电光源中气体的作用及应用

1.电光源用气体及其作用

电光源使用的主要气体有氩、氦、霓虹、氪、氙、氮、氩、碘甲烷、二溴甲烷、溴甲烷、三氟化氮等。它们经常被用来控制各种物理和化学过程，在某些情况下，它们也使用气体本身的特殊性能来产生光。

在气体放电灯中，氩、氦、霓虹灯和氙气主要用于帮助放电启动，并在主放电区域发挥缓冲气体的作用。如减少双极扩散引起的离子损失，控制电子迁移率和电导率，使低触发电压下的放电容易突破，减少电极溅射和蒸发，延长电极寿命，在荧光灯中保护荧光粉，避免汞离子的轰击。
氩气在电光源方向的应用已有80多年的历史。由于氩分子量大于氮，有助于降低发光钨丝的升华速率，从而延长钨丝的使用寿命。同时，氩的低热导率降低了热损失，从而提高了电效率。氩气不仅可以用来填充各种照明，还可以用来填充一些光电管道。
氦气(氦、霓、氩、氪、氙)已广泛应用于现代光源和激光技术中。
氮分子具有阻止灯中不同电位组件之间形成破坏性电弧的能力；此外，为了避免灯结构材料的氧化和腐蚀，灯的工作环境必须由惰性气体组成，因此灯泡的填充气体一般是由氮或氮氩和氪氮组成的混合气体。
在卤钨灯中，活性气体碘化氢、溴化氢、溴甲烷、三氟化氮用于钨的运输循环，防止钨聚集在气泡壳内表面，促进蒸发的金属分子返回钨丝。

2.有害气体对电光源的影响
由于灯具的工作温度很高，许多灯具材料的化学活性在高温下会大大提高。为了防止灯具材料因氧化和腐蚀而严重损坏，必须避免氧化和腐蚀。因此，应严格控制光源气体的纯度和有害杂质。这些有害杂质气体一般包括氧、氢、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物和水。
这些有害气体是相当常见的污染剂，可以通过真空处理尽可能减少其危害；也可以通过消气剂（如磷、钡、镁、钼、钛、铌、锆等）的吸收、吸附和化学反应来消除灯中残留的有害气体。在大多数灯的填充气体中，这些有害气体的含量只允许控制在百万分之几（10-6数量级）以内，例如，氧和水的含量应小于2×10-6。

电光源混合物的常用品种、规格和典型组成
电光源混合物主要用作白炽灯、特种光源灯（如红外线灯、强溢光灯、荧光灯、发光信号、大阳光、臭氧灯、光化学灯、灭菌灯、紫外线灯、辉光灯、锆弧光灯、卤素气体照明灯等）和数字显示管的填充气体。根据其特点，其品种可分为稀有气体混合物、卤素化合物混合物、放射性气体混合物和灯泡氩混合物四种。为延长灯具使用寿命，制备电光源混合物的单元纯气体纯度要求一般应大于99.99%．并应严格控制氧化杂质的含量。一般来说，水和氧的含量应分别小于2×10-6氦族气体几乎应用于所有电光源混合气中。