Галогенных: Чем галогенные лампы отличаются от ламп накаливания?

Чем галогенные лампы отличаются от ламп накаливания?

Галогенная лампа — это лампа накаливания, выполненная в виде кварцевой колбы, наполненной инертным газом с добавкой галогенов или их соединений, обеспечивающих замедленное испарение тела накаливания. Первые галогенные лампы появились в 1959 году в США и почти одновременно — в СССР.

Строение галогенных ламп идентично со строением обычных ламп накаливания. Однако, для уменьшения испарения вольфрама и осветления стенок колбы в галогенных лампах используется вольфрамово-галогенный цикл. В состав наполняющего галогенную лампу газа вводится небольшое количество галогенов (фтор, хлор, бром и йод).

Галогенные лампы, как и лампы накаливания, излучают тепло. Спираль, изготовленная из жаропрочного вольфрама, находится в колбе, заполненной инертным газом. При прохождении через спираль электрического тока она накаляется, вырабатывая тепловую и световую энергию. Накаливание приводит к испарению частичек вольфрама, которые оседают в виде черного осадка внутри колбы. При повышении давления газа этот процесс замедляется.

Размеры и низкая прочность колбы традиционной лампы накаливания не позволяют повышать давление газа далее. Чем выше температура спирали, тем больше излучается света. В тоже время ускоряется процесс испарения вольфрама, что снижает срок службы лампы накаливания. В галогенных лампах большая часть этих отрицательных явлений устранена.

Кроме этого, колба галогенной лампы выполняется из тугоплавкого кварцевого стекла, которое более устойчиво к высокой температуре и химическим воздействиям. Кварцевое стекло — жаропрочный материал, а маленькие габариты гарантируют прочность, достаточную для того, чтобы создавать более высокое давление газа. Поэтому размер колбы в галогенных лампах накаливания может быть сильно уменьшен, вследствие чего с одной стороны можно повысить давление в газе-наполнителе, и с другой стороны становится возможным применение дорогих инертных газов криптон и ксенон в качестве газов-наполнителей. Все это позволяет повысить температуру спирали, в результате чего увеличивается в 2 раза световая отдача (13-25 лм/Вт) и срок службы галогенной лампы (в 2–4 раза выше, чем у ламп накаливания). Преимущество галогенных лампочек — повышенная светоотдача.

Галогенные лампы с покрытием, отражающим инфракрасную составляющую

Галогенные лампы нового поколения с отражающим инфракрасное излучение покрытием ламповой колбы характеризуются значительным повышением световой отдачи. Это обусловлено следующим физическим процессом: часть энергии, которая в обычных галогенных лампах накаливания преобразовывается в невидимое излучение инфракрасное излучение (более 60 % производительности излучения), в лампах с покрытием частично преобразовывается снова в свете. Это становится возможным благодаря структуре покрытия, которое пропускает только видимый свет, а инфракрасное излучение по возможности полностью возвращает на спираль, где оно частично поглощается. Это вызывает повышение температуры спирали, вследствие чего подачу электроэнергии можно сократить. Световая отдача возрастает.

Преимущества и недостатки галогенных светильников

Преимущество галогенных лампочек — в повышенной светоотдаче при том же расходе электроэнергии. Недостаток — в смещении спектра в синюю область. У них свет «белее», чем у ламп накаливания, причем с некоторым количеством ультрафиолета. Если он падает на вещь, окрашенную нестойкой к свету краской, то выгорает она значительно быстрее, чем от обычных ламп, — это надо учитывать. В спектре этих источников света действительно присутствуют УФ-лучи. Галогенные лампы даже рекомендуют для восполнения недостатка естественного освещения при выращивании растительных культур. Известен случай, когда в бутике платье на манекене освещали галогенной лампой, и через два месяца образовалось «выгоревшее» пятно.

Галогенные лампы излучают приятный белый свет с цветовой температурой до 3200 К и отличной цветопередачей. Свет, который они излучают, ближе света всех иных ламп к солнечному. Их малые размеры, почти миниатюрность, позволяют создавать совершенно новые светильники, например, так называемого акцентирующего освещения, — специально сконструированная система отражателя позволяет настолько усилить поток света, что это дает дизайнерам дополнительные возможности в оформлении помещения. По сравнению с обычными лампами накаливания галогенные имеют световую отдачу 13-25 лм/Вт, высокий ресурс службы и лучшую стабильность светового потока.

Миниатюрные размеры галогенных ламп эстетически более привлекательны (у низковольтных галогенных ламп (12 В, 100 Вт): диаметр колбы в 5 раз меньше, чем у ламп накаливания той же мощности). Не случайно сегодня именно низковольтные галогенные светильники используют для подсветки стеллажей, полок, различных элементов интерьера. Все предметы выглядят нарядными, объемными, а их цвета становятся сочнее и ярче; подчеркивается блеск стекла и металла.

Кроме этого галогенные лампы на 12 В полностью электробезопасны. Ассортимент галогенных лампочек гораздо богаче обычных. Производимые сегодня галогенные лампы настолько разнообразны и многофункциональны (линейные, капсульные, рефлекторные и т. д.), что это позволяет дизайнерам-светотехникам оформлять интерьеры самым изысканным образом, находить такое световое решение, которое требуется конкретному помещению.

Подведем итоги. Основные преимущества галогенных ламп по сравнению с лампами накаливания: галогенные лампы бoлee эффeктивнo пpeoбpазуют энepгию, имeют в несколько pаз бoльший cpoк cлужбы, пpoизвoдят бoлee яpкий бeлый cвeт, более качественно передают цвета освещаемых предметов, выпускаются в более богатом ассортименте, пoзвoляют лучшe упpавлять cвeтoвым пучкoм и напpавлять eгo c бoльшeй тoчнocтью, бoлee кoмпактны, благoдаpя чeму coздаютcя нoвыe вoзмoжнocти дизайна.

Более современным и эффективным аналогом галогенных светильников сейчас считаются светодиодные прожекторы.

Отправьте нам заявку и получите проект освещения бесплатно

Мы на выгодных условиях сотрудничаем с архитекторами и дизайнерами, сетевыми магазинами, строительными и девелоперскими компаниями, проектными организациями и дилерами. Свяжитесь с нами, и мы обсудим детали сотрудничества на особых условиях



Спасибо, мы получили Ваше
обращение и перезвоним в
ближайшее время!

В рабочий день среднее время
ожидания не превышает 15 минут

Отправка заявки завершилась неудачей, пожалуйста, повторите попытку позднее

---

Понравилась статья? Поделитесь ей с друзьями!

Твитнуть

Поделиться

Плюсануть

Поделиться

Запинить

Теги: Освещение магазинов, Источники света, Осветительное оборудование

Отличия галогенных и светодиодных ламп

Светодиоды на сегодняшний день являются наиболее современной технологией, применяемой в автомобильном освещении. Тем не менее, галогенные лампы всё ещё прочно стоят на своих позициях. Между этими двумя типами освещения есть существенные отличия, о которых важно знать при покупке автомобильных ламп.

Светодиодные лампы:

• Светодиодные лампы работают по принципу полупроводников: если говорить просто, то энергия образуется при прохождении электричества через полупроводник, и значительная часть этой энергии выделяется в виде фотонов.
• Светодиодные лампы имеют высокий КПД, так как светодиод нагревается приблизительно до +150°С, и потребляет мало энергии, примерно в 10 раз ниже, чем галогенные, при этом почти вся энергия тратится на освещение.
• Колба лампы служит только для защиты светодиода, и рассеивания света, она не содержит внутри себя ни газа, ни вакуума, ни нити накала.
• Срок службы светодиодной лампы свыше 30000 часов.
• Световой поток (яркость) – около 2000 Лм.
• Цветовая температура (оттенок освещения) может быть любой, в зависимости от светодиодов. На автомобильных фарах, как правило, используется дневное освещение.

Галогенные лампы:

• Галогенные лампы работают так же, как лампы накаливания: вольфрамовая нить нагревается током и издает свечение.
• КПД галогенных ламп невысок, потому как большая часть энергии уходит на теплоотдачу, а не на освещение. При этом потребление энергии значительно выше, чем у светодиодов, а температура нагрева – до 1200°С.
• Внутри колбы лампы либо вакуум, либо газ, при этом также задействованы активные химические соединения для увеличения яркости излучаемого светового потока.
• Срок службы галогенной лампы, в среднем, от 400 до 1000 часов.
• Световой поток (яркость) – около 1000 Лм.
• Цветовая температура (оттенок освещения) зависит от внешних светофильтров. В автомобильных фарах используется теплый оттенок.

Особенности галогенных ламп

Галогенная лампа по внутренней конструкции подобна лампе накаливания. По сути, это и есть обычная лампочка, только внутри нее содержится специальный газ, а в процессе производства используют более современные технологии. В колбе содержится смесь, состоящая из брома, йода и галогена, что продлевает срок эксплуатации и увеличивает температуру включенной спирали. Галогенная лампа в своем арсенале содержит:

• превосходную цветопередачу;
• большую яркость;
• направленность луча.

Многие называют их энергосберегающими. Такое утверждение правильно только частично, поскольку галогенные лампы обладают лучшей светоотдачей и сроком эксплуатации, но потребление электроэнергии у них остается достаточно высоким.

Какими бывают лампы

Условно все галогенные лампы принято разделять на две группы: низковольтные и высоковольтные. Первые применяются в освещении помещений только при наличии дополнительного адаптера питания, преобразовывающего напряжение до 24 или 12 вольт. Второй вид ламп без опасений может устанавливаться в люстры, подключенные к сети 220 вольт. Галогенные лампы также различают по конструкции. Они бывают:

• линейными;
• с внешней колбой;
• с отражателем;
• капсульные.

Каждая из них имеет свои особенности применения, преимущества и недостатки. Линейные лампы чаще применяют в промышленности, поскольку они потребляют много энергии и светят очень ярко. Лампы с отражателем идеально подходят для точечных светильников, а капсульные могут использоваться в открытых конструкциях. Самой распространенной сегодня является галогенная лампа с дополнительной колбой, являющаяся полным аналогом обычной лампы накаливания.

Преимущества галогенных ламп

Популярность таких источников света заключается в возможности обеспечения естественного освещения. Использование люстр с данными лампами не убирает цвет предметов, а делает его еще более насыщенным. На протяжении всего срока эксплуатации качество освещения будет оставаться на первоначальном уровне. Касательно срока службы, то у галогенных ламп он может составлять до 4000 часов. Если же соблюдать все правила и рекомендации производителя, лампа может прослужить в два раза больше.

Галогенная лампа для точечного светильника является одной из наиболее мощных. Их можно использовать даже для освещения больших площадей, с которыми обычные лампы справиться не могут. При своих достоинствах, галогенные лампы находятся в ценовом диапазоне, доступном для большинства покупателей. Они иногда дешевле люминесцентной лампы, а светодиодный светильник обходится в несколько раз дороже.

Недостатки

Наиболее существенным недостатком является существенное нагревание лампы во время работы. Это требует использования осветительных приборов особой конструкции, в которых используются термостойкие материалы. Обжечься можно, даже коснувшись плафона, расположенного в десятке сантиметров. Также эксплуатация требует соблюдения правил монтажа светильников и люстр.

Заявленные сроки эксплуатации могут быть достигнуты только при кропотливом соблюдении всех пожеланий производителя. Постоянная аккуратность позволит пользоваться ими очень долго. Тем более, что все правила посильны каждому и указаны на упаковке. Подключение лучше произвести через специальный блок защиты, который обеспечит плавный пуск и защитит лампу от перегорания из-за скачка напряжения.

Особенности эксплуатации

Поскольку галогенные лампы являются самыми привередливыми в плане ухода, владельцу квартиры придется соблюдать требования их эксплуатации. Как уже было сказано ранее, нужно использовать люстры и светильники специальной конструкции, способные выдержать высокие температуры. Присутствуют особые требования к замене таких ламп. Рабочую лампу ни в коем случае нельзя брать голой рукой за колбу. Это может оставить жирный след, из-за которого стекло колбы просто вздуется и лопнет.

Но даже если случайно пришлось взяться за колбу, ее можно промыть спиртом. Такие лампы меняют только в чистых перчатках или с использованием бумажных полотенец. Раз в полгода придется выкручивать лампы и чистить их от нагара, наличие которого негативно сказывается на сроке эксплуатации.

Подобрать галогенные лампочки

Отличия галогенных ламп от ламп накаливания

Отличие галогенных ламп от ламп накаливания делает их более практичными и эффективными источниками света. Разберемся, чем отличаются конструкции этих двух светотехнических устройств, и какую разницу характеристик они создают.

Соответствие галогенных ламп лампам накаливания

Галогенный источник света появился позже лампы накаливания, и имел усовершенствованную конструкцию. Это обеспечило ему ряд преимуществ – большую долговечность и мощность, более качественную светоотдачу и другие плюсы.

Чтобы узнать, в чем галогенные источники лучше традиционных, выявим соответствие галогенных ламп лампам накаливания по определенным параметрам.

• Лампа накаливания. Эксплуатация – до 1,2 тысяч часов, мощность в 50 Вт достигается источником света в 50 Вт, светоотдача – 10 Лм/Вт, температура цвета – около 3000K, вероятность мерцания – высокая, эксплуатация при температурном минусе – маловероятно, хрупкость – высокая, нагрев – значительный;
• Галогенная лампа. Эксплуатация – до 6 тысяч часов, мощность в 50 Вт достигается источником света в 35 Вт, светоотдача – 20 Лм/Вт, температура цвета – около 3000K, вероятность мерцания – минимальная, эксплуатация при температурном минусе – маловероятно, хрупкость – средняя, нагрев – значительный .

Получается, галогенная лампа более мощная и прочная, а также служит дольше, чем обычная лампочка, плюс имеет более высокую светоотдачу и меньше зависит от перепадов напряжения. При этом, использовать ее при низких температурах также нельзя, и размещать рядом с текстилем или предметами, чувствительными к высоким температурам, тоже – оба этих источника света сильно нагреваются в процессе работы.

Что создает разницу между видами ламп

Если мы прочитаем историю галогенной лампы, то узнаем, что она является усовершенствованным вариантом лампы накаливания. Она также состоит из стеклянной колбы, нити накаливания и цоколя, но внутрь закачан галоген – бром или йод. Этот газ предотвращает оседание испаряемого вольфрама с нити накаливания на стенки лампы, исключая эффект нагара.

Кроме того, колба галогенного источника изготовлена из кварцевого стекла, поэтому он более прочный, чем обычная лампочка. Однако его принцип работы такой же, поэтому галогенная лампа не лишена главных недостатков традиционной – ее можно разбить при неосторожном обращении, она сильно нагревается при работе, чувствительна к скачкам напряжения и низким температурам.

Плюсы и минусы галогенных ламп

Спросите любого жителя мегаполиса, без чего не может обойтись современный человек. Ответы будут самыми разными, но до того момента, пока не выключат свет в квартире. Причина не важна, хоть те же самые плановые работы на подстанции. Не работает телевизор, компьютер, чайник, и в доме темно. Так что самой необходимой характеристикой оказывается именно электричество.

Важность искусственного освещения пространства даже не обсуждается. С чего же отсчитывается «лампочное летоисчисление»?

Начало всему положила обыкновенная лампа накаливания, или по-простому лампочка (кто-то кличет ее «лампой Ильича», т.к. она появилась в советскую эпоху в домах колхозников). К ней уже все привыкли, ее можно приобрести в любом магазине. Это хитрая конструкция из цоколя и специального стекла, из которой выкачали воздух. В вакууме располагается нить вольфрама. За счет электричества ниточка накаляется и дает свет, поэтому ее также называют «нитью накаливания». Огромным недостатком такого источника освещения является то, что дизайнеры не могут изменить ее форму, и им приходится под него подстраиваться.

Следующим этапом эволюции этого приспособления стала лампа галогенная. При сравнении с обычным светильником она невероятное изобретение и огромный шаг вперед в оформительском и научном ключе.

Структура галогенной лампы

Светильник представляет собой что-то вроде колбы, часто двойной. Он меньше по размерам, если сравнивать его с устройством накаливания. Его колба сделана из кварца, материала, который просто не выносит никакого жира. А это значит, что при замене следует брать лампу с помощью сухой салфетки или тряпочки. В противном случае контакт с голыми руками вызовет кристаллизацию и разрушение механизма, т.е. он перегорит.

Преимущества галогенной лампы

Первое, что стоит отметить внутри нее не вакуум, а инертный газ, в который помещены галогены. Это не что иное, как бром и йод. А для чего же они применяются? Нитка вольфрама имеет свойство испаряться. Конечно, это происходит не моментально, но довольно быстро. В среде же инертного вещества процесс замедляется, а температура накаливания сохраняется, поэтому механизм служит дольше.

Второй положительный эффект от использования галогенов также важен. Как бы ни старались дизайнеры и сами обитатели помещения, от обычной лампы накаливания невозможно добиться света, полностью соответствующего задумке. Он резкий и имеет желтоватый оттенок. В галогенной лампе благодаря йоду свет получается мягким, ровным и ярким, поскольку реагент не дает стеклу вступать во взаимодействие с молекулами вольфрама, предотвращая образование легкой пленки на поверхности устройства.

Третьим плюсом галогенных световых конструкций является отношение их к классу энергосберегающих устройств.

Еще одно обстоятельство может подвигнуть вас к покупке галогенки: за счет того, что свет от нее ровный, ткани и обивка в помещении защищены от выгорания.

Минусы устройства

При покупке этого чуда техники следует знать, что одним из немногих недостатков лампочки является то, что ее колба при длительном включении сильно нагревается. Но это не должно вас настораживать. Если вместе с устройством приобрести специальный дихроичный отражатель, эта небольшая неприятность с высокой температурой его поверхности решится сама собой. В жилых пространствах самыми практичными считаются галогенные светильники с двойной колбой, оснащенные дихроичными и световыми отражателями.Небольшая рекомендация от специалистов не используйте галогенки без фильтров против ультрафиолетового излучения, которые защитят ваши глаза, кожу и предметы интерьера от вредоносного воздействия.

Применение в дизайне

Именно галогенные конструкции позволят оформительской мысли без проблем решать, как подстроить освещение под свой замысел, а не отказываться от блестящих идей. Во-первых, галогенные светильники отличаются минимальными размерами, поэтому чтобы установить эти приборы не придется опускать слишком сильно потолок. Максимум на 6 см.

Во-вторых, свет можно сделать направленным, чтобы очертить определенную территорию. Сейчас стало модным зонировать пространство в комнатах. Также с помощью разноцветных защитных стекол добиться цветовой феерии в освещении стало значительно проще. А если применить еще и поверхность с рифленой структурой, свет станет «искрящимся» потоком, что выглядит невероятно эффектно, особенно в большом помещении, где нужно выделить лишь определенную часть.

Виды мощности у галогенных лампочек

Эти устройства бывают разной мощности – в 220 вольт и в 12 вольт.

С первыми все довольно понятно, потому что 220 вольт это стандартное напряжение в сети. Для второго варианта вам нужно будет купить дополнительно понижающий трансформатор. При установке более чем 10 галогенных светильников, лучше взять несколько маленьких трансформаторов, чем один на всю конструкцию. Причины для этого крайне практичны.

Во-первых, чтобы заменить большой трансформатор, если он перегорит, понадобится крупное вложение средств. Во-вторых, если сломается оборудование, отвечающее за 3 светильника из 12, остальные 9 будут работать.

