastisiteten i den resulterende massen: "Jeg lurte umiddelbart på om det er mulig å bruke et amalgam av hvilket som helst metall som et midlertidig bindemiddel for wolfram." Etter mange eksperimenter med forskjellige metaller, ble det funnet en løsning: wolfram ble blandet med kadmiumammalgam fra den oppnådde plasten. ledning ble laget, og når det ble kalsinert i vakuum, først kadmium, og deretter fordampet kvikksølvet helt, og etterlot en tynn tråd av sintret ren wolfram, som også bukket under behandlingen. Snart kunne prosessen modifiseres for å avkrefte kvikksølv, men som Coolidge selv husket på 1960-tallet, "ville det ikke være noe andre trinn uten det første trinnet." Som et resultat fikk Coolidge anerkjennelse (han steg senere til visepresidenten i GE), og verden fikk billig og energieffektiv elektrisk belysning.

Artikkelen ble publisert i tidsskriftet Popular Mechanics (nr. 9, september 2010).

Anbefalt

Hva er en person, eller hvor mye er kroppen din?
2019
To levedyktige nordlige hvite neshornembryoer oppnådd
2019
Slangegift: hvordan de fungerer og om det er mulig å bli frelst
2019