• РЕГИСТРАЦИЯ

Создан конкурент светодиодным лампочкам

24 5922

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ РАЗРАБОТКИ 

Сотрудники кафедры вакуумной электроники МФТИ совместно с учеными из ФИАН создали и испытали прототип катодолюминесцентной лампы общего освещения, основанной на явлении автоэлектронной эмиссии и обладающей не достигнутыми никем в мире характеристиками надежности, долговечности и силы света. Соответствующая работа опубликована в международном научном журнале Journal of Vacuum Science & Technology B.

Лабораторные прототипы катодолюминесцентных лампочек

Ставшие уже привычными в быту светодиодные лампочки — не единственная экономичная альтернатива лампам накаливания:
с 1980-х годов в мире изучают возможность применения для общего освещения так называемых катодолюминесцентных светильников. Их работа основана на том же принципе, что и кинескопы старых телевизоров: внутри вакуумной колбы находятся катод (отрицательный электрод) и анод (положительный электрод), между которыми создается значительная разность потенциалов (до десятка киловольт). Под действием электрического поля электроны, испускаемые катодом, бомбардируют поверхность анода, под которой нанесен слой люминофора, и заставляют последний светиться (рисунок 1).

Рисунок 1. Схема устройства лампочки: 1 — модуль катодного модулятора; 2 — катод; 3 — модулятор; 4 — испускаемые электроны; 5 — люминофор; 6 — анод (алюминиевое зеркало); 7 — вывод анода; 8 — стеклянная вакуумная колба

Такая лампочка хороша тем, что может излучать свет практически в любой области спектра — от красной до ультрафиолетовой, — зависит только от люминофора. Но особенно актуальна сейчас возможность катодолюминесцентных ламп работать в ультрафиолетовой области спектра. Дело в том, что вот-вот вступит в действие международная Минаматская конвенция, запрещающая производство и оборот бытовых приборов, содержащих ртуть. Россия тоже поставила подпись под этим документом, и с будущего года люминесцентные лампы, излучающие в ультрафиолетовом спектре, а потому широко используемые у нас для освещения теплиц, окажутся вне закона. Катодолюминесцентные же осветительные приборы, излучающие тот же ультрафиолет, никакой ртути не содержат и вообще абсолютно экологичны как в эксплуатации, так и при утилизации.

Михаил Данилкин из ФИАН уточняет: "Есть отрасли, из которых ртутные лампы будут вытесняться крайне медленно и неохотно — например, водоподготовка и водоочистка, дезинфекция воздуха. Но в медицине — это другое дело, поскольку проблема утилизации ртутных ламп отдельными медицинскими учреждениями до конца так и не решена, а требования по экологической безопасности всё ужесточаются. Так, катодолюминесцентные лампы можно использовать для обеззараживания операционных, для проведения процедур по облучению ультрафиолетом горла и миндалин, а также для отверждения пломб у стоматологов".

Катодолюминесцентные лампочки пытались серийно производить и продавать в США. Но рынок не принял новинку — в основном из-за ее громоздких размеров и необходимости ждать после включения несколько секунд, пока катод достигнет рабочей температуры. (По той же причине старый телевизор с кинескопом начинал показывать не сразу после включения, а после того, как прогреется).

Впрочем, существуют и катоды, не требующие нагрева, — так называемые автокатоды. Их принцип действия основан на явлении автоэлектронной эмиссии — испускании электронов холодным катодом под действием одного лишь электрического поля, за счет туннельного эффекта. Но создать эффективный, долговечный и при этом технологичный автокатод, имеющий приемлемую для массового производства себестоимость, крайне сложно: ни в Японии, ни в США, где сейчас ведутся подобные работы, этого сделать до сих пор не удалось.

А российским физикам — удалось!

«Наш автокатод построен на основе обычного углерода, — рассказывает Евгений Шешин, руководитель работы, профессор МФТИ, заместитель заведующего кафедрой вакуумной электроники. — Но этот углерод работает не просто химикатом, а структурой: мы научились создавать из углеродных волокон такую конструкцию, которая не боится ионной бомбардировки, дает высокий эмиссионный ток, технологична и дешева в производстве. Это чисто наше ноу-хау, такой технологии нет больше нигде в мире».

Специальная обработка углеродного материала позволяет формировать на острие катода множество микровыступов размером в доли микрона (рисунок 2). Они создают вблизи поверхности катода сверхвысокую напряженность электрического поля, которая и выбивает электроны в окружающий вакуум.