Галогенная лампа, конечно, имеет свои недостатки, но, по сравнению со своей предшественницей, она обладает рядом преимуществ, способных склонить рачительного хозяина и думающего дизайнера к ее использованию при оформлении пространства.

 

Галогенные лампы. Виды и устройство. Работа и особенности

Многие считают, что галогенные лампы относятся к особенному типу, в них якобы применяется необыкновенный метод образования света. Но все гораздо проще. Это обычные лампы, они являются моделью модернизированной лампы накаливания. В них светит раскаленная вольфрамовая тонкая нить.

Однако, они имеют некоторые особенности. В колбе лампы содержится наполнитель – газ, в который добавлены так называемые галогены, состоящие из йода, хлора и брома. Эти добавки предотвращают при определенной температуре потемнение колбы, и как следствие, снижение светового потока. Поэтому размер колбы, намного меньше, чем у обычных ламп. Вследствие этого повысили давление в колбе с газом. Появилась возможность использования дорогостоящих инертных газов вместо наполнителя.

Принцип работы

Некоторые преимущества галогенных ламп:

• Яркий свет за все время работы.
• Компактные размеры.
• Повышенный срок работы, в сравнении с обычными лампами.
• Увеличенный поток света при равной мощности из-за повышенной светоотдачи.

Атомы вольфрама вылетают с поверхности нагретой спирали, но не долетают до колбы, и с помощью химического процесса возвращаются обратно. Это называется галогенным циклом.

Казалось бы, что технология с применением галогенов отработана в совершенстве, вследствие чего лампа будет служить очень длительный срок. Но не все так просто. Атомы вольфрама в результате испарения удаляются с одного места спирали, а прилетают назад на совершенно другие места. В конце концов, в галогенке возникает такая же ситуация, как в обычной лампе, то есть, одни участки спирали утончаются, температура на этом участке повышается, так же как и испарение. Это приводит к тому, что лампа перегорает.

Галогенные лампы наиболее эффективны в своей работе при малом объеме колбы. Этим можно объяснить небольшие размеры изготовления галогенных ламп.

Параметры ламп

Номинальное значение напряжения галогенок разделяется двумя группами: высокое – 110-240 вольт и низкое – 6-24 вольт. Интервал мощностей полностью соответствует интервалу простых ламп накаливания.

Температура работы и объем теплоты, выделяемой лампами, являются основным свойством излучателей тепла, и представлены повышенными значениями. Вследствие этого галогенки имеют повышенную чувствительность к влаге, являются пожароопасными.

Горячая часть лампы находится очень близко с контактами клемм напряжения питания. Поэтому материал изготовления патрона и материал светильников, оснащенных галогенными лампами, должен быть изготовлен из термостойкого и несгораемого материала. Параметры работы ламп сохраняются при любой окружающей температуре.

Схемы работы

Подключение галогенных ламп не имеет отличия от простых ламп накаливания, их вкручивают в патрон светильника, и лампы светят до окончания срока службы. Больше нет никаких дополнительных подключений.

Низковольтные галогенные лампы работают от низковольтных трансформаторов. Ток в сети низкого напряжения достаточно велик, поэтому подключают несколько отдельных групп приборов освещения с раздельными трансформаторами питания. Галогенки могут функционировать как от постоянного тока, так и от переменного.

Время работы галогенок

Принято считать, что стандартный срок работы сетевых и низковольтных ламп равен 2000 часов. Некоторые модели ламп могут иметь повышенный срок службы, до 4000 часов. Механические повреждения ламп при работе и частые действия с выключателем освещения значительно уменьшают срок службы.

Цвет температурного спектра галогенных ламп больше, чем у обычных, и составляет 3200 К. Цветопередаточный индекс галогенок наибольший, он составляет 100 Rа.

Особенности работы

Кроме вышеперечисленных особенностей, имеются еще некоторые моменты:

• К лампам в кварцевых колбах одинарного исполнения нельзя прикасаться голыми руками. Это можно объяснить тем, что кварц имеет способность кристаллизоваться возле инородных частиц, которые заносятся во время прикосновения.
• Некоторые модели галогенных ламп специального назначения не могут работать в любом положении, и нуждаются в определенном размещении в светильнике.

Виды галогенных ламп

Галогенные лампы для напряжения 220 вольт

Такие галогенные лампы имеют резьбовой цоколь, предназначены в качестве замены обычных ламп со спиралью в светильнике.

Линейные лампы служат для работы в прожекторах, светильниках для уличного освещения.

Галогенные лампы низкого напряжения

Лампа зеркального типа с отражателем из алюминия служит для открытых типов светильников.

Капсульная галогенка низковольтная служит для декорации освещения точечного вида.

Низковольные трансформаторы для галогенок

Обычные простые трансформаторы ничем не примечательные в конструкции. Похожи на свои аналоги в электронике. Сердечники трансформаторов бывают тороидальные и Ш-образные.

Вследствие значительных токов работы ламп на вторичной обмотке трансформатора сечение провода может достигать 4 мм². В корпусе имеются различного типа предохранители. Маркировка на корпусе имеет обозначения предохранителей. К недостаткам трансформаторов с электромагнитным действием относится большой вес. Например, трансформатор на 300 ватт имеет массу до 12 кг. Напрашивается мысль о том, насколько опасным является установка такого тяжелого прибора под потолок, и что после этого может произойти.

Для решения таких проблем, в наше время инновационных технологий придуманы и запущены в производство трансформаторы с электронной начинкой, которые правильнее называть электронными источниками питания. Такие приборы имеют в составе частотный преобразователь, повышающий частоту напряжения питания до 30000 герц. За счет этого величина габаритов трансформатора значительно снизилась.

Вес трансформаторов с электронной начинкой небольшой. При повышении мощности размер увеличивается ненамного. Также они греются меньше, в работе более тихие.

Как выбрать трансформатор

Чтобы трансформатор проработал долго, необходимо сделать правильный выбор его параметров. Рассмотрим это на примере. Требуется подключение 3-х ламп мощностью 50 ватт. В итоге выходит 150 ватт, значит, нужен трансформатор на 150 Вт.

Если нужно подключить 4 лампы по 35 ватт, в сумме выходит 140 ватт, то выбирают также на 150 ватт. При применении таких трансформаторов можно загружать его меньше номинального значения на 15 ватт. В схеме подключения применяют светорегулятор. Специалисты не советуют устанавливать такие устройства для галогенных ламп низкого напряжения, так как он быстро сгорит. Но это не совсем так. В продаже имеются светорегуляторы, которые служат именно для таких типов ламп. Если вы применяете обычный светорегулятор, то иногда включайте свет на всю яркость. Эта процедура позволит продлить срок службы светорегулятору на долгие годы.

Достоинства галогенок

Приборы освещения с применением галогена имеют свои особенности и свойства. Преимуществами галогенных ламп можно назвать следующие особенности:

• Дают очень приятный для глаз свет для повышенного внимания. Яркий свет излучения снижает напряжение глаз, кристаллик в глазном яблоке не испытывает перенапряжения.
• Отлично сочетается с осветительными системами для рекламных целей, например, для рекламы товаров потенциальным покупателям. При оформлении витрин магазинов белый приятный свет считается оптимальным вариантом. При помощи галогенных видов прожекторов создают фокусировку точечного вида. Специалисты отмечают, что при освещении галогенными лампами цвет поверхностей получается насыщенным и интенсивным, краски обретают новую жизнь.
• Прожекторы на основе галогенных ламп встраиваемого вида стали самыми удобными для освещения дворов. Такие осветительные устройства легко переносят резкие перепады температур. Так же как и светодиодные устройства, они устойчивы к факторам внешней среды, атмосферным явлениям. Чтобы они долго служили, нужно обеспечить хорошую герметичность. Галогенные лампы и прожекторы бытового назначения можно перед приобретением изучить по фотографиям. Они более экономичны на 20%, чем лампы накаливания. Главная их особенность – это яркий свет, освещающий все необходимое пространство.

Отрицательные моменты галогенок

• Не всем людям подходит белое яркое освещение, которое бьет по глазам, и не во всех местах уместно. В спальнях или детских комнатах редко встречается галогенное освещение. В таких помещениях их могут устанавливать лишь под углом, опытными специалистами, по разработанной схеме освещения.
• Наружная стенка колбы лампы прочная, но она может быть повреждена. Вследствие этого может выйти наружу газ, который опасен для человека. От одной лампы не будет большого вреда, но если ламп много, то это может вызвать мигрень или головокружение.
• Галогенки для бытового применения имеют свои недостатки, как и другие разные устройства. Например, их не советуют ставить в ванной комнате, так как на них будет действовать постоянно влажный воздух, от которого лампы могут в скором времени взорваться.

• Разбившиеся галогенные лампы требуют особой утилизации цоколей, осколков и патронов. Их нельзя выкидывать в обычные баки для мусора. Это является серьезным недостатком. Неисправную лампу нужно положить в универсальный контейнер для отходов химии, если он имеется, или сдать в специальную организацию, которая работает по оказанию подобных услуг.

Похожие темы:

Лампы галогенные — Электросистемы

Как купить лампы галогенные?

Если Вы хотите приобрести ЛОН в розницу по низкой цене, Вы можете сделать это в магазине Электромаркет г. Хабаровск или в магазинах Электросистемы в Комсомольске-на-Амуре, Благовещенске, Биробиджане. Адреса указаны в разделе сайта КОНТАКТЫ.

Если Вы хотите заключить договор на оптовые поставки по индивидуальным условиям, Вам нужно связаться с менеджерами по телефонам, указанным для Вашего региона в разделе сайта КОНТАКТЫ.

Компания Электросистемы также предлагает к продаже светильники и источники света торговых марок TDM, Световые технологии, LEDEL и др.

---

Галогенные лампы (ГЛН)

Галогенная лампа — это усовершенствованная лампа накаливания, получившая широкое распространение относительно недавно. Высокие технологии производства позволили повысить эксплуатационные показатели галогенных ламп по всем параметрам в сравнении со стандартными лампами. Эффективность галогенных ламп выше обычных ЛН на 20-50% (соответственно, на такую же величину снижается энергопотребление).

Главные достоинства галогенных ламп — их доступная цена, прекрасная передачацвета, возможность создания разных световых оттенков и яркий свет на протяжении всего периода эксплуатации. Благодаря добавлению в колбу паров галогенов (брома, хлора, фтора, йода), которые уменьшают испарение вольфрама, значительно увеличился срок службы лампы (до 2000-5000 часов работы). Испарение вольфрама происходит медленнее, в том числе, из-за высокого давления газов в колбе, объем которой стал значительно меньше по сравнению с ЛОН. Таким образом, ресурс галогенных ламп в 3-5 раз выше обычных. При этом он ниже, чем у люминесцентных.

Галогенные лампы имеют насыщенный яркий ровный свет, который значительно отличается по спектральному составу от света обычной лампы. Такой свет максимально приближен к спектру солнечного света. Поэтому он прекрасно передает цвет лица человека, а также цвета в интерьере теплой и нейтральной гаммы.

Галогенные газы, в отличие от инертных, защищают колбу от снижения светового потока (галогенные газы, вступая в реакцию с атомами вольфрама, связывают их, не давая оседать на стенках колбы). Яркость освещения регулируется большим ассортиментом отражателей разных диаметров. Тепловое излучение отводится за пределы освещаемой площади благодаря дихроичным отражателям.

Галогенные лампы, как и ЛОН, могут диммироваться, т.е. менять уровень яркости. Потребитель может без каких-либо дополнительных усилий заменить лампу накаливания на галогенную в осветительных приборах с функцией диммирования. При этом энергопотребление при одинаковой светоотдаче уменьшается на 30 % меньше. Но имейте в виду, что увеличение или уменьшение питающего напряжения всего на пять-шесть процентов уменьшает рабочий ресурс вдвое, а также провоцирует оседание вольфрама на колбу.

Кроме сказанного выше, галогенные лампы оберегают освещаемые вещи от выгорания благодаря специальным фильтрам, нанесенным на кварцевое стекло, которые не пропускают ультрафиолет.Не удивительно, что эти лампы были запущены в массовое производство и получили такое широкое распространение как в бытовых (домашних условиях, общественных зданиях), так и в профессиональных сферах деятельности.

Но у галогенных ламп есть и свои недостатки. Из-за высокой чувствительности к скачкам напряжения в сети, они гораздо чаще перегорают в момент включения, чем лампы общего назначения. Поэтому их необходимо включать через блоки защиты (см. ниже) стабилизаторы напряжения или трансформаторы (для низковольтных ламп).

Еще одним существенным недостатком является очень сильное нагревание колбы (выше 250 до 500(!) градусов по Цельсию). Поэтому, во-первых, при их установке вы должны позаботиться о соблюдении норм противопожарной безопасности (между перекрытием и подвесным потолком обеспечьте достаточное расстояние, исключите возможность соприкасания лампы с любым предметом или материалом, находящимся поблизости, чтобы предотвратить его возгорание). А во-вторых, колбу никогда нельзя брать голыми руками.

Особенности эксплуатации галогенных ламп

Галогенные лампы особенно чувствительны к жировым загрязнениям. Колбы нельзя касаться даже хорошо вымытыми руками. На ней в любом случае останутся отпечатки пальцев, и стекло колбы, под действием высоких температур, может оплавиться в этом месте. Повышенная температура лампы ускоряет процесс испарения вольфрама, что катастрофически сокращает срок службы лампы. Достаточно взять ее в руки без перчаток всего один раз, чтобы сократить срок службы втрое(!). Поэтому всегда берите лампу с одной колбой куском чистой ткани либо в перчатках. Если же колба чем-то испачкана – обязательно протрите ее медицинским спиртом. Брать руками можно только лампу с двойной колбой.

Если вы используете галогенную лампу вместе с диммером, включайте ее время от времени на полную мощность. Это необходимо, чтобы испарить осадок йодида вольфрама, накопившийся на внутренней стороне колбы.

Галогенные лампы одинаково хорошо работают на постоянном и на переменном токе. При этом они рассчитаны на напряжение 220 и 12 вольт. Следовательно, низковольтные лампы должны быть оборудованы электронным инвертором или понижающим трансформатором (он может быть встроен в осветительный прибор). Можно установить одно понижающее устройство на группу светильников. В таком случае низковольтная сеть монтируется проводом большего сечения по сравнению с обычной 220-вольтной проводкой, рассчитанной на ту же потребляемую мощность.

Виды галогенных ламп

Прежде чем купить галогенные лампы, внимательно изучите из разновидности и сферу применения.Линейные двухцокольные лампы со спиральной нитью накала и кварцевой трубкой (1) применяются для освещения широких поверхностей. Имеют высокую светоотдачу и коэффициент цветопередачи, живой белый блеск, постоянный световой поток, возможность регулировки яркости, мгновенное перезажигание. Лампы мощностью более 500 Вт требуют четко горизонтальной установки (допустимое отклонение 4 градуса).

Лампы с цветным защитным стеклом и со стеклянным отражателем (2). Используются для декоративного освещения.

«Галогенки» с параболическим стеклянным отражателем с алюминиевым слоем (3). Предназначен для создания световых акцентов при акцентном освещении (в том числе уличная подсветка), элемент светового дизайна.

Лампы с двойной колбой (4). Характеризуются отличной цветопередачей (Ra=100) и стабильной светоотдачей. Имеют резьбовой цоколь и работают от стандартного сетевого напряжения. Совместимы с регуляторами яркости.

При покупке также обратите особое внимание на цоколи галогенных ламп. Дело в том, что уменьшенный размер колбы, а также изготовление ее из толстостенного стекла дают возможность использовать лампу без стандартных цоколей. Поэтому иногда может быть необходима смена светильника.

Блоки защиты галогенных ламп

Как мы уже говорили, неприятной особенностью галогенных ламп является их высокая чувствительность к перепадам напряжения и частое перегорание в момент включения. Дело в том, что при резком включении имеет место большой скачок напряжения, и на спирали выделяется кратковременно большая мощность. При этом температура, буквально за доли секунды, повышается от комнатной до нескольких тысяч градусов. В то же время в момент включения нить накаливания еще относительно холодная, а следовательно имеет маленькое сопротивление. Ночью эти процессы усиливаются из-за повышенного напряжения в сети. Именно по этой причине лампы часто горят при включении.

Срок службы лампы можно продлить двумя способами: добавить диод, уменьшив таким образом частоту тока, или при включении лампы плавно повышать напряжение. Все блоки защиты обеспечивают второй вариант. Их также называют устройством плавного пуска.

Галогенная лампа — Energy Education

Рис. 1. Ксеноновая галогенная лампа. ^[1]

Галогенные лампочки — это довольно эффективные лампочки, которые излучают свет из потока электричества. Галогенные лампы используются при съемках, но также используются в жилом и коммерческом освещении, а также в автомобилях. ^[2]

Они представляют собой усовершенствованную форму лампы накаливания; они работают аналогично, но служат намного дольше: ^[2]

1. Более высокое давление — газ, содержащийся в колбе, находится под более высоким давлением (7-8 атм), что делает колбу меньше, чем обычная лампа накаливания.Лампы должны быть изготовлены из более прочных материалов, чтобы выдерживать такое давление.
2. Галогеновый газ — газ внутри галогенной лампы соединяется с парами вольфрама, выделяемыми нитью накала (часть, которая нагревается и излучает свет). Если температура достаточно высока, этот пар повторно осаждается на нити, рециркулируя вольфрам и продлевая срок службы лампы. ^[3]

Лампа может нагреваться намного сильнее, производя больше света на единицу электроэнергии по сравнению с лампой накаливания.Недостатком являются сильные ожоги галогеновых ламп при прикосновении к ним во время работы. ^[2]

Преимущества

• Маленький, легкий и простой в производстве.
• Обычная лампа накаливания может длиться до 1000 часов, а галогенная лампа — более 2500 часов.
• Галогенные лампы имеют цветовую температуру, близкую к солнечной, которая имеет более белый цвет по сравнению с оранжевым цветом, излучаемым лампами накаливания. ^[2] Для сравнения см. Моделирование PhET ниже: лампы накаливания работают при температуре около 2800 К, а галогены — до 3400 К. ^{[2] [3]}
• Более длительный срок службы, как описано выше.
• Мгновенный запуск (не нужно прогревать)

Недостатки

• Чрезвычайно горячий (опасность ожога).
• Может взорваться из-за высокого давления, выбросив осколки стекла наружу. Это можно смягчить, если использовать стеклянный экран, который защищает от травм. ^[2]

Phet Simulation

Университет Колорадо любезно разрешил нам использовать следующую симуляцию Фета.Изучите эту симуляцию, чтобы увидеть, как изменение температуры меняет количество излучения, создаваемого нитью накаливания лампочки. Обратите внимание, что большая часть энергии уходит в виде тепла (в инфракрасном спектре, справа от видимого спектра):

Для дальнейшего чтения

Ссылки

Галогенные элементы и свойства

Галогены — это группа элементов периодической таблицы. Это единственная группа элементов, которая включает элементы, способные существовать в трех из четырех основных состояний вещества при комнатной температуре: твердое, жидкое и газообразное.

Слово галоген означает «солеобразование», потому что галогены реагируют с металлами с образованием многих важных солей. На самом деле галогены настолько реактивны, что не встречаются в природе как свободные элементы. Однако многие из них являются общими в сочетании с другими элементами. Вот взгляните на идентичность этих элементов, их расположение в периодической таблице и их общие свойства.

Расположение галогенов в таблице Менделеева

Галогены расположены в группе VIIA периодической таблицы или в группе 17 согласно номенклатуре IUPAC.Группа элементов — это особый класс неметаллов. Их можно найти в правой части таблицы вертикальной линией.

