Стеклянная колба заполнена инертным газом – обычно аргоном под низким давлением. Внутрь добавляют пары ртути, которые при подаче напряжения создают ультрафиолетовое излучение. Без этого элемента свечение невозможно, так как сам газ светится слабо.
На внутреннюю поверхность нанесен люминофор – смесь фосфора, оксидов редкоземельных металлов и галофосфатов кальция. Состав покрытия определяет цветовую температуру: от 2700К (теплый свет) до 6500К (холодный дневной). Дешевые модели содержат только галофосфаты, что дает зеленоватый оттенок.
Электроды из вольфрама покрыты оксидом бария для улучшения эмиссии электронов. Они расположены по краям трубки и соединяются с пускорегулирующим аппаратом. В моделях с холодным стартом нить накала отсутствует – вместо нее используется высоковольтный импульс.
Цоколь типа G5 или G13 из никелированной стали обеспечивает контакт с патроном. В компактных версиях применяют цоколи Е14, Е27 с встроенным электронным балластом. Герметичность соединения предотвращает утечку паров ртути при повреждении.
Газы в светящихся трубках и их функции
Основной наполнитель – аргон
Внутри колбы содержится аргон под низким давлением (0,3–0,8 мм рт. ст.). Этот инертный газ облегчает пробой между электродами, снижая рабочее напряжение до 100–150 В. Добавка 2–5% криптона повышает КПД за счет уменьшения теплопотерь.
Ртуть – ключевой элемент свечения
Пары ртути (0,8–1,5 мг) создают ультрафиолетовое излучение при разряде. Без них не произойдет преобразования энергии в видимый свет через люминофор. Современные модели содержат амальгамы (сплавы с индием или висмутом) для снижения токсичности.
В отдельных случаях применяют неон (для оранжевого свечения без люминофора) или ксенон (в лампах мгновенного запуска). Смеси с гелием уменьшают напряжение зажигания, но сокращают срок службы.
Конструкция стеклянной колбы и особенности покрытия
Стеклянная трубка в газоразрядных источниках света изготавливается из тонкого боросиликатного стекла, устойчивого к нагреву до 150°C. Толщина стенок варьируется от 0,8 до 1,5 мм в зависимости от мощности прибора.
Внутреннее покрытие
На внутреннюю поверхность наносят трёхслойное покрытие:
- Алюминат стронция-кальция (Sr4Al14O25) – базовый слой толщиной 5-10 мкм
- Оксид иттрия (Y2O3) – промежуточный слой 2-3 мкм
- Галофосфат кальция (Ca5(PO4)3(F,Cl):Sb3+,Mn2+) – финишный люминофорный слой 15-20 мкм
Критерии качества
Проверяйте равномерность покрытия при визуальном осмотре: пятна или разводы указывают на брак. Для моделей с цветовой температурой 6500K используют фосфаты с добавкой тербия, а в 2700K – европия.