Рисунок 2. Модуль катодного модулятора (а): стрелка указывает на излучающий катод. Увеличенное изображение излучающего катода, изготовленного из углеволокна (b). Фото предоставлено авторами исследования

Второе достижение ученых Физтеха — им удалось сконструировать компактный источник питания для автокатодной катодолюминесцентной лампочки, обеспечивающий необходимые для эффективной эмиссии электронов киловольты. Он целиком помещается по периметру колбы лампочки, почти не влияя на ее размеры (рисунок 3).

Рисунок 3. Лабораторные прототипы катодолюминесцентных лампочек со встроенным блоком питания на стандартном цоколе E27 с рассеивателем (a) и без него (b). Световой поток каждой из них достигает 250 лм, что приблизительно соответствует 25-ваттной лампочке накаливания. Потреблямая мощность — 5,5 Вт. Фото предоставлено авторами исследования

В опубликованной работе по результатам испытаний прототипа приводятся его технические характеристики. Эти данные свидетельствуют, что катодолюминесцентные лампочки при массовом производстве вполне способны на равных конкурировать с массовой светодиодной продукцией из Китая. Они помогут окончательно вытеснить и экологически опасные ртутные люминесцентные лампы, которые мы сейчас повсеместно используем в своих квартирах.

«Наша лампочка не боится повышенных температур, в отличие от светодиода, — говорит Дмитрий Озол, соавтор работы, сотрудник кафедры вакуумной электроники МФТИ. — И может эксплуатироваться там, где светодиод быстро потеряет яркость, например, в спотовых потолочных светильниках, где не обеспечивается хорошее охлаждение».

Лампы не содержат импортных комплектующих, не требуют при производстве импортного сырья и, в принципе, могут выпускаться на любом отечественном электроламповом заводе.

Блогер Павел П

Источник

"Я люблю тебя ЖИЗНЬ и надеюсь, что это взаимно."

Есть ложь, есть наглая ложь, а есть русофобская пропаганда

Тот взрыв мозга, который произошел у всех русофобов 15 января 2020 года, не имеет аналогов в новейшей истории. В один час накрылись медным тазом все методички, рассыпались в прах радужн...

«Без нас – никто»: Инженерные войска празднуют 319-летие
  • Rustik
  • Вчера 15:40
  • Промо

21 января свой профессиональный праздник – День инженерных войск – отметили работники и военнослужащие инженерных войск России. Ежегодно Инженерные войска проводят разминирование тысячи...

Выдержанная месть за санкции: РФ нанесла сокрушительный удар по Канаде и Австралии

Вернейшие союзники США, первыми поддержавшие экономическую войну с Россией в 2014 году, жестоко поплатились за свою русофобию.В Австралии лопнул «газовый пузырь», и это лишь начало.Росс...

Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

0 новых комментариев

    Таля 17 июня 2019 г. 11:00

    Что такое «налог на огород» 2019 года?

    НЕЛИШНИЕ ЗНАНИЯ (Дачники должны платить налог?)Законопроект, внесенный в Госдуму депутатом С.В. Максимовой, имевший безобидное название «О внесении изменений в статьи 346 – 43 и 346 – 45 части второй Налогового кодекса РФ» благополучно пройдя все чтения в ГД, одобренный Советом Федерации и подписанный президентом Владимиром Путиным в марте 2019 года, вступил в силу, п...
    1595
    Таля 17 июня 2019 г. 09:47

    Начат серийный выпуск вагонов из алюминия

    ХОРОШИЕ НОВОСТИ (Новые заводы и цеха) 10 июня состоялось официальное открытие производственной площадки завода «Рузхиммаш» в Саранске.  Фото: Известия МордовииНапомним, что в 2014 году, когда начался кризис в вагоностроительной отрасли, производственные мощности были законсервированы. Только в 2018 году произошло увеличение спроса на железнодор...
    1771
    Таля 17 июня 2019 г. 09:22

    Многоцелевой самолет МАИ-411

    ХОРОШИЕ НОВОСТИ (Малая авиация) Сертификат летной годности после прохождения всех испытаний получен в Дагестане многоцелевым четырехместным самолетом МАИ-411, который произведен на базе Кизлярского оборонного предприятия «Концерн КЭМЗ». ic.pics.livejournal.com «Разработанный серийный образец многоцелевого четырехместного самолета МАИ-411, дальност...
    4966
    Таля 13 июня 2019 г. 09:24

    В ЦИАМ проведена серия испытаний демонстратора технологий на базе роторно-поршневого двигателя