Список галогенных элементов

Есть пять или шесть галогенных элементов, в зависимости от того, насколько строго вы определяете группу. Галогенные элементы:

• Фтор (F)
• Хлор (Cl)
• Бром (Br)
• Йод (I)
• Астатин (Ат)
• Элемент 117 (ununseptium, Uus), в определенной степени

Хотя элемент 117 входит в группу VIIA, ученые предсказывают, что он может вести себя больше как металлоид, чем галоген.Даже в этом случае он будет разделять некоторые общие свойства с другими элементами в своей группе.

Свойства галогенов

Эти реактивные неметаллы имеют семь валентных электронов. В целом галогены обладают очень разными физическими свойствами. Галогены варьируются от твердых (I ₂ ) до жидких (Br ₂ ) и газообразных (F ₂ и Cl ₂ ) при комнатной температуре. Как чистые элементы, они образуют двухатомные молекулы с атомами, соединенными неполярными ковалентными связями.

Химические свойства более однородны. Галогены обладают очень высокой электроотрицательностью. Фтор имеет самую высокую электроотрицательность из всех элементов. Галогены особенно реакционноспособны со щелочными металлами и щелочноземельными металлами, образуя стабильные ионные кристаллы.

Краткое описание общих свойств

• У них очень высокая электроотрицательность.
• У них семь валентных электронов (один меньше стабильного октета).
• Они обладают высокой реакционной способностью, особенно по отношению к щелочным металлам и щелочноземельным элементам.Галогены — самые реактивные неметаллы.
• Поскольку элементарные галогены обладают такой реакционной способностью, они токсичны и потенциально смертельны. Токсичность уменьшается с более тяжелыми галогенами, пока вы не дойдете до астата, который опасен из-за его радиоактивности.
• Состояние вещества в STP изменяется по мере продвижения вниз по группе. Фтор и хлор — это газы, бром — жидкость, а йод и астат — твердые вещества. Ожидается, что элемент 117 также будет твердым в обычных условиях.Температура кипения увеличивается при движении вниз по группе, потому что сила Ван-дер-Ваальса больше с увеличением размера и атомной массы.

Использует галоген

Джастин Салливан / Getty Images

Высокая реакционная способность делает галогены превосходными дезинфицирующими средствами. Хлорный отбеливатель и настойка йода — два хорошо известных примера.

Броморганические соединения , также называемые броморганическими соединениями, используются в качестве антипиренов. Галогены реагируют с металлами с образованием солей.Ион хлора, обычно получаемый из поваренной соли (NaCl), необходим для жизни человека. Фтор в форме фторида используется для предотвращения разрушения зубов. Галогены также используются в лампах и хладагентах.

Галогенные лампы — Как они работают и история

Галогенная лампа

Яркий и Compact
История (1953 — сегодня)

Введение:
Галогенная лампа также известна как кварцево-галогенная и вольфрамово-галогенная. напольная лампа.Это усовершенствованная форма лампы накаливания. напольная лампа. Нить накала состоит из пластичного вольфрама и расположена в газовая колба, как и стандартная вольфрамовая колба, однако газовая в галогенной лампочке находится при более высоком давлении (7-8 атм). Стеклянная колба изготавливается из плавленого кварца, высококремнеземного стекла или алюмосиликата. Этот колба прочнее стандартного стекла, чтобы выдерживать высокое давление. Эта лампа является отраслевым стандартом для рабочего освещения и кино / телевидения. освещение за счет компактных размеров и большого светового потока.Галогенная лампа медленно заменяется белой светодиодной лампой, миниатюрной HID и люминесцентные лампы. Галогены повышенной эффективности с яркостью 30+ люмен за ватт может изменить снижение продаж в будущем.

Все кредиты и источники расположены внизу каждой страницы освещения

Преимущества / недостатки:

Преимущества:
-Галоген Лампы маленькие, легкие
-Низкая стоимость производства
-Не используются ртутные люминесцентные лампы (люминесцентные) или ртутные лампы.
-Лучшая цветовая температура, чем у стандартного вольфрама (2800-3400 Кельвинов), он ближе к солнечному свету, чем более «оранжевый» стандартный вольфрам.
— Более длительный срок службы, чем у обычных ламп накаливания
— Мгновенное включение на полную яркость, отсутствие времени на прогрев, регулировка яркости

Недостатки:
— Чрезвычайно горячий (легко может вызвать сильные ожоги. при прикосновении к лампе).
— Лампа чувствительна к маслам, оставленным на коже человека при прикосновении колба голыми руками оставшееся масло нагреется один раз лампочка активирована, это масло может вызвать дисбаланс и привести к разрыв луковицы.
-Взрыв, колба способна выдувать и посылать горячие осколки стекла наружу. Экран или слой стекла на внешней стороне лампы могут защитить пользователей.
-Не такая эффективная, как лампы HID (металлогалогенные лампы и лампы HPS)

Видео . 6 мин. (YouTube не должен быть заблокирован на вашем сервере и требуются плагины для прошивки)

Статистика * Люмен на ватт: 10-35 * Срок службы лампы: 1700-2500 часов * CRI 100 (максимально возможное) * Цветовая температура: 2800 — 3400 K * Время нагрева: мгновенно Обычный использует: 8 мм проекторы (первое использование в 1960 г.) Переносные рабочие фары Освещение для кино и телевидения Внутреннее освещение для дома (меньшая мощность) Наружное освещение для дома и коммерческих помещений (большая мощность) Автомобильные фары

1.Как это работает

Галогенная лампа с вольфрамовой нить накаливания аналогична стандартной лампе накаливания, однако лампа намного меньше при той же мощности и содержит газообразный галоген в лампочка. Галоген важен тем, что останавливает почернение и замедляет истончение вольфрамовой нити. Это продлевает жизнь лампы и позволяет вольфраму безопасно нагреваться до более высоких температур (поэтому делает больше света).Лампа должна стоять выше температуры, поэтому плавленый кварц часто используется вместо обычного кремнезема стекло.

А галоген — одновалентный элемент который легко образует отрицательные ионы. Есть 5 галогенов: фтор, хлор, бром, йод и астат. В галогенных вольфрамовых лампах используются только йод и бром.

A.) Лампа включается, и нить накаливания начинает светиться красным по мере того, как через него проходит ток.Температура быстро повышается. Галогены кипятить до газа при относительно низких температурах: йод (184 ° C) или бром (59 С).

Б.) Обычно атомы вольфрама испаряются с нити накала и осаждаются внутри лампы, это затемняет обычные лампы накаливания. Когда атомы уходят нить накала становится тоньше. В конце концов нить рвется (обычно на концах нити).В галогенной вольфрамовой лампе Атомы вольфрама химически объединяются с молекулами галогенового газа и когда галоген остывает, вольфрам снова осаждается на нити накала. Этот процесс называется галогенным циклом.

2. Варианты и способы применения

Двойной галогенная лампа с цоколем (400 Вт)

Галогенная лампа поставляется в двух основных конфигурациях: односторонний и двусторонний.Наиболее распространены галогенные лампы с двумя цоколями, обычно лампы большей мощности и используются для рабочего освещения, двора светильники и лампы для кинопроизводства. Галогенная лампа имеет мгновенный возможность включения в отличие от паров ртути или натрия высокого давления, поэтому они хорошо работают с охранными лампами, которые активируются при движении датчики. Срок службы галогенной лампы сокращается из-за частого циклы включения и выключения. Нити в двойном галоген на концах может быть прямым или с двойной спиралью. Все филаменты свернуты в спираль для увеличения яркости, это была разработка Ирвинг Ленгмюр в стандартной лампе накаливания.

А экран используется для защиты актеров от насильственных неудач на конец срока службы лампы (лампа может лопнуть из-за высокого давления)

галоген лампы, используемые для теле- и кинопроизводства, варьируются от 125-750 + Вт.Высокое потребление ограничивает количество ламп, которые можно подключить к стандартная схема на 15 ампер. Каждый год светодиоды, человеко-машинные интерфейсы и люминесцентные лампы дневного света замените галогенную лампу из-за меньшей опасности возгорания (меньше тепла) и потребляемая мощность.

Другой использование галогенных ламп, которое выросло с середины 1990-х гг., Бывшее домашнее и торговое освещение.Галогенный трековый светильник популярный способ обеспечить качественным светом определенные области для приготовление пищи, картины / гобелены и общее настроение освещение. Галогенная лампа полностью регулируемая, в отличие от компактной. флюоресцентные лампы. Галоген потребляет очень мало энергии и имеет более длительный срок службы в затемненном состоянии. Фредерик Мосби рано развился галогенные светильники со стандартными винтами Эдисона в основаниях для использования в доме еще в середине 1960-х гг. The Лампа MR16 (слева) используется во многих современных трековых светильниках xture.

The Лампа выше — это более новый галоген, используемый в автомобильных фарах. У Сильвании продукт под названием «Blue Star», в котором используется галогенная лампа и фильтрует его, чтобы создать синий цвет. Это ухудшает цветопередачу. чем стандартный вольфрам.Отмена регулирования фар в автомобилях привела к к большему разнообразию доступных ламп.

3. Изобретатели и разработки

Элмер Фридрих и Emmet Wiley разработали галогенную лампу в General Electric в Нела-Парк, штат Огайо, в 1955 году. Другие пытались построить галогенные лампы. лампы, однако они не могли придумать, как остановить почернение лампы. Фридрих понял, что нужно использовать небольшое количество йода, окружающего вольфрамовую нить, что позволило бы ей гореть при повышенной температуре.Первые лампы использовались и проектировались «запекать» краску на металле за счет высокой теплоотдачи галоген.

The Двухцокольная галогенная лампа была запатентована в 1959 году в Нела Парк (Кливленд, США). ОН)

Патенты были выпущены в 1959 году, а к 1960 году галоген был улучшен другими инженеров, чтобы было дешевле производить и продавать. С 1980-х гг. светильники стали легче.

Ранний работа, выполненная до 1950-х годов, включает Уильяма Работа Д. Кулиджа по разработке пластичного вольфрама в 1911 г. Этот материал используется во многих типах ламп, включая галогенные лампы. Ирвинг Ленгмюр изучал заполнение газом и легирование вольфрама для удлинения жизнь лампочки с 1905 по 1940 годы.

	1953/1959 Элмер Фридрих разработал первый галогеновый вольфрам прототипы ламп с Эммиттом Уайли.Первое тестовое использование в 1955 году лампы стояли на освещении законцовок крыла самолетов. разработал двухцокольную галогеновую лампу в 1959 году. Фридрих также первый электролюминесцентный ламповая техника того же периода. Фридрих продолжал разрабатывать улучшения в лампе до самой смерти в 2010 году. Общие Электрический. Нела Парк. Кливленд, Огайо Фотография: Музей Скенектади
	1953/1959 Emmett Wiley работал с Фридрихом на первом галогенные лампы.В качестве галогена они использовали йод. Общие Электрический. Нела Парк. Кливленд, Огайо
	1955 Фредерик А. Мосби также работал в General Electric. в исследовательском центре в парке Нела. Он разработал более эффективный галогенную лампу и приспособили лампу для использования в обычных патронах. General Electric. Нела Парк. Кливленд, Огайо
	1955 Неизвестно — разработано инженерами Philips из Philips лампа, в которой использовался галоген бром. Эта лампа была эффективнее чем йод в то время и стал стандартом. Philips имеет политика не разглашать имена своих инженеров, так что правда о том, какие люди заслуживают похвалы, может никогда не быть известно. Philips Gloeilampenfabrieken, Nederlands Фотография: Philips

Лампы представлены в порядке хронологического развития

Электрический свет

КОММЕНТАРИИ?
Помогите нам редактировать и добавлять на эту страницу, став волонтером ETC!
Оставьте отзыв на этой и других страницах с помощью нашего Facebook Стр. Решебника

Назад на дом

Письменный М.Уилан с дополнительным исследованием Рика ДеЛэра
Пожалуйста, свяжитесь с нами, если вы историк и хотите исправить или улучшить этот документ.

Источники:
«В свои 88 лет изобретатель галогенных ламп Элмер Фридрих все еще придумывает яркие идеи »Роджер Мезгар, Cleveland.com
Как работает галоген. www.sylvania.com
Подразделение света неизвестным
« A История электрического света и энергии »Б. Бауэрса

Фотографии:
Технический центр Эдисона
Whelan Communications
Музей Скенектади

Фото / видео использование:
Коммерческие организации должны платить за использование фотографий / графики / видео в своих веб-страницы / видео / публикации
Ни один коммерческий или публичный объект не может изменять фотографии / графику / видео Технического центра Edison.
Использование в образовательных целях: Учащиеся и учителя могут использовать фото и видео в школе. Графика и фотографии должны содержать водяной знак Edison Tech Center или подписи. и остаются без манипуляций, за исключением калибровки.

Разрешения — Видео: Мы не отправляем никому по электронной почте, FTP и не отправляем видео / графику. кроме DVD. За эту услугу требуется оплата. Смотрите наш пожертвование страницу с ценами, и наш каталог для списка видео на DVD.
Профессиональные компании по производству видео могут получать видео в виде данных с подписанные лицензионные соглашения и оплата по коммерческим ставкам.

Авторские права 2013 Технический центр Эдисона

Лампа накаливания: галогенная | Шаблоны освещения для дома

Из-за добавления галогенного газа и в некоторых изделиях покрытия, отражающего инфракрасную энергию, галогенные лампы накаливания несколько более эффективны (количество света, производимого на единицу входной мощности), чем обычные лампы накаливания.Однако галогенные лампы обладают значительно меньшей эффективностью и более коротким сроком службы, чем люминесцентные и светодиодные лампы. Ограничьте их использование приложениями, в которых ожидается непродолжительное время работы или где нет других альтернатив.

Некоторые галогенные лампы имеют штыревой цоколь (двухштырьковый). Галогенные двухштырьковые лампы подходят только к приспособлениям, предназначенным исключительно для их использования. Галогенные лампы с винтовым цоколем подходят к тем же патронам со средним основанием, что и обычные лампы накаливания.

Галогенные лампы

имеют внутреннюю капсулу, содержащую газообразный галоген, что продлевает срок службы лампы.Галогенные инфракрасные (ИК) лампы также имеют отражающее покрытие, которое перенаправляет инфракрасную энергию обратно на нить для экономии энергии. Большинство галогенных ламп потребляют примерно на четверть меньше энергии, чем стандартные лампы накаливания, но недавно на рынок вышли некоторые галогенные лампы, которые потребляют вдвое меньше энергии, чем стандартные лампы накаливания.

Трубчатые галогенные лампы (J-образные) изготовлены из кварцевого стекла, чтобы выдерживать высокие рабочие температуры. Они могут быть двусторонними или односторонними и доступны различной длины и мощности.Из-за их высоких рабочих температур и уникального основания важны терморегулятор и конструкция розеток внутри светильника. Не прикасайтесь к лампам J-типа голыми руками, так как высокие температуры могут треснуть кварцевую лампу, если она протравлена ​​маслом с рук и пальцев. Лампы должны быть защищены стеклянной крышкой в ​​светильнике, чтобы предотвратить возможное повреждение в результате разрыва лампы.

Предупреждения

• Галогенные лампы сильно нагреваются. Держите горючие материалы подальше от лампы и не прикасайтесь к ней во время использования.
• Галогенные двухштырьковые и J-лампы могут взорваться, поэтому их следует использовать в полностью закрытом приспособлении для обеспечения защиты. Кроме того, лампы производят ультрафиолетовое излучение, которое может быть вредным, если свет сначала не поглощается или не фильтруется стеклянным экраном.
• Галогенные лампы можно затемнить, но иногда их следует использовать на полную мощность, чтобы продлить срок службы.

Примеры шаблонов

Безгалогенная электроника | Центр усовершенствованной инженерии жизненного цикла

Галогены — это элементы группы VII, включая фтор, хлор, бром, йод и астат.Их можно использовать в антипиренах для электронных продуктов, чтобы соответствовать стандартам воспламеняемости. Преимущества галогенированных антипиренов обусловлены высокой огнестойкостью, простотой смешивания, хорошей совместимостью с электронными материалами, хорошей электроизоляцией и стоимостью. Однако большинство соединений, содержащих бром и хлор, разрушают эндокринную систему и, как правило, являются стойкими, биоаккумулируемыми и токсичными. Более того, при сжигании электронных продуктов галогены могут быть чрезвычайно токсичными для окружающей среды, животных и людей.С начала 1990-х годов электронная промышленность столкнулась с давлением множества источников с целью производства более «зеленых» или экологически чистых продуктов. К этим источникам давления относятся проблемы со здоровьем и окружающей средой, проблемы с переработкой и восстановлением, глобальные законы и правила, склонность потребителей и давление со стороны неправительственных организаций (НПО). В последние годы было предложено много видов безгалогенных антипиренов, каждый из которых имеет преимущества и недостатки по сравнению с галогенированными антипиренами.К сожалению, было обнаружено, что замена материалов, не содержащих галогены, приводит к ухудшению электрических и механических характеристик, а также к снижению надежности. В результате безгалогены не являются незаменимой заменой, и компании, предлагающие продукты и системы, должны понимать свои ограничения. Наконец, при переходе на безгалогенные продукты следует учитывать дополнительные проблемы, связанные с перспективами производства и цепочки поставок.

Галогены — это элементы группы VII, включая фтор (F), хлор (Cl), бром (Br), йод (I) и астат (At), как показано на следующем рисунке.Название галоген произошло от греческих корней hal- («соль») и -gen («производить»). Все они производят соли натрия с аналогичными свойствами. Галогены легко диссоциируют на ионы и соединяются с окружающими элементами с образованием соединений из-за их высокого уровня электроотрицательности. Бром и соединения хлора широко используются в качестве антипиренов в электронной промышленности из-за следующих преимуществ: высокая огнестойкость, простота смешивания, хорошая совместимость с электронными материалами, хорошая электрическая изоляция и стоимость.

Галогены в Периодической таблице элементов [1]

Электронные изделия могут манипулировать электрическим током и преобразовывать его в тепло, свет или движение для выполнения каких-либо значимых действий. Например, аудиоэлектронные устройства управляют электрическим током, добавляя звуковую информацию, чтобы люди могли слушать музыку или разговаривать по мобильному телефону. Электронные изделия состоят из множества материалов, включая керамику, стекло, сплавы и полимеры.Из-за горючести полимеров в полимеры добавляют антипирены, такие как герметики и ламинаты, из соображений пожарной безопасности. Цель состоит в том, чтобы задержать или потушить пожары из-за непредвиденных ситуаций. Например, короткое замыкание может привести к возникновению высоких токов и созданию условий высокой температуры.

Зеленая инженерия требует учета окружающей среды на этапе проектирования продукта. Это соображение включает все требования к материалам и энергии, а также их влияние на срок службы продукта.Требования к материалам включают требования как к продукции, так и к процессам. Акцент на энергии должен включать энергию для производства, использования и утилизации продукта. Экологичный дизайн и производство приводят к пониманию взаимодействия между процессами и потоками и оптимизации различных соображений. Зеленая электроника — это применение экологически безопасных методов проектирования и производства электронных продуктов. К экологически безопасным электронным изделиям относятся изделия, изготовленные из переработанных и перерабатываемых материалов, а также с использованием энергоэффективных процессов.Экологически чистые электронные продукты не становятся частью потока твердых отходов, а их производственные процессы не приводят к выбросам жидких и газообразных веществ в окружающую среду.

Производители добавляют в свои материалы огнестойкие (FR) химические вещества во время или после производства, чтобы замедлить или подавить горение. FR мешают горению на различных стадиях процесса, например, при нагревании, разложении, воспламенении или распространении пламени. Одна из целей — предотвратить распространение огня или отсрочить время перекрытия.Исследования показывают, что использование FR в производстве электронного оборудования, мягкой мебели, строительных материалов и текстиля спасает жизни от пожара [2].

Существуют различные виды FR, такие как галогенированные, хлорированные, фосфорные, азотные и неорганические. Различные типы FR лучше подходят для разных приложений. Их пригодность зависит от совместимости с огнестойким материалом, стандартов пожарной безопасности, которым должен соответствовать продукт, надежности и стоимости.

Галогены — это химические элементы фтор, хлор, бром, йод и астат. На практике производители не используют фтор и йод, потому что ни один из них не оказывает существенного влияния на процесс горения: фтор имеет слишком сильную связь, а йод слишком слабую связь с углеродом. В пластмассах бромированные антипирены (BFR) оказались наиболее эффективными антипиренами, если принять во внимание как характеристики, так и стоимость.

Бром в своей элементарной форме представляет собой легколетучую жидкость красновато-коричневого цвета при комнатной температуре.Однако в природе бром никогда не встречается в элементарной форме, а в соединениях с другими веществами, известными как бромиды. Извлекаемая форма брома — это растворимые соли, обнаруженные в морской воде, соленых озерах, внутренних морях и скважинах с рассолом. Именно эти бромиды становятся сырьем для производства товарных бромированных продуктов. Производство брома превышает 470 000 тонн в год [2].

Галогенированные FR состоят в основном из хлора и брома. Благодаря уникальному химическому взаимодействию BFR с процессом горения бром более эффективен, чем большинство альтернатив, а это означает, что гораздо меньшее количество антипирена обеспечивает наивысшую огнестойкость.В результате BFR использовались для защиты широкого спектра продуктов, включая электрические и электронные компоненты и продукты, такие как телевизоры, компьютеры, радио и стереосистемы. В 1998 году на долю BFR (39 процентов) и хлорированных антипиренов приходилось 45 процентов мирового рынка антипиренов [2]. На электрические и электронные компоненты приходилось 56 процентов рынка BFR.

Существуют различные типы BFR [3], такие как PBB (полибромированные дифенилы), PBDE (полибромированные дифениловые эфиры), TBBPA (тетрабромбисфенол — A) и ГБЦД (гексабромциклододекан).Каждый из этих BFR имеет очень разные свойства. Интересно, что Ассоциация по соединению электронной промышленности (IPC) «признает термин« без галогенов »только как маркетинговый термин и не поддерживает его в качестве отраслевого стандарта для материалов и конечных продуктов, содержащих какой-либо уровень галогенированных антипиренов» [4].

Однако большинство соединений, содержащих бром и хлор, разрушают эндокринную систему и, как правило, являются стойкими, биоаккумулируемыми и токсичными.Неконтролируемая переработка может привести к утечке этих галогенированных соединений в окружающую среду и их вовлечению в пищевую цепочку. Более того, неконтролируемое сжигание галогенированных электронных продуктов может выделять токсичные и коррозионные газы для воздействия на окружающую среду, животных и людей. С 1990-х годов электронная промышленность столкнулась с давлением множества источников с целью производства более экологически чистых или экологически чистых продуктов. К этим источникам давления относятся проблемы со здоровьем и окружающей средой, проблемы с переработкой и восстановлением, глобальные законы и правила, склонность потребителей и давление со стороны неправительственных организаций (НПО).Регламент RoHS (ограничение использования опасных веществ) Европейского Союза (ЕС) вступил в силу с 2006 года, включая свинец, ртуть, кадмий, шестивалентный хром, полибромированные дифенилы (ПБД) и полибромированные дифениловые эфиры. (ПБДЭ) ограничены. ПБД и ПБДЭ представляют собой группы бромированных соединений и являются распространенными антипиренами в электронной промышленности. Ограничения на использование этих антипиренов вынудили производителей и поставщиков электронных компонентов и печатных плат (ПП) искать и разрабатывать альтернативные безгалогенные материалы.В последнее время движущая сила безгалогенной электроники исходит от компаний бытовой электроники, которые обязуются предлагать больше экологически чистых продуктов из-за экологической ответственности. Промышленный стандарт для материалов, не содержащих галогены, определяется как содержание хлора или брома менее 900 частей на миллион и менее 1500 частей на миллион общих галогенов (Международная электрохимическая комиссия, Ограничение использования галогена (IEC 61249-2-21)) [5]. JPCA ES-01-1999 (Японская ассоциация печатных схем) определяет без галогенов максимальную концентрацию брома, хлора или сурьмы 900 ppm [6].

В последние годы было проведено множество исследований антипиренов, не содержащих галогенов. Результаты показали, что у безгалогенных антипиренов есть как преимущества, так и недостатки по сравнению с галогенированными антипиренами. Например, в исследованиях iNEMI [7] сравнивались свойства материалов шести коммерчески доступных ламинатов, не содержащих галогены, с тремя бромированными ламинатами FR4 в качестве базовых. Результаты показали, что средний коэффициент внеплоскостного теплового расширения (КТР) ламинатов, не содержащих галогенов, был на 10% ниже, чем в среднем для их галогенированных аналогов.Вообще говоря, более низкий КТР вне плоскости имеет тенденцию демонстрировать более длинную надежность металлизации сквозных отверстий (PTH). Однако исследования [7] также показали, что безгалогенные ламинаты впитывают на 30% больше влаги, чем их галогенированные аналоги. Более высокое влагопоглощение может вызвать неблагоприятное воздействие на электронные изделия, например образование попкорна и токопроводящей анодной нити (CAF). Более того, было обнаружено, что безгалогенные антипирены демонстрируют ухудшенные электрические и термомеханические характеристики, а также пониженную надежность.

Требования по воспламеняемости электрических и электронных изделий

Существует потенциальный риск возгорания электрических и электронных изделий из-за короткого замыкания, которое может вызвать чрезмерный ток в соединении с низким сопротивлением и вызвать экстремальные температурные условия. Таким образом, электрические и электронные продукты должны обладать способностью замедлять возгорание и соответствовать отраслевым стандартам воспламеняемости из соображений безопасности. В электронные продукты добавляют антипирены, чтобы снизить риск возгорания, поскольку они могут остановить или замедлить распространение огня за счет увеличения порога возгорания.Underwriters Laboratories (UL) 94 — это общий стандарт для оценки воспламеняемости пластиковых материалов, используемых в устройствах и бытовой технике. UL 94 определяет тесты на воспламеняемость и присваивает рейтинги на основе результатов. Эти результаты могут служить предварительным указанием для производителей деталей при выборе правильных материалов с соответствующей огнестойкостью. В следующей таблице [8] перечислены требования к рейтингам UL 94 V-0, V-1 и V-2. V-0 строже, чем V-1, а V-1 строже, чем V-2. В испытании UL 94 высокий рейтинг V-0 означает, что кусок пластикового материала будет демонстрировать медленное распространение пламени и быстрое прекращение горения после устранения воспламеняющего пламени.Напротив, образец быстро воспламенится и продолжит гореть, если образец не достигнет рейтинга V-0.

Класс воспламеняемости UL 94	В-0	В-1	В-2
Время горения после подачи пламени (с)	≤ 10	≤ 30	≤ 30
Общее время горения (с) (10 применений пламени)	≤ 50	≤ 250	≤ 250
Время горения и послесвечения образцов после второго воздействия пламени (с)	≤ 30	≤ 60	≤ 60
Капание горящих образцов (возгорание ватина)	№	№	Есть
Образцы полностью сожжены	№	№	№

Проблемы здоровья и окружающей среды

BFR, и особенно полибромированные дифенилы (PBB) и полибромированные дифениловые эфиры (PBDE), содержат одно или несколько углеродных колец, что делает их очень стабильными.Химическая стабильность этих веществ — основная причина, по которой БАП были в центре международных экологических дебатов [38]; они накапливаются в пищевой цепи, и невозможно избежать распространения в окружающую среду, применяя меры по очистке исключительно в точечных источниках, таких как сточные воды или выбросы в атмосферу [39,40]. Таким образом, загрязнение возникает как диффузное загрязнение, так и загрязнение из точечных источников из мест, где обрабатываются продукты. Несколько исследований также предполагают возможное распространение BFR в морской среде, а также в воздухе в результате испарения [41, 42, 43].

Исследования показали, что уровни ПБДЭ повышаются в морской среде [44], а также в грудном молоке, жировой ткани и крови [45], что вызывает обеспокоенность из-за структурного сходства ПБДЭ с гормонами щитовидной железы [46]. Отчеты об исследованиях содержания ПБДЭ в сале кашалота предполагают, что эти вещества проникли в пищевую цепь в открытом море вдали от первичного источника [38]. Измерения на тюленях из Северного и Балтийского морей показывают, что прибрежная фауна также подвержена значительному воздействию ПБДЭ.ПБДЭ также был обнаружен в рыбе из Балтийского моря. Измерения птиц, тюленей и китов из Арктики и Фарерских островов также показывают, что бромированные антипирены далеко распространились в окружающей среде [47]. Финское исследование показывает, что концентрация увеличивается с возрастом, что соответствует свойствам веществ [48].

Большинство бромированных антипиренов обладают низкой острой токсичностью. Тем не менее, в экспериментах на животных было показано, что некоторые ПБДЭ в низких концентрациях оказывают вредное воздействие на печень, щитовидную железу и плод.Некоторые ПБДЭ могут также вызывать гормональный дисбаланс через щитовидную железу и, следовательно, подозреваются в нарушении развития нервной системы плода [49–51]. Из-за сходства биохимических и токсикологических эффектов ПБД, ПБДЭ и полихлорированного бифенила (ПХБ) могут возникать аддитивные эффекты.

ДЕКА считается проблемным, поскольку было обнаружено, что декабромдифенил входит в пищевую цепь человека [52]. В то время как галогенированные антипирены, такие как декаБДЭ, постепенно выводятся из употребления на рынке из-за проблем, связанных с окружающей средой и здоровьем, в настоящее время разрабатываются эффективные альтернативы, и конечные пользователи их заменяют.В следующей таблице представлены проблемы со здоровьем, связанные с распространенными галогенированными соединениями.

Проблемы со здоровьем и влияние обычных галогенированных антипиренов

Имя	Проблемы / последствия для здоровья
	Канцероген	Мутаген	Репродукция	ПБТ 1	vPvB 2
PBB	В	В		В
ПБДЭ	В	В		В
ГБЦД		В	В	В
TBBPA	В	В
CP	В			В	В
TCPA				В
PCT		В		В
Печатная плата	В	В	В	В

1: Стойкий, способный к биоаккумуляции и токсичный
2: Очень стойкий и очень способный к биоаккумуляции

Мировое законодательство без галогенов

Поскольку химические свойства галогенированных соединений могут нанести вред людям, животным и окружающей среде, многие из них подпадают под действие директивы Европейского Союза об ограничении использования опасных веществ (RoHS).Цель директивы — регулировать и ограничивать производителей электроники в производстве и использовании определенных опасных материалов [53]. Например, полибромированные бифенилы (ПБД) и полибромированные дифениловые эфиры (ПБДЭ) были запрещены RoHS [54]. RoHS строго соблюдается по всей Европе, при этом производители сталкиваются с множеством штрафов за несоблюдение, включая штрафы, конфискованные товары и потерю прав производителей на продажу товаров в ЕС [55]. Кроме того, RoHS распространяется на компании за пределами Европы, поскольку поставщики производителей из ЕС и производителей из стран, не входящих в ЕС, которые продают на рынок ЕС, должны соблюдать требования, в противном случае могут возникнуть штрафные санкции.Например, Palm, Inc. и Apple Computer, Inc., обеим были вынуждены убрать продукты с рынка ЕС из-за того, что их продукты не соответствовали RoHS в разное время [56]. В следующей таблице приведены ограничения на использование галогенированных материалов в различных странах.

Мировое законодательство по галогенированным материалам

Страна	Законодательство	Вещества	Ограничение	Дата вступления в силу
ЕС	RoHS: 2002/95 / EC	ПБД / ПБДЭ	0.1%	июль 2006 г.
	76/769 / EEC; 89/677 / EEC	PCB / PCT	0,005%	июнь 1986
	76/769 / EEC; 2002/45 / EC	КЦХП	1%	Январь 2004 г.
	850/2004 / ЕС; 2016/293 / ЕС	ГБЦД	0.01%	Март 2016
	1907/2006 / EC; 2017/227 / ЕС	декаБДЭ	0,1%	марта 2019
США	Законы различных штатов	ПБД / ПБДЭ	0,1%	2006-2008
		ГБЦД	0.1%	2017
		декаБДЭ	0,1%	2017
Китай	RoHS для Китая	ПБД / ПБДЭ	0,1%	март 2007 г.
Япония	Закон о содействии эффективному использованию ресурсов	ПБД / ПБДЭ	0.1%	июль 2006 г.

ПБД: полибромированные дифенилы; ПБДЭ: полибромированные дифениловые эфиры

ПХБ: полихлорированные бифенилы; PCT: полихлорированные терфенилы

КЦХП: хлорированные парафины с короткой цепью

ГБЦД: гексабромциклододекан

Безгалогенные антипирены

Основное применение эпоксидных смол — герметики, печатные платы, композиты и адгезивы [25].Ламинатные материалы для печатных плат должны соответствовать различным механическим и электрическим требованиям, а также быть огнестойкими. Бромированные реакционноспособные соединения, такие как ТВБА, обладают достаточной огнестойкостью в ламинатах на основе стеклоткани класса FR-4. Однако эти хорошо зарекомендовавшие себя антипирены были запрещены в июле 2006 г. [26]. Поэтому производителям необходимо найти альтернативные ламинаты с безгалогенной огнестойкой системой, отвечающей требованиям.

Безгалогенные антипирены (HFFR) быстро разрабатывались с 1970-х годов [28,57-59] для удовлетворения растущих потребностей в защите окружающей среды.До сих пор разрабатывались безгалогенные огнестойкие CCL (плакированные медью ламинаты) с высокой температурой стеклования (Tg) [60], [61] и хорошими механическими свойствами [62] — [64]. Современные безгалогенные CCL в основном основаны на DOPO. Moreever, было разработано несколько модификаций DOPO, которые поступают в продажу либо в виде чистого вещества, либо в виде эпоксидных смол, модифицированных фосфором.

Эпоксидная химия по-прежнему является предпочтительной основой для приложений CCL. Безгалогенные и фосфорсодержащие эпоксидные смолы уже заняли безгалогенный рынок.Количество модификаций DOPO и поставщиков смол, модифицированных фосфором, значительно увеличилось и предлагает широкий выбор для производителей CCL. Другие компоненты, такие как наполнители (например, SiO2, тригидрат оксида алюминия и тальк) и новые ускорители или отвердители, позволяют разрабатывать безгалогенные составы, соответствующие различным свойствам улучшенных электрических (низкие потери, высокая частота) или механических свойств ( низкий коэффициент теплового расширения (КТР), более высокая термическая стабильность). Эти новые материалы делают безгалогенные альтернативы более привлекательными для производителей оригинального оборудования в новых потребительских товарах.

Эпоксидные смолы с галогенированными антипиренами могут выделять ядовитые и коррозионные газы и даже супертоксичные дибензодиоксины и дибензофураны [65], [66]. Поэтому применение антипиренов, не содержащих галогенов, широко исследуется. Антипирен следует тщательно выбирать не только из-за эффективности огнестойкости, но и из-за его влияния на общие свойства полимерной системы. При определении возможных антипиренов, не содержащих галогенов, следует также учитывать два соображения: механизм огнестойкости и способы взаимодействия в полимерной системе.

Механизм замедления горения может быть физическим или химическим. Возможные физические взаимодействия антипирена включают охлаждение полимера ниже температуры горения, формирование слоя угля над полимером для исключения кислорода в системе (вспучивание) и разбавление количества топлива в системе за счет присутствия инертного материала. Химическое взаимодействие включает механизмы, происходящие в газовой фазе, препятствующие и запрещающие продолжение процесса горения, а также механизмы, возникающие в твердой фазе, которые могут либо разрушить полимер, либо химически образовать углеродный слой на поверхности.В целом, химические взаимодействия оказались наиболее эффективными для огнестойкости.

Другое соображение — это аддитивное или реактивное взаимодействие антипирена с полимерной системой. Взаимодействие антипирена с полимерным материалом влияет не только на свойства полимера, но также на обработку и окружающую среду. Реактивные антипирены химически встраиваются в структуру полимера и, таким образом, обеспечивают постоянную структуру по огнестойкости и свойствам материала.ДОПО является примером антипирена на основе фосфора. Добавки антипиренов вводятся механическими средствами и должны быть равномерно распределены в системе. В целом, антипирены, не содержащие галогенов, можно разделить на три основных химических семейства.

Согласно отраслевому исследованию рынка [67], тригидрат оксида алюминия (ATH) был самым популярным антипиреном и составлял почти треть потребления на мировом рынке. Ожидается, что ATH будет доминировать на рынке до 2018 года.С другой стороны, антипирены на основе фосфора продемонстрировали самый быстрый рост рынка среди всех антипиренов с учетом как стоимости, так и рабочих характеристик [68]. В результате рынок антипиренов на основе фосфора обогнал рынок бромированных антипиренов и стал вторым на рынке в 2015 году. Самый быстрый рост антипиренов на основе фосфора сохранится до 2020 года. Кроме того, гидроксид магния (MDH) ) и меламин также являются многообещающими безгалогенными антипиренами из-за их роста на рынке выше среднего.Однако галогенированные антипирены с менее опасными эффектами все еще будут в некоторой степени разделить рынок.

Несмотря на историческое использование галогенированных материалов, электронная промышленность в последние годы все больше осознает проблемы защиты окружающей среды, и поэтому материалы, не содержащие галогенов, становятся все более популярными. Использование антипиренов для безгалогенных систем, таких как антипирены на основе фосфора, увеличилось за последние 20 лет. Однако обеспечение надежности компонентов, в которых используются антипирены, не содержащие галогенов, становится проблемой для промышленности, поскольку прочность и термостойкость этих компонентов могут быть ниже, чем у обычных компонентов.

Фосфорсодержащие соединения перспективны в безгалогенных и огнестойких применениях эпоксидных смол [69] — [71]. Радикалы H + и OH– реагируют с радикалом PO– и HPO, образующимся при пиролизе фосфорсодержащего антипирена, чтобы уменьшить энергию пламени в газовой фазе. С другой стороны, радикал PO– и HPO обычно превращаются в полифосфорную кислоту в твердой фазе во время разложения. Эта реакция катализирует образование защитного углеродного слоя, который обладает высокой термической стабильностью и замедляет дальнейшее разложение полимерных цепей.

Сегодня происходит переход к производству безгалогенной электроники [72]. Ламинаты были изготовлены таким образом, потому что при сжигании ПХБ потенциально образуется диоксин, если это не контролируется должным образом. Бисфенол А используется в качестве прекурсора при производстве традиционной эпоксидной смолы FR-4. Добавление 10% бромированного бисфенола A в эпоксидную смолу, отвержденную дициандиамидом (DICY), может привести к образованию тетрабромбисфенола A (TBBPA). Функция бромированного бисфенола A заключается в обеспечении защиты от воспламенения.Тот же самый антипирен также используется в эпоксидных смолах, отвержденных PN (фенол-новолак). Однако бромированный материал удаляется в ламинатах, не содержащих галогенов (HF) [73], и заменяется гидроксидами металлов, такими как гидроксиды алюминия и магния, которые выделяют водяной пар при нагревании [74]. Эпоксидная смола, легированная фосфором, также замедляет возгорание, обугливая полимер во время воспламенения [75].