    ИННОВАЦИИ В Центральном институте авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») успешно проведена новая серия испытаний демонстратора технологий на базе роторно-поршневого двигателя. Главный результат заключается в безотказной работе двигателя-демонстратора в ходе 4-х-часовых непрерывных и...
    2040
    Таля 13 июня 2019 г. 09:15

    Завершены испытания первого российского накопителя энергии большой мощности

    ХОРОШИЕ НОВОСТИ (Сделано у нас)Новосибирские инженеры официально завершили испытания первого российского «умного» накопителя энергии большой мощности. Новосибирские инженеры из компании «Системы накопления энергии» (СНЭ) и ученые НГТУ НЭТИ завершили испытания головного образца первого отечественного «умного» накопителя энергии большой мощности, приемка которого официа...
    2102
    Таля 11 июня 2019 г. 15:03

    Офтальмологическая станция «Росэлектроники» впервые участвовала в выездных операциях

    ХОРОШИЕ НОВОСТИ Врачи провели первые выездные операции по лазерной коррекции зрения с помощью мобильной системы для рефракционной хирургии глаза OLIMP холдинга «Росэлектроника». Первое применение станции вне специальной клиники показало, что микрохирургические офтальмологические операции могут проводиться в любом медучреждении, где имеется стандартная операционна...
    1558
    Таля 11 июня 2019 г. 12:19

    В Ивановской области открыто новое ткацкое производство

    НОВЫЕ ЗАВОДЫ И ЦЕХА (СДЕЛАНО У НАС) В г. Фурманов Ивановской области открылся новый ткацкий цех.  Фото: Дмитрий Рыжаков, ivanovonews.ru ХБК «Шуйские ситцы» реализует масштабный инвестиционный проект. Первая его часть — ткацкое производство. В рамках первого этапа проекта стоимостью 900 млн рублей на фабрике в Фурманове установлены 97 ткацких ...
    2130
    Таля 11 июня 2019 г. 10:56

    Пушкин это наш мем

    ИНТЕРЕСНОЕ МНЕНИЕ ТВОРЧЕСКОЙ ЛИЧНОСТИ Учитель Сергей Волков – о том, устарел ли Пушкин, о чём на самом деле повествует «Евгений Онегин» и при чем тут постмодернизм А.С.Пушкин, автопортрет в картузе. Изображение с сайта pushkinskindom.ru Все ли читают «наше всё»— Есть опросы, какой процент населения у нас читает Пушкина?— Про опросы не знаю, но у м...
    2154
    Таля 10 июня 2019 г. 12:16

    Разработка нового поколения - нагнетатель AERO IM 160/1.6 успешно прошел испытания

    ПЕРСПЕКТИВНЫЕ РАЗРАБОТКИ (СДЕЛАНО У НАС) Новейшая разработка завода «Дальэнергомаш» - центробежный нагнетатель воздуха AERO IM 160/1.6 подтвердил на стендовых испытаниях свои высокие эксплуатационные характеристики и энергоэффективность в присутствии сотрудников ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга».  Перспективный нагнетатель воздуха AERO-IM 560 1....
    2590
    Таля 10 июня 2019 г. 11:41

    В Ярославской области запущено производство кормов для аквакультуры

    ХОРОШИЕ НОВОСТИ (АГРОПРОМ) В Ярославле в тестовом режиме запущено производство мальковых кормов для аквакультуры. Это первый этап работы по созданию в Ростовском районе индустриального рыбоводного комплекса. Работы ведет ООО «Институт агроэкологии и биотехнологии» ("ИнАгроБио"). В рыбоводном комплексе планируется выращивать африканского клариевого с...
    2191
    Таля 7 июня 2019 г. 12:17

    Как получить грант на развитие малого бизнеса? Какие документы нужны?

    НЕЛИШНИЕ ЗНАНИЯ Центробанк России намерен в 2019 году проводить рефинансирование существующих проектов. При этом ставка будет 6,5 процентов. А еще для предпринимателей, занимающихся малым бизнесом, будет введена система навигации маркетинговых исследований. То есть, они могут не проводить самостоятельно исследования рынка, выбирая нишу. Нужные данные можно получи...
    2260
    Таля 7 июня 2019 г. 11:07

    Комбинат «Свеза» в Санкт-Петербурге запустил производство особо прочной фанеры

    НОВЫЕ ЗАВОДЫ И ЦЕХА (Сделано у нас) Компания «Свеза» одна из немногих в мире запустила линию UV-лакирования фанеры. Новый продукт сможет служить едва ли не вечно. Компания «Свеза», мировой лидер рынка деревообработки, продолжает комплексную программу модернизации производственных мощностей, в рамках которой была введена в эксплуатацию новая лин...
    2234
    Таля 7 июня 2019 г. 10:28