Антипирены на основе фосфора

Фосфорные соединения считаются основной альтернативой огнестойким материалам для замены галогенидов в ПХД.Однако материалы, не содержащие галогенов, не так эффективны, как галогениды. Чтобы соответствовать критерию UL94 V-0, количество соединений фосфора в печатных платах существенно увеличивается, что делает безгалогенные печатные платы более хрупкими, чем традиционные печатные платы [30], [76].

Механизм замедления горения работает в основном в твердой фазе полимера, удаляя воду и создавая богатый углеродом уголь на поверхности полимера. Этот механизм обычно может генерировать очень низкую плотность дыма и не выделять агрессивные, кислые газы в газовую фазу (например, HCl или HBr для галогенированных антипиренов).По весу фосфор также более эффективен, чем бром. Например, UL 94 V-0 может быть достигнут при содержании фосфора от 2,5 до 4%.

DOPO, OPS, APP и PEPA (показанные на следующем рисунке [77]) служат в качестве антипиренов в эпоксидных смолах. Целью их использования является изучение влияния фосфора на огнезащитную эффективность эпоксидных смол. ДОПО обладает высокой термической стабильностью, хорошей стойкостью к окислению и хорошей водостойкостью [78] — [81]; это популярный фосфорсодержащий антипирен, который может вступать в реакцию с эпоксидным мономером.Сообщалось об использовании ДОПО или его производных в качестве антипирена для эпоксидных смол [82] — [85]. Кроме того, вспучивающиеся антипирены (IFR) рассматриваются как еще один многообещающий материал из-за их низкой токсичности, дымности, отсутствия галогенов и высокой эффективности [86] — [88]. Например, полифосфат аммония (APP) является обычным IFR. Кроме того, бициклические фосфаты в клетках привлекли внимание среди фосфорорганических антипиренов, и многие исследования были сосредоточены на них [89].Бициклические фосфаты в клетках и их производные могут служить эффективными IFRs или агентом обугливания в некоторых полимерах [89,90]. PEPA (1-оксо-4-гидроксиметил-2,6,7-триокса-1-фосфабицикло [2.2.2] октан) также представляет собой реакционноспособный фосфорсодержащий FR с безгалогенными огнезащитными системами.

Типичные химические структуры антипиренов

Влияние на производительность

Следующие свойства материала считаются критическими для производительности и надежности печатных плат, включая влагопоглощение, температуру стеклования (Tg), коэффициент теплового расширения (CTE), температуру разложения (Td) и время до расслоения (T-260 и Т-288).Поскольку армирующее стекло с трудом впитывает влагу, диффузия влаги будет происходить только через эпоксидную смолу. Эпоксидные смолы также могут поглощать различное содержание влаги. Более того, различное соотношение стекло / смола в конструкциях печатных плат приведет к различным концентрациям влаги и максимальным значениям влагопоглощения. В заключение, характеристики влагопоглощения материалов для печатных плат могут варьироваться в зависимости от типа эпоксидной смолы, конструкции и содержания эпоксидной смолы / волокна [91].

Поскольку безгалогенные материалы отличаются физически (наполнитель) или химически (матричная структура) от своих галогенированных аналогов, ожидается, что рабочие характеристики и надежность между безгалогенными и галогенированными материалами также будут разными.Многие исследования показали преимущества и недостатки различных безгалогенных материалов. Следовательно, системы герметика и печатных плат необходимо отрегулировать или модернизировать, чтобы они соответствовали техническим требованиям ожидаемых приложений [92]. Например, пиковая температура процесса бессвинцового оплавления на 30-40 ° C выше, чем у процесса оловянно-свинцового процесса. Более высокая температура может вызвать проблемы технологического процесса, вызванные несоответствием КТР и влажностью. Кроме того, с точки зрения производства, технологичность и формуемость также следует принимать во внимание при выборе материалов, не содержащих галогены.

На производительность и надежность печатных плат может во многом влиять поглощение влаги [93]. В процессе производства печатных плат влага может поглощаться препрегами из эпоксидной смолы / стекловолокна в результате влажных процессов или из среды хранения [94]. Местами, содержащими влагу, могут быть эпоксидные смолы, поверхности раздела смола / стекловолокно, а также микротрещины или пустоты внутри печатной платы. Влага может привести к межфазному расслоению препрег / медь, внутренним коротким замыканиям из-за миграции металла (проводящая анодная нить) и снижению температуры стеклования [95].Более того, влага может значительно расшириться при более высокой температуре процесса и вызвать дефекты вспенивания в герметиках. Влага также может влиять на электрические свойства печатной платы, увеличивая ее диэлектрическую проницаемость, чтобы снизить скорость переключения электрических цепей и увеличить время распространения сигнала [96].

Механические свойства Performance

Альтернативы, не содержащие галогеновые огнестойкие (HFR), не лишены проблем при использовании в печатных платах. Ламинатные материалы для печатных плат, не содержащие HFR, могут негативно повлиять на производство, обращение и характеристики продукта.Исследования показали, что применение ламинатов HFR может привести к снижению характеристик электрической системы из-за более высоких диэлектрических постоянных, чем у широко используемых в настоящее время материалов FR-4 [34]. Более высокие диэлектрические постоянные могут вызвать увеличение хрупкости и снижение прочности на отслаивание из-за изменения характеристик эпоксидных материалов для печатных плат [34]. Температуры стеклования и влагопоглощение могут изменяться в разных направлениях, что приводит к непредсказуемым результатам [34].Кроме того, по мере увеличения количества слоев печатной платы возрастают перечисленные выше проблемы с производительностью. Однако, несмотря на некоторые недостатки, связанные с ПХБ без HFR, они превосходят галогенированные ПХБ во многих областях. Например, таблицы данных поставщиков показывают, что печатные платы без HFR часто имеют более низкий CTE, более длительные T-260 и T-288 раз и более высокую температуру Td [97].

В настоящее время большинство плакированных медью ламинатов изготавливают из бромированных антипиренов, которые представляют опасность для окружающей среды, или фосфорсодержащих смол.Фосфорсодержащие смолы оказались удовлетворительной альтернативой галогенированным продуктам, но они обладают очень высокой степенью водопоглощения. В результате ухудшается их химическая стойкость. Следовательно, существует спрос на продукты с меньшим содержанием фосфора. В других отчетах приводятся дополнительные данные о надежности и характеристиках материалов для печатных плат, не содержащих галогенов. В отчете iNEMI [34] анализируется технологическая готовность, возможности поставки и характеристики надежности безгалогенных материалов, а также анализируется возможность перехода производителей компьютеров на безгалогенные материалы.В другом отчете iNEMI [98] говорится, что ни один из протестированных материалов, не содержащих галогены, не соответствовал исходному уровню FR-4. Как правило, они наблюдали более высокие значения Dk (эффективная диэлектрическая проницаемость) и более низкие значения Df (эффективный тангенс угла потерь) для безгалогенных материалов по сравнению с базовым материалом. Различия в свойствах и характеристиках безгалогенных материалов будут зависеть от конструкции и требований к продуктам, в которые они включены.

Дополнительные исследования показали, что безгалогенные печатные платы подвержены двум специфическим дефектам: заеданию и дефекту «голова в подушке».Удаление галогенов может привести к образованию трещин, которое описывается как «неполное слияние паяльной пасты, оставляющее шероховатую неровную поверхность» [97]. Поскольку удаление галогенов может привести к изменению CTE печатной платы, их удаление, в свою очередь, может привести к дефекту «голова в подушке» [97]. Изгиб и дефект «голова в подушке» создают проблему для производителей паяльной пасты при производстве безгалогенных паяльных паст, которые работают так же хорошо, как современные галогенированные материалы [97]. Кроме того, галогены используются в паяльных пастах и ​​флюсах.В том же исследовании было показано, что удаление галогенов может отрицательно повлиять на смачивание и коалесценцию. Таким образом, удаление галогенов из этих материалов напрямую повлияет на процесс сборки печатной платы [97]. Многие исследования показывают, что безгалогенные печатные платы менее надежны, чем галогенированные печатные платы, потому что безгалогенные материалы часто более жесткие. Эта жесткость может отрицательно повлиять на процесс сверления во время изготовления печатной платы, при этом оценки показывают, что срок службы сверла может быть снижен на целых 25% [97].

Электронные свойства Performance

Помимо влияния на механические характеристики / надежность печатных плат, безгалогенные материалы также влияют на электрические свойства печатных плат. На диэлектрическую проницаемость, а также на коэффициент рассеяния влияют галогенированные / свободные от галогенов материалы; оба эти свойства влияют на целостность сигнала. Другой проблемой, связанной с электрическими характеристиками, связанной с заменой галогенированных материалов, являются электрические свойства безгалогенных антипиренов.Были разработаны безгалогенные заменители обычного огнестойкого FR-4, но разница в электрических характеристиках и критических электрических свойствах может сделать конструкции высокоскоростной шины, такие как DDR3 и PCIe, более дорогими, чтобы компенсировать эту разницу в свойствах. . Наиболее очевидной проблемой, связанной с этим различием свойств, является увеличение диэлектрической проницаемости безгалогенных диэлектрических материалов. Безгалогенные материалы обычно имеют значения диэлектрической проницаемости на частоте 1 ГГц в диапазоне от 4.5 и 5.5; Значения диэлектрической проницаемости FR-4 ближе к верхним тройкам. В результате повышенной диэлектрической проницаемости платам требуется более толстый диэлектрический слой для создания необходимого импеданса; эти более толстые диэлектрические слои приводят к дополнительным проблемам, таким как увеличение перекрестных помех и снижение производительности шины [98].

Проблемы надежности

Образование проводящей нити (CFF) считается одним из основных механизмов разрушения стекловолоконных эпоксидных ламинатов печатных плат, поскольку оно может вызвать внезапное падение сопротивления изоляции между проводниками печатных плат.CFF — это электрохимический процесс, который включает транспортировку металла через неметаллическую среду под действием приложенного электрического поля [99]. Более того, на формирование токопроводящей нити могут влиять следующие факторы, включая температуру, влажность, напряжение, сырье для ламината, параметры изготовления печатной платы и расположение проводников в печатной плате [100]. Среди этих факторов больше всего влияет сырье на CFF. Однако параметры изготовления, включая применяемые химикаты, параметры ламинирования и параметры сборки, также показывают склонность печатных плат к отказу из-за CFF.

С расширением рынка экологически чистой электроники, растущим беспокойством по поводу окружающей среды и здоровья, а также широким переходом на бессвинцовую и безгалогенную электронику новые материалы для печатных плат будут выдерживать более высокую температуру оплавления во время бессвинцовой пайки. процесс. Эта более высокая температура может вызвать расслоение стекловолокна и эпоксидной смолы, чтобы обеспечить пространство для CFF. Расслоение между стекловолокном и эпоксидной смолой также может быть вызвано несоответствием коэффициента теплового расширения (КТР), который СТР стекловолокна и эпоксидной смолы равен 5.5 ppm / ° C и 65 ppm / ° C при циклическом изменении температуры. Возможные места для CFF: сквозное отверстие (PTH) в PTH, PTH в плоскости и трассировка для трассировки. Предыдущие исследования отказов печатных плат с помощью CFF показали, что проводящая нить имеет тенденцию расти вдоль отслоенной границы раздела между стекловолокном и эпоксидной смолой. В исследовании Welster et al. [101] также сообщается, что сопротивление CFF резко снижается после воздействия на печатные платы теплового удара или многократных процессов оплавления.

Turbini et al.[102] обсуждали взаимосвязь между температурой процесса и отказами, вызванными CFF в 2000 году. Они обработали испытательные транспортные средства, которые были стандартными тестовыми образцами IPC-B-24, водорастворимым флюсом при температуре обработки 201 и 240 ° C. C для наблюдения за влиянием на отказы, вызванные CFF. Эти температуры обработки были определены в соответствии с условиями пайки волной припоя для традиционного эвтектического припоя и типичного бессвинцового припоя соответственно. Они заметили, что случаи отказов, вызванных CFF, были значительно выше для транспортных средств при температуре обработки 240 ° C.Они пришли к выводу, что более частые отказы в транспортных средствах были вызваны обширной диффузией полигликолей при более высокой температуре пайки. Период времени, в течение которого плита будет выше ее Tg, определил количество абсорбированного полигликоля в эпоксидной смоле, поскольку процесс диффузии следует поведению Аррениуса. Более того, более высокая температура пайки также вызывает большие тепловые деформации на платах из-за несоответствия CTE между стекловолокном и эпоксидной смолой.

Благодаря переходу на бессвинцовую электронику, температура обработки бессвинцовой пайки выше, чем при традиционной эвтектической пайке.Например, пиковая температура процесса оплавления для типичных бессвинцовых припоев, включая сплавы Sn / Ag / Cu и Sn / Ag, примерно на 40 ° C выше, чем у традиционного эвтектического (Sn63 / Pb37) припоя [103]. Исследования, проведенные учеными из Национальной физической лаборатории [104] в 2004 г., заставили задуматься о росте CFF. Они изучили тепловые эффекты, включая термический удар и бессвинцовое оплавление, на рост CFF в различных типах печатных плат. Они пришли к выводу, что влияние теплового удара было незначительным, но температура оплавления повлияла на рост CFF.CFF рос быстрее на печатных платах, которые испытали более высокую температуру оплавления. Результаты привели к предположению, что отказы, вызванные CFF, были вызваны химическим или физическим разрушением, в то время как температура обработки была выше критического значения, а не несоответствие CTE.

Кроме того, Суд и Печт [105] провели эксперименты на различных типах печатных плат при пиковых температурах процесса оплавления 217 ° C и 243 ° C, чтобы наблюдать рост CFF. ПХД были предоставлены двумя поставщиками с тремя значениями Tg, включая поставщика A (Tg 180 ° C), поставщика A (Tg 170 ° C), поставщика B (Tg 170 ° C) и поставщика B (Tg 150 ° C, галоген -бесплатно).Все образцы от поставщика B, включая Tg 170 ° C и Tg 150 ° C, подвергались эвтектическим или бессвинцовым процессам оплавления, и все они вышли из строя после испытаний. С другой стороны, печатные платы того же типа без какого-либо процесса оплавления не выдержали испытания меньшего количества образцов после того же тестирования. Однако только печатные платы, не содержащие галогенов, вышли из строя после испытаний, независимо от того, какие условия оплавления они испытывали, включая отсутствие оплавления, эвтектического оплавления и бессвинцового оплавления. В заключение, более высокая пиковая температура процесса бессвинцового оплавления в сочетании с безгалогенными материалами с более низкой Tg может повлиять на сопротивление CFF и затем увеличить вероятность отказов печатных плат.

В 1979 году и Lahti et al. [99] и Lando et al. [100] провели эксперименты по характеристике CFF. Они обнаружили незначительное ухудшение сопротивления изоляции или его отсутствие во время процесса мониторинга, но сопротивление, очевидно, уменьшалось во время отказов. Согласно их исследованиям, прогнозирование отказов, вызванных CFF, затруднено путем контроля сопротивления изоляции проводников. Более того, они обнаружили, что одним из механизмов роста CFF является то, что проводящее соединение меди с анода проникает в границу раздела между стекловолокном и эпоксидной смолой под смещенной электрохимической активностью.Они также обнаружили, что время до отказа резко снижается, когда расстояние между проводниками составляет менее 5 мил. В исследовании Ландо и др. [100] они пришли к выводу, что восприимчивость печатных плат к CFF варьируется в зависимости от конфигурации проводника, причем самой слабой конфигурацией является комбинация дырок с дырками. Кроме того, они также сообщили, что сопротивление CFF было выше при переплетении под углом 45 градусов, чем при переплетении под углом 90 градусов. Таким образом, предложенные ими стратегии смягчения последствий заключались в добавлении богатых смолой областей между слоями стекловолокна и проводника с использованием ламинатов Traizine и повышении прочности соединения на границе раздела между стекловолокном и эпоксидной смолой.

В соответствии с тенденцией увеличения плотности упаковки расстояние между проводниками становится все меньше. Например, с 2014 года расстояние между краями PTH приблизилось к 2 мил [106]. Таким образом, вероятность отказов печатных плат, вызванных CFF, также возрастает. В сочетании с увеличивающейся плотностью упаковки короткое замыкание, вызванное CFF, становится большой проблемой при использовании электроники в неконтролируемой среде. Кроме того, введение бессвинцовых припоев также увеличивает риски отказов, вызванных CFF, из-за более высоких температур обработки.

В 1989 году Augis et al. [107] указали, что CFF не возникнет, пока относительная влажность была ниже порогового значения. Модели линейного ускорения, которые применялись для прогнозирования надежности плат, могли выйти из строя, если порог не был определен. Например, плата может быстро выйти из строя в среде с высокой влажностью, но нормально работает в течение приемлемого периода времени при номинальных условиях эксплуатации. Более того, тесты на надежность не показали разницы в количестве отказов, вызванных CFF, между новыми и старыми платами.Однако количество отказов, вызванных CFF, значительно увеличилось во время ступенчатых стресс-тестов, когда относительная влажность была выше определенных уровней. С другой стороны, в 1994 году Rudra et al. [108] провели тесты надежности с использованием трех типов печатных плат с различными слоистыми материалами, включая FR-4, бисмалеимидтриазин (BT) и цинатный эфир (CE), чтобы наблюдать отказы, вызванные CFF. Они сообщили, что материалы BT и CE демонстрируют более низкое влагопоглощение, поэтому отказы, вызванные CFF, были ниже у печатных плат BT и CE, чем у печатных плат FR-4.Они также указали, что время выхода из строя CFF увеличилось после нанесения конформного покрытия и паяльной маски, что означает, что сопротивление проводящей нити было увеличено для этих покрытых печатных плат. В дополнение к типу ламинатных материалов, количество влагопоглощения в эпоксидной смоле может также вызвать расслоение на границе раздела между стекловолокном и эпоксидной смолой во время испытаний на температуру / влажность, поскольку набухание и усадка эпоксидных смол создает нагрузки на интерфейс [109].Кроме того, температура стеклования (Tg) ламинатных материалов также может быть снижена за счет поглощения влаги, а затем. Таким образом, эти материалы легче повредить избыточным термическим напряжением [110], [111]. Если между стекловолокном и эпоксидной смолой образуется разделение или микротрещины, образование не будет обратимым. Следовательно, необходимо заново определить порог относительной влажности для ламинатных материалов перед нанесением не содержащих галогенов антипиренов в печатные платы.

Анализ отказов CFF иногда выявлял элементы, связанные с нитью, включая хлор, бром или серу. Считалось, что источником этих элементов являются производственные процессы. В 1996 году Ready et al. [112] предположили, что повышенный уровень бромида в месте разрушения CFF будет происходить из-за производственных процессов, а не из-за плат. HBr, содержащийся во флюсе, рассматривался как источник бромида при исследовании проблемного периода.В процессе пайки считалось, что бромид диффундирует через несколько слоев печатных плат. Кроме того, флюсы, включающие определенные полигликоли, демонстрируют склонность к росту CFF, поскольку полигликоли увеличивают поглощение влаги слоистыми материалами.

Влияние использования безгалогенных антипиренов в печатных платах на отказы, вызванные CFF, недостаточно изучены. Сообщается разная информация об устойчивости к CFF. В то время как в некоторых исследованиях сообщалось, что безгалогенные ПХБ проявляли лучшую устойчивость к росту CFF, другие показали, что безгалогенные ПХБ имели более низкую устойчивость к росту CFF.Эта неубедительная информация вызывает опасения по поводу применения безгалогенных материалов в приложениях, критичных к надежности. Таким образом, необходимы более всесторонние исследования, чтобы понять влияние использования безгалогенных материалов [97].

Влияние влаги на тепловые свойства безгалогенных и галогенированных слоистых материалов для печатных плат

В исследовании Ма и др. [93] были протестированы четыре материала ПХБ — два безгалогенных (A и C) и два галогенированных (B и D).Эти ламинаты были приобретены у двух производителей (A и B у производителя I, и C и D у производителя II). Свойства ламината показаны в следующей таблице в соответствии с их техническими данными.

Свойства испытуемого материала (лист данных)

Методы испытаний и оборудование, используемые для измерения свойств, перечислены в следующей таблице. Процедуры измерения для каждого из свойств обсуждаются в следующих рукописях.

Методы измерения

1) CTE: CTE ламинатной системы — это частичное изменение линейных размеров в зависимости от температуры.В z-CTE преобладает система смол, тогда как в CTE в плоскости преобладает стеклоткань. z-CTE влияет на механизмы разрушения, такие как растрескивание и расслоение цилиндра, а CTE в плоскости (деформация / заполнение) влияет на разрушения паяных соединений при сдвиге.

В этом исследовании были испытаны три образца каждого материала, каждый размером примерно 6,35 × 6,35 мм. Образцы были отполированы для обеспечения параллельности краев, а медная оболочка протравливалась раствором сульфата натрия.КТР слоистых материалов в направлении z-КТР измеряли с использованием термомеханического анализатора Perkin – Elmer (ТМА) (Pyris TMA 7). ТМА нагревает образец от 30 ° C до 200 ° C со скоростью линейного изменения 10 ° C / мин. ТМА измерял z-CTE, отслеживая изменение толщины образца. Слоистый материал имел один z-CTE ниже его Tg, а другой — выше его Tg, каждый из которых был измерен по результатам ТМА. Типичный график измерения z-CTE показан на следующем рисунке.

2) Температура стеклования (Tg): Температура стеклования (Tg) системы смол — это температура, при которой материал переходит из жесткого и стеклоподобного состояния в эластичное и эластичное состояние из-за обратимого разрушения полимера. Ван-дер-Ваальсовы связи между молекулярными цепями полимера.Некоторые свойства, такие как тепловое расширение, модуль Юнга, теплоемкость и диэлектрическая проницаемость, претерпевают изменение примерно при Tg. Следовательно, очень важно определить температуру стеклования в условиях окружающей среды и влажности, чтобы определить температурный диапазон, в котором эти системы могут использоваться без ухудшения их свойств при рабочей температуре.

Были испытаны по три образца каждого типа материала массой 15–30 мг каждый.Края были сглажены, заусенцы были удалены шлифовкой, а медная оболочка была стравлена ​​с использованием раствора сульфата натрия. Tg измеряли с помощью дифференциального сканирующего калориметра Perkin – Elmer (DSC) (Pyris 1 DSC). Образцы подвергали температурному сканированию от 30 ° C до 200 ° C со скоростью 20 ° C / мин. При Tg теплоемкость материала изменяется, и это фиксируется ступенчатым переходом на кривой измерения DSC. Tg определяется как средняя точка ступенчатого перехода (через которую изменяется теплоемкость материала) на графике измерения DSC (следующий рисунок).

График измерения температуры стеклования

3) Температура разложения (Td): Температура разложения (Td) — это температура, при которой система смол подвергается необратимому физическому и химическому разложению с термическим разрушением поперечных связей, что приводит к потере веса материала. Были испытаны по два образца каждого типа материала массой 10–20 мг каждый.Края были зачищены, заусенцы удалены шлифовкой, а медная оболочка стравлена. Td измеряли с помощью термогравиметрического анализатора (ТГА) (Shimadzu TGA 50). Образцы подвергали температурному сканированию от 25 ° C до 550 ° C со скоростью 10 ° C / мин. Изменение веса образца было получено как функция температуры, и Td регистрировали при потере веса 2% и 5% по сравнению с весом образца при 50 ° C.

4) Время до расслоения (T-260, T-288): Время до расслоения — это время, необходимое слоистому материалу для расслоения (определяемого как разделение между слоями препрегов и сердцевин с медным покрытием в многослойной структуре), когда подвергается постоянной температуре.Температура 260 ° C (T-260) используется в промышленности в качестве показателя для оценки совместимости ламинатов с бессвинцовыми процессами. Время расслоения T-288 обеспечивает более подходящий уровень производительности, учитывая температуру процесса, необходимую для бессвинцовой пайки. Оба параметра были протестированы в этом исследовании. Четыре образца, каждый размером 6,35 × 6,35 мм, были протестированы с использованием ТМА (Pyris TMA 7). Образцы подвергали температурному сканированию от 25 ° C до 260 ° C или 288 ° C со скоростью 10 ° C / мин, а затем выдерживали при 260 ° C или 288 ° C до необратимого изменения толщины образца. наблюдалось или прошло 30 минут, в зависимости от того, что наступит раньше [113].Время до расслаивания определяли как время между началом изотермы (260 ° C или 288 ° C) и началом отслоения.

I — Поглощение и десорбция влаги

Концентрация влаги в ламинате увеличивается со временем воздействия и приближается к равновесию через несколько дней при воздействии влажной среды. Время достижения равновесия зависит от толщины ламината и температуры окружающей среды. Предполагалось, что образцы ламината относительно тонкие.Таким образом, диффузия от краев ламината была незначительной. Распространение влаги в ламинатах подчиняется одномерному уравнению Фика. Для диффузии Фика в ламинате с толщиной, экспонируемой с обеих сторон одной и той же окружающей среде, содержание влаги Mt в момент времени t определяется следующим выражением:

где M∞ — это равновесное содержание влаги, а D — коэффициент диффузии, или коэффициент диффузии, выраженный в квадрате длины в единицу времени [96]. Распространение влаги будет происходить только через эпоксидную смолу, так как армирующее стекло плохо впитывает влагу.Эпоксидные смолы также могут поглощать различное содержание влаги; Кроме того, различное соотношение стекло / смола между различными конструкциями печатных плат приведет к различным концентрациям влаги и максимальным значениям влагопоглощения. В результате характеристики влагопоглощения материалов для печатных плат будут зависеть от типа эпоксидной смолы, конструкции и содержания эпоксидной смолы / волокна [114].

Молекулы воды, абсорбированные эпоксидной смолой, можно классифицировать как связанную воду или свободную воду [115], [116].Связанная вода улавливается полярными участками и обычно связана с гидроксильными группами в эпоксидной сетке. Свободная вода скапливается в свободном объеме или в пустотах внутри эпоксидной смолы. Свободный объем полимерной смолы определяется как объем смолы без объема полимерных цепей или объем, обусловленный тепловыми колебаниями полимерных цепей. Связанная вода, которая была связана с гидроксильными группами в эпоксидной сетке, не выделялась в процессе обжига. В результате значения влажности купонов при температуре 85 ° C и относительной влажности 85% были выше, чем у купонов в условиях комнатного хранения после процесса выпечки, как показано на следующем рисунке:

Скорость десорбции влаги в ламинате при 105 ° C.

II — Поглощение и десорбция влаги

Значения z-CTE (ниже Tg и выше Tg) четырех ламинатов печатных плат с различным содержанием влаги нанесены на график и показаны на рисунке A. Области таблицы данных также показаны. На рис. B показаны кривые КТР образца A при различных условиях влажности. После выдержки образца A при температуре 85 ° C и относительной влажности 85% в течение 24 часов, одна часть была предварительно кондиционирована в соответствии с методом испытаний IPC-TM-650 2.4.24, а затем был измерен CTE.Другая часть была протестирована без предварительной подготовки. Два результата по сравнению с контрольным набором нанесены на график и показаны на рис. B. На рис. C показаны кривые КТР четырех образцов, которые поглощали влагу при 85 ° C и относительной влажности 85% в течение различных периодов времени и затем подвергались предварительному кондиционированию в соответствии с IPC. -ТМ-650 2.4.24 метод испытания перед измерением.

Не было явной тенденции в значениях z-CTE, рассчитанных на основе данных ниже или выше области стеклования, как показано на рис.A. Однако было заметное отклонение на кривых z-CTE вокруг области стеклования, как показано на рис. B и C. Предварительная подготовка в соответствии с методами испытаний IPC может снизить влияние влаги на расширение по оси z. Однако набухание в области стеклования увеличивалось с увеличением содержания влаги, особенно в безгалогенном материале А, который впитал больше влаги, чем другие материалы, в экспериментах по влагопоглощению.

Об этом свидетельствуют кривые КТР на рис.B, что было три фазы, каждая из которых показывала разную степень теплового расширения. В фазе 1 в расширении по оси z преобладала смола, и, следовательно, значения CTE ниже Tg были близки к значениям эпоксидной смолы (~ 60 ppm / ° C). На этапе 3 материал печатной платы расширялся, поскольку повышение температуры приводило к большей тепловой вибрации атомов в материале, и, следовательно, увеличивалось среднее расстояние между соседними атомами. Следовательно, материал печатной платы имел большую скорость расширения и становился более вязким выше Tg.На этапе 2 было два фактора, которые вызвали заметное отклонение значений z-CTE. Во-первых, влага вызвала набухание ламината печатной платы при температуре выше 100 ° C и увеличивалась по оси Z ниже исходной точки Tg. Во-вторых, вода действует как пластификатор в эпоксидной системе, увеличивая вязкость эпоксидной смолы и приводя к снижению Tg. Следовательно, скорость расширения была большой ниже исходной точки Tg. В результате общее расширение ламината по оси z увеличивалось по мере увеличения содержания влаги в ламинате.

Рисунок A. Значения z-CTE образцов с различным содержанием влаги и областями таблицы данных.

Рисунок B. Кривые КТР образца A после выдержки при 85 ° C и относительной влажности 85% в течение 24 часов. Одна часть была предварительно кондиционирована методом IPC-TM-650 2.4.24 перед измерением по сравнению с частью без предварительной обработки и контрольным набором.

Рисунок C.Кривые КТР четырех образцов после выдержки при 85 ° C и относительной влажности 85% в течение различного времени и последующей предварительной обработки в соответствии с методом испытаний IPC-TM-650 2.4.24 перед измерением.

III — Влияние влаги на Tg

Предыдущая работа показала, что поглощенная вода в эпоксидных материалах приводит к снижению температуры стеклования из-за пластифицирующего эффекта воды [117] — [120]. Результаты наших экспериментов ДСК доказали, что Tg образцов эпоксидной смолы действительно снижалась с увеличением влажности на ранних стадиях (примерно до 192 часов, за исключением образца D), как показано на рис.D. Однако Tg увеличилась на более поздних стадиях (после 192 часов, за исключением образца D) после длительного воздействия температуры 85 ° C и относительной влажности 85%. Чтобы убедиться, что на результаты этого эксперимента также влияет температурное воздействие, испытания Tg были повторены на образцах A и B, которые были погружены в кипящую воду. Кипящую воду использовали для увеличения скорости поглощения влаги образцом. Результаты показаны на рис. E.

Такие же тенденции были обнаружены в образцах A и B, когда они были погружены в кипящую воду.Результаты показывают, что Tg водонасыщенной эпоксидной смолы сильно зависит от времени воздействия и температуры. В то время, когда материалы, подвергнутые гигротермическому воздействию, почти достигают насыщения, снижение Tg является наибольшим. Однако после насыщения Tg начинает постепенно восстанавливаться. Более высокая температура погружения и более длительное время погружения вызывают большую степень восстановления Tg.

Уменьшение Tg эпоксидной системы обычно связано с захваченными пластификаторами.Вода обычно действует как пластификатор в эпоксидных системах, что приводит к снижению Tg. Увеличение Tg связано с увеличением плотности сшивки. Тепло облегчает химические реакции, которые приводят к сшиванию полимеров, тем самым увеличивая Tg. Согласно результатам Tg как при температуре 85 ° C и относительной влажности 85%, так и в кипящей воде, мы можем видеть, что на ранних стадиях испытуемые образцы поглощали больше влаги, Tg быстро снижалась, и влажность преобладала в тенденциях. На более поздних стадиях образцы были почти насыщенными, Tg увеличивалась со временем в термических условиях, а температура преобладала в тенденциях.Такое поведение также можно объяснить открытиями Чжоу и Лукаса [121]. Они утверждали, что поглощенные молекулы воды, образующие двойные водородные связи, вызовут увеличение Tg. Согласно их открытиям, молекулы воды связываются с эпоксидными смолами посредством водородных связей. В эпоксидных смолах обнаружено два типа связанной воды. Типы связывания классифицируются как связывание типа I или типа II, в зависимости от различий в связующем комплексе и энергии активации. Эти два типа связанной воды совершенно по-разному влияют на изменение Tg.Связанная вода типа I разрушает первоначальную межцепочечную силу Ван-дер-Ваальса и водородные связи, что приводит к увеличению подвижности сегментов цепи и действует как пластификатор, тем самым снижая Tg. Напротив, связанная вода типа II способствует увеличению Tg в водонасыщенной эпоксидной смоле за счет образования вторичной сетки поперечных связей. Экспериментально определенные значения Tg представляют собой комбинированный эффект двух механизмов.

Рисунок D. Результаты Tg для четырех образцов после выдержки при 85 ° C и относительной влажности 85% в течение разной продолжительности.

Рисунок E. Поглощение влаги и результаты Tg образцов A и B в кипящей воде.

IV — Влияние влаги на Td

Измерение температуры разложения проводили, подвергая образцы сканированию температуры от 25 ° C до 550 ° C в потоке азота при скорости нагрева 10 ° C / мин. Результаты измерения температуры разложения для четырех материалов, соответствующих потере веса 2% и 5%, нанесены на график и показаны на рис.F. После предварительной обработки в соответствии с IPC-TM-650 2.4.24.6 Td для образца, который был насыщен кипящей водой, не показал заметных изменений по сравнению с контрольным набором. Другими словами, влага не оказала очевидного влияния на Td после предварительной обработки в соответствии со стандартом IPC для всех материалов в этом исследовании. Кроме того, типичные кривые ТГА для четырех исследуемых материалов построены и показаны на рис. G. Галогенированные материалы (B и D) начали разлагаться при 370 ° C и 320 ° C, соответственно, и впоследствии испытали быстрое разложение.Материалы B и D подверглись деградации от 2% до 5% в узком температурном диапазоне, чего не было в случае безгалогенных материалов (A и C). Материалы, не содержащие галогенов (A и C), испытали деградацию наклона, что указывает на то, что материалы, не содержащие галогенов, имеют лучшую термическую стабильность, чем галогенированные материалы. Возможная причина заключается в том, что безгалогенные и галогенированные материалы имеют разные системы эпоксидной смолы, поскольку в них используются разные антипирены. Механизм пока не ясен.

Рисунок F. Результаты Td для четырех образцов после насыщения кипящей водой по сравнению с контрольным набором.

Рисунок G. Типичные кривые ТГА для четырех ламинатов.

V — Влияние влаги на время расслоения

Для этого испытания были приготовлены два набора образцов.Один набор был подготовлен и протестирован в соответствии с IPC-TM-650 2.4.24 в качестве контроля. Другой набор был погружен в кипящую воду на десять дней. Вес каждого ламината измеряли до и после погружения с помощью аналитических весов. Толщина ламината измерялась цифровым штангенциркулем с минимальным отсчетом 0,01 мм. В ходе этого испытания образец увеличивался с 25 ° C до 260 ° C или 288 ° C со скоростью 10 ° C / мин и выдерживался при температуре 260 ° C или 288 ° C до тех пор, пока не наблюдалось необратимое изменение толщины образца или не прошло 30 минут. , в зависимости от того, что произошло раньше.Результаты показаны в следующей таблице.

Время до расслоения — это мера способности линии диэлектрического скрепления поглощать напряжения. Как мы видим, время до расслоения заметно уменьшилось, когда материалы A и D были погружены в кипящую воду и впитали около 1% влаги. Т-260 и Т-288 материала В немного снизились после поглощения 0,5% влаги. Материал C не показал никакого расслоения в течение 30 минут в контрольном наборе или в наборе для поглощения влаги.Ухудшение результатов измерения времени до расслоения показало, что поглощение влаги повлияло на линию склеивания.

Время до результатов расслоения для четырех образцов после поглощения влаги в кипящей воде по сравнению с контрольным набором.