    В Вологодской области открыт животноводческий комплекс на 200 голов КРС

    ХОРОШИЕ НОВОСТИ (АГРОПРОМ) В деревне Гридино Вожегодского района открылся новый животноводческий комплекс на 200 голов. Реализацией проекта занимается местный житель Александр Левкин. В 2014 году он выкупил фонды убыточного сельхозпредприятия.  За эти годы ему удалось увеличить поголовье скота почти втрое, а главное — запустить в ...
    2718
    Таля 6 июня 2019 г. 11:24

    Закон о водоохранных зонах: границы, штрафы за стоянку автомобиля

    ЗАКОНОТВОРЧЕСТВО В течение последнего времени Госдума регулярно разрабатывает для российских граждан законы, регламентирующие различные стороны жизни. В числе документов, вызвавших наибольшее количество споров и обсуждений, «Водный кодекс».Разумеется, все, что имеется в этом документе, подавляющему большинству граждан не интересно. Недоумение и все прочее касаетс...
    1362
    Таля 6 июня 2019 г. 10:30

    Открыто движение по четырем полосам «Тавриды» на подъезде к Крымскому мосту

    ХОРОШИЕ НОВОСТИ (Дороги) На автоподходе к Крымскому мосту запущено движение по двум полосам в каждом направлении на трассе «Таврида», передает Крыминформ, ссылаясь на пресс-секретаря крымского строительного управления АО «ВАД» Григория Назарова. Он отметил, что компания «ВАД» запустила движение по четырем полосам на участке протяженностью около 14 к...
    2345
    Таля 6 июня 2019 г. 09:58

    Муж бесследно исчез, а 15 лет спустя ей позвонили в дверь

    НЕВЕРОЯТНАЯ ИСТОРИЯ «Единственным разумным объяснением, могла стать амнезия…»15 долгих лет Энн Макдоннелл пребывала в неведении о судьбе своего мужа: жив он или нет. И вот в один рождественский вечер случилось невероятное… С чего все началось?Семья Макдоннелл жила в небольшом кирпичном доме в деревушке Ларчмонт, что в пригороде Нью-Йорка. Джим возгл...
    1739
    Таля 4 июня 2019 г. 13:04

    В Удмуртии ведется реконструкция 8 сельских дорог

    ХОРОШИЕ НОВОСТИ (РЕКОНСТРУКЦИЯ ДОРОГ) В настоящий момент на объектах реконструкции в основном завершены работы по расчистке и вырубке древесной поросли. В Удмуртии дорожники АО «Удмуртавтодор» ведут реконструкцию 8 сельских дорог, сообщается на официальном сайте компании.Ремонт сельской дороги начинается с генеральной уборки. Как правило, такие объе...
    2464
    Таля 4 июня 2019 г. 12:44

    Подобрала, помыла и приобрела хозяина

    ЖИТЕЙСКИЕ ИСТОРИИ У нас на улице живет Галя – очень сердобольная женщина. Муж у нее умер лет десять назад, единственный сын живет на материке, только летом в гости с внуками приезжает. Какой-то негодный человек вывез породистую собаку и бросил на лугу. Бедолага прибился к магазину - перепуганный, дрожит.Люди жалели – миску поставили, косточки и еду ...
    1156
    Таля 4 июня 2019 г. 10:37

    Введена в строй установка прямого лазерного выращивания крупногабаритных заготовок

    ХОРОШИЕ НОВОСТИ (МОДЕРНИЗАЦИЯ) На уфимском заводе «ОДК-УМПО» введена в строй роботизированная установка прямого лазерного выращивания крупногабаритных заготовок. Оборудование спроектировано и смонтировано специалистами Института лазерных и сварочных технологий Санкт-Петербургского государственного морского технического университета (СПбГМТУ). Н...
    1553
    Таля 4 июня 2019 г. 10:12

    Добрая душа

    ЖИТЕЙСКИЕ ИСТОРИИ Училась в школе со мной девочка из многодетной семьи – Валя Чулкова. Родители у нее были очень маленького роста, некрасивые. В семье росло шесть девочек. Валя была старшей. Мальчишки ее называли не иначе, как "чулок". Девочки в большинстве не замечали.Одевалась она из ряда вон, плохо. Постоянно в пальто и на форме мать дотачивала рукава, когда В...
    954
    Служба поддержи

    Яндекс.Метрика