1. Цветная таблица Менделеева для печати, НАУЧНЫЕ ПРИМЕЧАНИЯ. http://sciencenotes.org/printable-periodic-table/
2. Европейская ассоциация антипиренов, «Зачем использовать антипирены», Европейская ассоциация антипиренов, 2005.
3. С. О’Коннелл, А. Уитли, Дж. Беркитт, С. Чинг, А. Фонг, Т. Брэди и С. Таса, «Экологическая оценка безгалогенных печатных плат», DfE Phase II, Группа пользователей HDP International, Inc., Скоттсдейл, Аризона, стр. 1-17, 2004.
4. IPC Association Connecting Electronics Industries, «Белая книга IPC о безгалогенных материалах, используемых для печатных плат и сборок», IPC-WP / TR-584, 2003. Доступно по адресу: www.ipc.org/TOC/IPC-WP-TR -584.pdf
5. IEC 61249-2-21: 2003, «Материалы для печатных плат и других соединительных структур. Часть 2-21: Армированные основные материалы, плакированные и не плакированные. Негалогенированные эпоксидные тканые многослойные листы из E-стекловолокна определенной воспламеняемости» (испытание на вертикальное горение). ), медь », Международная электротехническая комиссия, 2003 г.
6. JPCA-ES-01-1999 «Метод испытания безгалогенных материалов», Японская ассоциация печатных плат, 1999.
7. Дж. Давиньон, «Командный проект iNEMI по материалам для печатных плат без HFR: исследование для выявления технологических ограничений, связанных с переходом на материалы для печатных плат без HFR», 2012 г.
8. «Стандарт воспламеняемости UL94», Underwriters Laboratories, 2017. http://www.ulttc.com/en/solutions/test-methods/combustion-fire/flammabil …
9. Дж. Давиньон и Р. Пфаль, «Переход отрасли на безгалогенные платформы», Форум разработчиков Intel IDF2009, 2009 г.
10. П. Герра, М. Алаи, Э. Эльджаррат и Д. Барсело, «Введение в бромированные антипирены: коммерческие продукты, применение и физико-химические свойства», Справочник по химии окружающей среды, Springer, Vol. 16. С. 1–18, 2011.
11. Р. Э. Кирк, Д. Ф. Отмер, «Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера», Wiley, New York, 2007.
12. M. Alaee, P. Arias, A. Sjödin, Å. Бергман, «Обзор коммерчески используемых бромированных антипиренов, их применения, моделей их использования в разных странах / регионах и возможных способов выпуска», Environment International, Vol.29, № 6, с. 683–689, 2003.
13. П. О. Дарнеруд, «Токсическое воздействие бромированных антипиренов на человека и дикую природу», Environment International, Vol. 29, No. 6, pp. 841-853, 2003.
14. А. Ковачи, С. Вурсполс, Л. Рамос, Х. Нилс и Р. Бласт, «Последние разработки в области анализа бромированных антипиренов и бромированных природных соединений», Journal of Chromatography A, Vol. 1153, №№ 1-2, с. 145–171, 2007.
15. Р. Дж. Лоу, Д. Герцке, С. Харрад, С.Моррис, П. Берсудер и К. Р. Алчин, «Уровни и тенденции ГБЦД и БДЭ в окружающей среде Европы и Азии, с некоторой информацией для других БАП», Chemosphere, Vol. 73, № 2, с. 223–241, 2008.
16. А. Ковачи, С. Воорсполс, М. Абу-Эльвафа, Абдалла, Т. Гинс, С. Харрад и Р. Дж. Лоу, «Аналитические и экологические аспекты огнестойкого тетрабромбисфенола-А и его производных», Журнал хроматографии A, Vol. 1216, № 3, с. 346–363, 2009.
17. Б.Шартель, А.И. Балабанович, У. Браун, У. Кнолль, Дж. Артнер, М. Чесельски, М. Деринг, Р. Перес, Дж. К. В. Сандлер, В. Альтштедт, Т. Хоффманн и Д. Поспих, «Пиролиз эпоксидных смол. и огнестойкость композитов на основе эпоксидной смолы, не воспламеняемых добавками 9,10-дигидро-9-окса-10-фосфенантрен-10-оксид », Journal of Applied Polymer Science, Vol. 104, No. 4, pp. 2260–2269, 2007.
18. X. Wang, Y. Hu, L. Song, WY Xing, HD Lu, P. Lv, and G. Jie, «Огнестойкость и механизм термического разложения композитов эпоксидной смолы на основе DOPO-замещенного фосфорорганического олигомера», Polymer, Vol. .51, № 11, с. 2435–2445, 2010.
19. Х. Лю, С. Чжэн и К. Ни, «Морфология и термомеханические свойства органо-неорганических гибридных композитов, включающих эпоксидную смолу и неполностью конденсированный полиэдрический олигомерный силсесквиоксан», Macromolecules, Vol. 38, № 12, с. 5088–5097, 2005.
20. L. Qian, Y. Qiu, N. Sun, M. Xu, G. Xu, F. Xin и Y. Chen, «Путь пиролиза нового антипирена, созданного из фосфафенантреновых и триазинтрионных групп, и его огнестойкости. влияние на эпоксидную смолу », Разложение и стабильность полимера, Vol.107. С. 98–105, 2014.
.
21. W. Xu, A. Wirasaputra, S. Liu, Y. Yuan и J. Zhao, «Высокоэффективная огнестойкая эпоксидная смола, отверждаемая дополнительным отвердителем на основе DOPO», Разложение и стабильность полимеров, Vol. 122. С. 44–51, 2015.
.
22. Дж. Брус, М. Урбанова и А. Страхота, «Эпоксидные сетки, армированные полиэдрическим олигомерным силсесквиоксаном: структура и сегментная динамика, как изучено методом твердотельного ЯМР», Macromolecules, Vol. 41, № 2, с. 372–386, 2008.
23. Р.Лю и X. Ван, «Синтез, характеристика, термические свойства и огнестойкость новой негорючей эпоксидной смолы на основе фосфазена», Polymer Degradation and Stability, Vol. 94, No. 4, pp. 617–624, 2009.
24. Л. Беккер, Д. Ленуар, Г. Матушек и А. Кеттруп «Термическое разложение безгалогенных огнестойких эпоксидов и поликарбоната на воздухе», Журнал аналитического и прикладного пиролиза, Vol. 60, No. 1, pp. 55–67, 2001.
25. М.Г. Печт, Л.Т. Нгуен, Э.Б. Хаким, «Микроэлектроника в пластиковом корпусе», Нью-Йорк: Джон Вили, 1994.
26. Н. Кинджо, М. Огата, К. Ниш и А. Канеда, «Эпоксидные формовочные смеси в качестве герметизирующих материалов для микроэлектронных устройств», В: Специальные полимеры / Физика полимеров. Достижения в науке о полимерах, Vol. 88, стр. 1−48, Springer, Berlin, Heidelberg, 1989.
27. М. Гуси, «Пластмассы для электроники», издательство Elsevier Applied Science, Лондон и Нью-Йорк, 1985.
28. Э. В. Флик, «Эпоксидные смолы, отвердители, компаунды и модификаторы: промышленное руководство (2-е издание)», Noyes Publications, Парк-Ридж, Нью-Джерси, США, 1993.
29. Н. Нимпуно, А. Макферсон и Т. Садик, «Экологизация бытовой электроники — уход от брома и хлора». Сентябрь 2009 г. По состоянию на 9 мая 2018 г. Доступно в Интернете: http://www.cleanproduction.org/static/ee_images/uploads/resources/NanYa -…
30. «FR-4 PCB Materials», Sunstone Circuits, 2016. По состоянию на 9 мая 2018 г. Доступно в Интернете: http://www.sunstone.com/pcb-capabilities/pcb-manufacturing-capabilities / …
31. Л. С. Бирнбаум и Д. Ф. Стаскаль, «Бромированные антипирены: повод для беспокойства?» Перспективы гигиены окружающей среды, Vol.112, No. 1, pp. 9-17, 2004.
32. T. Malkoske, Y. Tang, W. Xu, S.Yu и H. Wang, «Обзор распределения в окружающей среде, судьбы и контроля тетрабромбисфенола A, выделяемого из источников», Science of the Total Environment, Vol. 569-570, стр. 1608-1617, 2016.
33. Б. Гош, М. К. Гош, П. Пархи, П. С. Мукерджи и Б. К. Мишра, «Утилизация отработанных печатных плат: всесторонняя оценка текущего состояния», Journal of Cleaner Production, Vol. 94. С. 5–19. 2015.
34. «График iNEMI для электроники без HFR и кабелей без ПВХ для ноутбуков и настольных ПК», Международная инициатива производителей электроники, 2010 г. Доступно в Интернете: http://thor.inemi.org/webdownload/projects/ELSC/HFR-Free_PVC- Free_Timeli …
35. А. Солер, Дж. А. Конеса и Н. Ортуньо, «Выбросы бромированных соединений и полициклических ароматических углеводородов во время пиролиза электронных отходов, дебромированных в субкритической воде», Chemosphere, Vol. 186, с. 167-176, 2017.
36. Агентство по охране окружающей среды США, В: Агентство по охране окружающей среды США (ред.), Метод 5050, «Метод подготовки бомбы для твердых отходов», Агентство по охране окружающей среды США, Управление твердых отходов, Вашингтон, округ Колумбия, SW-846, 1994.
37. US EPA, In: US EPA (Ed.), Method 9056A, «Определение неорганических анионов с помощью ионной хроматографии», Агентство по охране окружающей среды США, Управление твердых отходов, Вашингтон, округ Колумбия SW-846, 2000.
38. Министерство окружающей среды и энергетики, Датское агентство по охране окружающей среды, План действий по бромированным антипиренам.Март 2001.
39. М. Венсинг, «Измерение выбросов ЛОС и SVOC от компьютерных мониторов с камерой для испытаний на выбросы 1 м3», Труды совместного международного конгресса и выставки, электроника становится зеленой 2004+. Берлин, Германия, Штутгарт: Fraunhofer IRB Verlag, стр. 759–764, 2004.
40. Выбросы и оценка химических веществ из выбранных электрических и электронных продуктов. Обследование № 32–2003, Датское EPA; Июнь 2003 г. Доступно в Интернете: http://www.mst.dk/chemi/01082601.htm.
41. К. Воркамп, «Возникновение« новых »загрязнителей в морской биоте в Гренландии и Фарерских островах», Департамент химии окружающей среды и микробиологии, Национальный институт экологических исследований, Министерство окружающей среды Дании, 2005 г. Доступно в Интернете: http: // projects .amap.no / project / возникновение-новых-загрязнителей-в-море -….
42. К. Воркамп, «Датская национальная программа мониторинга (NOVANA) — точечные источники», Департамент химии окружающей среды и микробиологии, Национальный исследовательский институт окружающей среды, Министерство окружающей среды Дании, доступно в Интернете: http: // www2.dmu.dk/1_Om_DMU/2_akt-proj/abstractmvNav.asp?Anr=21-5575.
43. Алисия Мортенсен, Кит Гранби, Фолмер Д. Эриксен, Томми Лихт Седерберг, Сорен Фриис-Вандалл, Ивонн Симонсен, Биргитте Брусбёль-Йенсен и Рикке Боннихсен, «Уровни и оценка риска химических загрязнителей в побочных продуктах кормов для животных в Дании», Журнал Наука и здоровье, Часть B: Пестициды, пищевые загрязнители и сельскохозяйственные отходы, Том. 49, №11, с. 797-810, 2014.
44. de Wit CA, «Обзор бромированных антипиренов в окружающей среде», Chemosphere, Vol.46, No. 5, pp. 583–624, 2002.
45. Правительство концентрирует: «ЕС ограничивает использование бромированных антипиренов», Chemical & Engineering News, Vol. 79, № 38, с. 33, 2001.
46. К. Шуберт, «Горят антипиренами», Science News, Vol. 160, № 15, с. 238, 2001.
47. Правительство концентрирует: «ЕС ограничивает использование бромированных антипиренов», Chemical & Engineering News, Vol. 79, № 38, с. 33, 2001.
48. К. Шуберт, «Горят антипиренами», Science News, Vol.160, № 15, с. 238, 2001.
49. С. Дарнеруд, «Влияние ПБДЭ и ПХБ на уровни тироксина и ТТГ в крови у крыс и мышей», Organohalogen Compd, Vol. 29, pp. 316–319, 1996.
50. J. R. Fowles, A. Fairbrother, L. Baecher-Steppan, N. I. Kerkvliet, «Иммунологические и эндокринные эффекты огнестойкого пента-БДЭ (DE-71) у мышей C57BL / 6J», Toxicology, Vol. 86, с. 49–61, 1994.
51. I. Meerts, G. Marsh, I. van Leeuwen-Bol, E. Luijks, E. Jakobsson, Å. Бергман, А.Брауэр, «Взаимодействие метаболитов полибромированного дифенилового эфира (ПБДЭ-ОН) с транстиретином человека in vitro», 18-й симпозиум по галогенированным органическим загрязнителям окружающей среды, Organohal. Комп. Vol. 37, стр. 309–312, 1998.
52. М. Дж. Л. Гуардия, Р. К. Хейл и Э. Харви, «Подробный состав конгенеров полибромдифенилового эфира (ПБДЭ) широко используемых технических огнестойких смесей пента-, окта- и дека-ПБДЭ», Environmental Science & Technology, Vol. 40, No. 20, pp. 6247-6254, 2006.
53. «Руководство RoHS». Руководство по соответствию RoHS: правила, 6 веществ, исключения, WEEE. По состоянию на 22 июля 2016 г. Доступно на сайте: http://www.rohsguide.com/
54. «Антипирены и ПВХ в электронике». — Коалиция за возвращение электроники. По состоянию на 22 июля 2016 г. Доступно на сайте: http://www.electronicstakeback.com/toxics-in-electronics/flame-retardant …
55. «Часто задаваемые вопросы о соответствии RoHS». Определение соответствия RoHS. По состоянию на 27 июля 2016 г. Доступно на сайте: http: // www.rohscompliancedefinition.com/rohs-compliance-faq.html
56. API Technologies Corp. «Почему мне должны быть интересны инициативы RoHS и бессвинцовые технологии?» По состоянию на 27 июля 2016 г. Доступно на сайте: http://apitech.com/product-classes/why-should-i-care-about-rohs-and-lead …
57. Р. Райт, «Роль наполнителей / армирующих добавок в термореактивных формовочных смесях», Региональная техническая конференция — Общество инженеров по пластмассам, стр. 83–92, 1992.
58. М. М. Хан и Х. Фатеми, «Разрушение связи золото-алюминий, вызванное галогенированными добавками в эпоксидных формовочных смесях», Материалы Международного симпозиума по физике надежности IEEE, стр.420–428, 1986.
59. Л. Т. Нгуен, Р. Х. И. Ло, А. С. Чен и Дж. Г. Белани, «Тенденции в области формования компаундов в мире более плотной упаковки: квалификационные испытания и проблемы надежности», IEEE Transactions on Reliability, Vol. 42, No. 4, pp. 518–35, 1993.
60. П. Маккласки, Р. Мунамарти и М. Г. Пехт, «Попкорнинг в корпусах PBGA во время пайки оплавлением инфракрасным излучением», Microelectronics International, стр. 20–23, 1997.
61. А. Хейл, М. Гарсиа, К. В. Макоско и Л. Т. Манционе, «Моделирование спирального потока формовочной смеси эпоксидно-новолачного типа с наполнителем», Труды SPE ANTEC, стр.796–799, 1989.
62. Л. Т. Нгуен, С. А. Джи, М. Р. Джонсон, Х. Э. Гримм, Х. Берарди и Р. Л. Уолберг, «Влияние покрытий штампа, составов пресс-форм и условий испытаний на отказы от циклического изменения температуры», IEEE Transactions on Components and Packaging Technologies — Part A, Vol. 18, No. 1, pp. 15–22, 1995.
63. Е. А. Салливан, «Термическое разложение систем эпоксидных новолакфенолформальдегидных новолачных смол», Journal of Applied Polymer Science, Vol. 42, No. 7, pp. 1815–1828, 1991.
64. Д. Дж. Белтон, Е. А. Салливан и М. Дж. Молтер, «Явления переноса влаги в эпоксидных смолах для приложений микроэлектроники», в: Полимерные материалы для упаковки и соединения электроники, Вашингтон, округ Колумбия: Американское химическое общество, стр. 286–320, 1989.
65. J. S. Wang, Y. Liu, H. B. Zhao, J. Liu, D. Y. Wang, Y. P. Song и Y. Z. Wang, «Повышенная огнестойкость вспучивающихся эпоксидных смол, содержащих полифосфат аммония, с добавлением металлических соединений», Polymer Degradation and Stability, Vol.94, No. 4, pp. 625–631, 2009.
66. W. S. Chow и S. S. Neoh «Динамические механические, термические и морфологические свойства обработанных силаном монтмориллонитовых поликарбонатных нанокомпозитов», Journal of Applied Polymer Science, Vol. 114, № 6, с. 3967–3975, 2009.
67. Мировые антипирены, отраслевое исследование 3258, Thr Freedonia Group, февраль 2015 г. https: //www.freedoniagroup.com/industry-study/world-flame-retardants-325 …
68. Глобальный рынок антипиренов, 6-е издание, отраслевое исследование 3499, Thr Freedonia Group, февраль 2017 г.https: //www.freedoniagroup.com/industry-study/global-flame-retardants-ma …
69. К. Дж. Орм, Дж. Р. Клаен, М. К. Харруп, Р. П. Лэш и Ф. Ф. Стюарт, «Характеристика 2- (2-метоксиэтокси) этанол-замещенных фосфазеновых полимеров с использованием первапорации, параметров растворимости и исследований сорбции», Journal of Applied Polymer Science, Vol. 97, стр. 939–945, 2005.
70. Н. Лежен, И. Дез, П. А. Яффрес, Дж. Ф. Лойер, П. Дж. Мадек и Дж. Сопкова-де Оливейра Сантос, «Синтез, кристаллическая структура и термические свойства фосфорилированных циклотрифосфазенов», Европейский журнал неорганической химии, Vol.1. С. 138–143, 2008.
71. У. Браун, Б. Шартель, М. А. Фичера и К. Ягер, «Механизмы огнестойкости фосфината алюминия в сочетании с полифосфатом меламина и боратом цинка в полиамиде 6.6, армированном стекловолокном», Разложение и стабильность полимеров, Vol. 92, стр. 1528–1545, 2007.
72. К. Н. Субраманиан, «Бессвинцовые припои: надежность материалов для электроники», John Wiley & Sons, Ltd, 2012. Доступно в Интернете: http://onlinelibrary.wiley.com/book/10.1002/9781119966203
73. Д. Шангуань, «Надежность межсоединений с использованием бессвинцовой пайки», ASM International, 2005.
74. Х. Д. Соломон, «Усталость припоя 60/40», IEEE Trans. Компон. Гибриды Производство. Technol., Vol. ЧМТ-9, стр. 423–432, 1986.
75. J-P. Клех, Дж. К. Мэнок, Д. М. Ноктор, Ф. Э. Бадер и Дж. А. Аугис, «Комплексная модель надежности для поверхностного монтажа: история вопроса, проверка и приложения», In Proc. 40-я конференция «Электронные компоненты и технологии», стр.62–70, 1993.
76. «Что означает« безгалогеновый »?» 4 апреля 2014 г. По состоянию на 18 июля 2016 г. Доступно на сайте: http://barcode-labels.com/what-does-halogen-free-mean/
77. W. Zhang, X. He, T. Song, W. Jiao и R. Yang, «Влияние антипирена на основе фосфора на огнестойкость эпоксидных смол», Polymer Degradation and Stability, Vol. 109. С. 209–217, 2014.
.
78. Х. Ф. Чжун, П. Вэй, П. К. Цзян и Г. Л. Ван, «Поведение при термическом разложении и огнестойкость ПК / АБС с новым кремнийсодержащим антипиреном», Fire Materials, Vol.31, стр. 411–423, 2007.
79. С. Ю. Лу и И. Хамертон, «Последние достижения в химии безгалогенных огнестойких полимеров», Progress in Polymer Science, Vol. 27, стр. 1661–712, 2002.
80. Б. Шартель, У. Браун, А. И. Балабанович, Дж. Артнер, М. Цесельски, М. Деринг, Р. М. Перес, JKW Сандлер и В. Альтштедт, «Пиролиз и поведение при пожаре эпоксидных систем, содержащих новый 9,10-дигидро Диаминоотвердитель на основе -9-окса-10-фосфенантрен-10-оксида (ДОПО) », European Polymer Journal, Vol.44. С. 704–715, 2008.
.
81. J. Artner, M. Ciesielski, O. Walter, M. Döring, RM Perez, JKW Sandler, V. Altstädt и B. Schartel, «Новый диамин на основе DOPO в качестве отвердителя и антипирена для систем эпоксидных смол», Macromolecular Материалы и инженерия, Vol. 293, стр. 503–514, 2008.
82. X. Wang, Y. Hu, L. Song, WY Xing и HD Lu, «Поведение при термическом разложении гибридов эпоксидной смолы / POSS и фосфорно-кремниевый синергизм огнестойкости», Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics, Vol. .48. С. 693–705, 2010.
.
83. Х. Т. Лин, К. Х. Лин, Ю. М. Ху, и В. С. Су, «Подход к разработке эпоксидных смол с высоким Tg для плакированных медью слоистых материалов, не содержащих галогенов», Polymer, Vol. 50, стр. 5685–5692, 2009.
84. В. С. Лю, З. Г. Ван, Л. Сюн и Л. Н. Чжао, «Жидкие циклоалифатические эпоксидные смолы, содержащие фосфор, для перерабатываемых экологически чистых упаковочных материалов для электроники», Polymer, Vol. 51, стр. 4776–4783, 2010.
85. C. H. Lin, C. C. Feng и T. Y. Hwang, «Получение, термические свойства, морфология и микроструктура фосфорсодержащих нанокомпозитов эпоксид / SiO2 и полиимид / SiO2», European Polymer Journal, Vol.43, стр. 725–742, 2007.
86. X. D. Qian, L. Song, Y. Hu, R. K. K. Yuen и L. J. Chen, «Механизм горения и термического разложения нового вспучивающегося антипирена для эпоксиакрилата, содержащего фосфор и азот», Industrial and Engineering Chemistry Research, Vol. 50, стр. 1881–1892, 2011.
87. С. Бурбиго, Б. М. Ле, С. Дюкен и М. Рошери, «Последние достижения в области вспучивающихся полимеров», «Макромолекулярные материалы и инженерия», Vol. 289, с. 499–511, 2004.
88. BB Wang, QL Tai, SB Nie, KQ Zhou, QB Tang, Y. Hu, and L. Song, «Сшивка электронно-лучевым облучением безгалогенового огнестойкого сополимера этиленвинилацетата (EVA) с микрокапсулированным в силикагеле полифосфатом аммония и обугливающий агент », Исследования в области промышленной и инженерной химии, Vol. 50, стр. 596–605, 2011.
89. X. Li, Y. X. Ou, и Y. S. Shi, «Поведение при горении и свойства термического разложения эпоксидных смол с отвердителем, содержащим бициклический фосфат в клетке», Polymer Degradation and Stability, Vol.77, стр. 383–390, 2002.
90. X. Wang, Y. Hu, L. Song, WY Xing, HD Lu, P. Lv, and G. Jie, «Влияние триазинового кольца, содержащего обжигающий агент, на огнестойкость и термическое разложение вспучивающихся огнестойких эпоксидных смол», Полимеры для передовых технологий. 22. С. 2480–2487, 2011.
.
91. П. Гамильтон, Г. Брист, Б. Гай, младший, и Дж. Шредер, «Зависимые от влажности потери в подложках для печатных плат», в Proc. Выставка печатных плат IPC, февраль 2007 г.
92. С. Тисдейл, Дж.Давиньон, С. Холл, М. Леддиге, С. Хинага и Д. Сенк, «Проект лидерства iNEMI без HFR: исследование для выявления технологических ограничений, связанных с переходом на материалы для печатных плат без HFR», в: 2012 Electronics Goes Green 2012+, стр. 1–8, IEEE, 2012.
93. Л. Ма, Б. Суд и М. Пехт, «Влияние влаги на тепловые свойства безгалогенных и галогенированных слоистых материалов для печатных плат», IEEE TRANSACTIONS ON DEVITION AND MATERIALS SELIABILITY, Vol. 11, No. 1, pp. 66-75, 2011.
94. Т. Л. Уэлшер, Дж. П. Митчелл и Д. Дж. Ландо, «CAF в композитных подложках печатных схем: характеристика, моделирование и стойкий материал», Физика надежности, 18-е Ежегодное издание, стр. 235–237, 1980.
95. Б. Рудра, М. Печт и Д. Дженнингс, «Оценка времени до отказа из-за образования проводящих волокон в многослойных органических ламинатах», IEEE Trans. Compon., Packag., Manuf. Technol. B, Vol. 17, No. 3, pp. 269–276, Aug. 1994.
96. М. Печт, Х.Ардебили, А. А. Шукла, Дж. К. Хагге и Д. Дженнингс, «Попадание влаги в органические ламинаты», IEEE Trans. Компон. Packag. Technol., VolVol. 22, №№ 1. С. 104–110, март 1999 г.
97. Т. Дженсен и Р. Ласки, «Проблемы внедрения процесса сборки печатных плат без использования галогенов», Конференция IPC APEX EXPO, Ютика, штат Нью-Йорк, 2008 г. Доступно в Интернете: http://www.circuitinsight.com/pdf/halogen_free_pcb_assembly_ipc.pdf.
98. С. Тисдейл, Г. Б. Лонг, Р. Краббенхофт, К. Папатомас и Т. Фишер, «Отчет об оценке материалов ПХБ, не содержащих бромированных огнестойких добавок iNEMI», SMTA International, Орландо, Флорида, 21 августа 2008 г.(http://thor.inemi.org/webdownload/newsroom/Presentations/BFR-Free/BFR-Fr …)
99. Дж. Н. Лати, Р. Х. Делани и Дж. Н. Хайнс, «Характерный процесс износа в печатных схемах из эпоксидного стекла для электронных корпусов высокой плотности», Физика надежности, 17-е Ежегодное издание, стр. 39–43, 1979.
100. Д. Дж. Ландо, Дж. П. Митчелл и Т. Л. Уэлшер, «Проводящие анодные волокна в армированных полимерных диэлектриках: формирование и предотвращение», Физика надежности, 17-е ежегодное издание, стр.51–63, 1979.
101. Т. Л. Уэлшер, Дж. П. Митчелл и Д. Дж. Ландо, «CAF в композитных подложках печатных схем: характеристика, моделирование и стойкий материал», Физика надежности, 18-е Ежегодное издание, стр. 235–237, 1980.
102. L. J. Turbini, W. R. Bent и W. J. Ready, «Влияние высокоплавких бессвинцовых припоев на надежность печатных монтажных узлов», J. Surf. Mount Tech. С. 10–14, 2000.
103. Э. Келли, «Оценка влияния процессов сборки без использования свинца на основной материал и надежность печатной платы», Труды конференции IPC APEX, стр.С16-2-1, 2004.
104. К. Заутер, «Результаты испытаний на электрохимическую миграцию: оценка дизайна печатной платы, производственного процесса и влияния ламината на стойкость к CFF», CircuiTree, 2002.
105. Б. Суд и М. Печт, «Образование проводящей нити в печатных платах: влияние условий оплавления и антипиренов», J Mater Sci: Mater Electron, Vol. 22. С. 1602–1615, 2011.
.
106. IPC, «Дорожная карта международных технологий для электронных межсетевых соединений на IPC APEX Expo, 31 марта — 2 апреля, Лас-Вегас, Невада, 2009».
107. J. A. Augis, D. G. DeNure, M. J. LuValle, J. P. Mitchell, M. R. Pinnel и T. L. Welsher, «Порог влажности для токопроводящих анодных нитей в печатных монтажных платах из эпоксидного стекла», 3-я Международная конференция SAMPE Electronics, стр. 1023–1030, 1989.
108. Б. С. Рудра и М. Г. Печт, «Оценка времени до отказа из-за образования проводящих волокон в многослойных органических ламинатах», Packag. Manuf. Tech. Часть B, Vol. 17, No. 3, pp. 269–276, 1994.
109. М.Ли, К. Гохари и М. Пехт, «Влияние цикличности температуры и влажности на печатные монтажные платы FR-4, бисмалеид триазина и цианатного эфира», 7-я Международная конференция SAMPE Electronics — Обработка критических материалов в меняющемся мире, стр. 446 –457, 1994.
110. М. Печт, А. Халех, А. Шукла, Дж. Хагге и Д. Дженнингс, «Попадание влаги в органические ламинаты», IEEE Trans. Комп. Packag. Tech, Vol. 22, No. 1, pp. 104–110, 1999.
111. В. Уильям, «Электропроводящие анодные нити стойкие смолы», Труды выставки IPC Printed Circuits Expo, 2002.
112. У. Дж. Риди, Л. Дж. Турбини, С. Р. Сток и Б. А. Смит, «Усиление проводимости анодной нити в присутствии полигликольсодержащего флюса», IEEE International Reliability Physics Proceedings, стр. 267–273, 1996.
113. Институт межкомпонентных соединений и упаковки электронных схем, «Время до расслоения посредством TMA», Нортбрук, Иллинойс, декабрь 1994 г., IPC-TM-650 2.4.24.1.
114. П. Гамильтон, Г. Брист, Б. Гай, младший, и Дж. Шредер, «Зависимые от влажности потери в подложках для печатных плат», в Proc.IPC Printed Circuit Expo, февраль 2007 г. [онлайн]. Доступно: http://www.ipc.org/ContentPage.aspx?
115. pageid = IPC-Honors-Best-Papers-at-IPC-Printed-Circuits-Expo-APEXand-the-Designers-Summit
116. Х. Чжао и Р. К. Й. Ли, «Влияние водопоглощения на механические и диэлектрические свойства нанокомпозитов на основе нанооксида алюминия, наполненных эпоксидной смолой», Композиты: Часть A, Прил. Sci. Manuf., Vol. 39, No. 4, pp. 602–611, Apr. 2008.
117. К. Маггана и П. Писсис, «Исследования сорбции и диффузии воды в системе эпоксидной смолы», J.Polym. Sci. А, Полим. Chem., Vol. 37, No. 11, pp. 1165–1182, 1999.
118. Мой П. Мой и Ф. Э. Караш, «Взаимодействие эпоксидной смолы с водой», Polym. Англ. Sci., Vol. 20, No. 4, pp. 315–319, Mar. 1980.
119. С. Луо, Дж. Лейзен и К. П. Вонг, «Исследование подвижности воды и полимерной цепи в эпоксидной смоле и ее влияние на адгезию», J. Appl. Polym. Sci., Vol. 85, No. 1, pp. 1–8, Jul. 2002.
120. E. L. McKague, Jr., J. D. Reynolds, J. E. Halkias, «Отношения набухания и стеклования для материалов с эпоксидной матрицей во влажных средах», J.Прил. Polym. Sci., Vol. 22, No. 6, pp. 1643–1654, июнь 1978 г.
121. E. S. W. Kong и M. J. Adamson, «Физическое старение и его влияние на сорбцию влаги эпоксидной смолой, отвержденной амином», Polym. Commun., Vol. 24. С. 171–173, 1983.
.
122. Дж. М. Чжоу и Дж. П. Лукас, «Гигротермические эффекты эпоксидной смолы, часть I: природа воды в эпоксидной смоле», Polymer, Vol. 40, No. 20, pp. 5505–5512, Sep. 1999.

По вопросам о безгалогенной электронике обращайтесь к профессору Майклу Пехту.

КЛЛ против галогена против светодиода

Выбор на меняющемся рынке освещения

Теперь, когда лампы накаливания вошли в историю, владельцы зданий и городские власти должны выбирать между компактными люминесцентными (CFL) , галогенными и светодиодными (LED) лампами для освещения построек и окружающей среды.

Current рассматривает каждую технологию и объясняет, почему в большинстве случаев явным победителем становятся светодиоды:

CFL

Галогенные лампы имеют вольфрамовую нить, как и лампы накаливания, но галогенные лампы также заполнены галогеном.Когда колба горит, вольфрам из нити накала испаряется в газ колбы, обеспечивая освещение. Затем газообразный галоген переносит частицы испаренного вольфрама обратно на нить и повторно осаждает их. Это снижает потребление энергии лампочкой.

Best Applications:
Освещение дисплеев, где пользователи хотят осветить товары, или наружные применения, где необходим яркий свет; офисные лампы.

Основные характеристики:

• Многие из них на 10-20 процентов более энергоэффективны, чем лампы накаливания
• Мгновенный запуск (галогены не испытывают отложенного прогрева, связанного с КЛЛ)
• Полностью регулируемая
• Излучает яркий, четкий свет

Галоген

Галогенные лампы имеют вольфрамовую нить, как и лампы накаливания, но галогенные лампы также заполнены галогеном.Когда колба горит, вольфрам из нити накала испаряется в газ колбы, обеспечивая освещение. Затем газообразный галоген переносит частицы испаренного вольфрама обратно на нить и повторно осаждает их. Это снижает потребление энергии лампочкой.

Best Applications:
Освещение дисплеев, где пользователи хотят осветить товары, или наружные применения, где необходим яркий свет; офисные лампы.

Основные характеристики:

• Многие из них на 10-20 процентов более энергоэффективны, чем лампы накаливания
• Мгновенный запуск (галогены не испытывают отложенного прогрева, связанного с КЛЛ)
• Полностью регулируемая
• Излучает яркий, четкий свет

Светодиод

Светодиоды

— это источники света, которые освещаются движением электронов через полупроводниковый материал.

Best Applications:
Практически во всех помещениях, на открытом воздухе и на проезжей части, где традиционно использовались лампы накаливания, особенно там, где свет оставляют включенным на длительное время, а заменить лампочки нелегко. Также подходит для линейных применений, например, под освещением шкафов, где требуются источники света с тонкими профилями.

Основные характеристики:

• Может потреблять до 75 процентов меньше энергии, чем лампа накаливания
• Может служить до 25 раз дольше, чем лампы накаливания и галогеновые лампы, и до трех раз дольше, чем большинство КЛЛ
• Мгновенный старт
• Кулер на ощупь
• Прочная (нить не ломается)
• Небольшие светодиодные чипы позволяют создавать более компактные светильники с упором на дизайн, а также освещать ограниченные пространства.
• Большинство излучают свет в определенном направлении, а не во всех направлениях, но светодиодные лампы Current традиционной формы являются всенаправленными (предназначены для излучения света вокруг, как стандартная лампа накаливания).

Почему LED лидируют

Светодиоды

заняли видное место на рынке, и потенциал для их расширения уже есть.Хотя КЛЛ и галогенные лампы не исчезнут в одночасье, все больше клиентов выбирают светодиоды, и не только для экономии энергии и технического обслуживания.

Интеллектуальные светодиодные лампы и светильники создают интеллектуальную среду по всему миру. Освещение формирует повсеместную сеть для развертывания цифровой инфраструктуры — светодиодные лампы со встроенными датчиками и передатчиками могут собирать «данные в мире», что помогает предприятиям и городам работать более эффективно и результативно.

При сравнении КЛЛ, галогена и светодиода, возможно, наиболее важно помнить обо всем, что может делать еще освещение теперь, когда исчезла лампа накаливания.

Узнайте о возможностях интеллектуальных светодиодов и других технологий для розничной торговли и офисов с помощью Current.

Что такое галоген и чем он отличается от лампы накаливания?

Возможно, вы слышали о лампах, которые слишком горячие, чтобы обращаться с ними. Или, может быть, вы слышали, что их называют лампами с лампочкой внутри колбы — похоже на сон во сне, да?

Они называются галогенами.

Как галогенные лампы излучают искусственный свет? Где использовать галогенные лампы? Какое место занимает галоген в осветительной промышленности?

Давайте ответим на эти вопросы и расскажем о плюсах и минусах галогенной технологии.

Но, прежде чем мы начнем, вы можете подумать: «Итак, почему мне нужно знать о технологиях и какую пользу мне от этих знаний?» Я хочу выделить несколько преимуществ понимания технологии, прежде чем углубляться в саму технологию.

1. Понимание того, как лампочка производит искусственный свет, помогает нам (и вам) устранять неполадки, когда сценарии идут наперекосяк.

   Пример: Знаете ли вы, что некоторые галогенные и HID лампы выглядят почти одинаково? Знание различий в технологиях поможет вам быстро определить, что у вас есть галогенная лампа в цоколе и HID .

2. Понимание того, как лампочка производит искусственный свет, помогает нам (и вам) выбрать правильную лампу для правильного применения.

Давайте вкратце определимся с галогенными лампами, прежде чем мы начнем.

Что такое галогенный свет?

Галоген — это тип осветительной техники, который по сути является усовершенствованной версией лампы накаливания. Как и в случае с лампами накаливания, электрический ток входит в розетку и поднимается до вольфрамовой нити, нагревая нить до накала.Галогенные лампы накаливания имеют вольфрамовые нити, помещенные в кварцевую капсулу и заполненные газами йода и брома.

Как работают галогенные лампы накаливания?

Мы классифицируем лампочки по технологии, по которой они производят искусственное освещение. Поскольку галогенные лампы являются лишь усовершенствованием технологии накаливания, мы не относим их к собственному семейству ламп. Вместо этого мы называем их подкатегорией семейства ламп накаливания.

Помните, как работают лампы накаливания? Галогены действуют аналогично.

Электрический ток течет из розетки и контактирует с цоколем лампочки. Как и в случае с лампами накаливания, электрический ток входит в розетку и поднимается до вольфрамовой нити, нагревая нить до накала. Усовершенствование галогенных ламп заключается в том, что нить накала заключена в кварцевую капсулу, заполненную газообразным галогеном. Этот газ инертен и состоит из йода и брома.

Поток электрического тока запускает «галогенный цикл», когда частицы, выгоревшие из вольфрамовой нити, затем повторно осаждаются обратно на нить галогеном внутри кварцевой капсулы, что позволяет «повторно использовать эти частицы».«Повторное использование частиц придает лампе более высокую светоотдачу и более длительный срок службы, чем лампы накаливания. Таким образом, галогены могут работать до 2500 часов, в то время как лампы накаливания имеют средний срок службы 800–1200 часов.

Галогенные лампы также могут работать при более высоких температурах, чем лампы накаливания. Вот почему вы часто видите маленькие галогенные кварцевые лампочки мощностью 250–300 Вт.

Описание галогенной кварцевой капсулы

Кварцевая капсула изготовлена ​​из чистейшего стекла.В то время как большинство традиционных стекол содержит другие разбавляющие материалы, кварц является чистым и позволяет стеклу работать с более высоким сопротивлением.

Осторожность с кварцевой капсулой заключается в том, что масло из наших пальцев разрушает ее. Поэтому, если вы постоянно прикасаетесь к кварцевой капсуле внутри галогенной лампочки, ваши пальцы могут повлиять на срок службы продукта.

Лампы накаливания были запрещены? Мы объясняем здесь.

Где вы используете галогенные лампы?

Наш генеральный директор использует в доме галогенные лампы.Галогенное качество света и цветовая температура идеально подчеркивают красивый деревенский декор в его доме.

И несмотря на то, что светодиоды получают много шума, многие специалисты по свету и дизайнеры рекомендуют галогенные лампы для жилых или декоративных целей.

Помимо этого, вот несколько областей применения, в которых галогенные лампы используются чаще всего:

Шкатулки

Многие ювелирные магазины используют галогенные зеркальные отражатели для выделения золотых украшений. То, как свет отражается от зеркального отражателя на украшения, придает им теплый, насыщенный и первоклассный оттенок.

Розничная торговля

Некоторые розничные магазины до сих пор используют галогенные лампы PAR для освещения дорожек. Как правило, вы видите, что они используются в розничных магазинах, у которых есть «тусклая» и теплая атмосфера, которую они пытаются достичь. Abercrombie, Hollister и PacSun — вот некоторые из немногих, в которых используются галогенные лампы.

Специальные приложения

Вы также увидите галогены, используемые для нагрева пищи или в портативных проекторах. Из-за небольшого размера кварца галогенные лампы могут быть очень полезны в этих нишевых приложениях.

Галоген за и против

Вот несколько плюсов и минусов галогенного освещения:

Галоген профи

• Качество света

  Опять же, подобно тому, как лампы накаливания являются золотым стандартом качества света (по сравнению с другими источниками искусственного света), галогены придерживаются того же стандарта, поскольку они по-прежнему являются частью семейства ламп накаливания.

• Компактный размер

  Поскольку кварц такой маленький, вы можете использовать галогенные лампы в некоторых уникальных приложениях — внутри инструментов, бытовых приборов и, как я упоминал ранее, проекторов.

• Возможность диммирования

  Если у вас есть ресторан и в ваших встраиваемых банках для общего освещения вставлено несколько галогенных ламп PAR, вы в хорошей форме, если хотите их затемнить. Где бы вы ни хотели приглушить свет, галогены — отличный вариант.

• Низкая стоимость

  В связи с массовым отказом от многих традиционных ламп накаливания галоген стал недорогим вариантом освещения.

Галогеновые минусы

• Неэффективное использование энергии

  Хотя галогены более эффективны, чем традиционные лампы накаливания, по сравнению с сегодняшним искусственным освещением, галогены очень неэффективны с точки зрения соотношения люмен на ватт.

• Скрытые компоненты

  Поскольку вольфрам в галогенной лампе заключен в кварц, старинный и традиционный вид лампы накаливания теряется.