導入
白熱スリーブ、またはアウアー スリーブ は、希土類酸化物および/またはトリウム酸化物を含浸させた不燃性の布製シースで、明るさを高めるためにその炎がガスノズルで囲まれています。
白熱灯は、19世紀の最後の10 年間から、主にヨーロッパと北アメリカの街路や海上灯台を照らすために使用されてきました。これらは常にガソリン、灯油(圧力ランプ) またはガス (メタン、ブタン、プロパン、またはこれらのガスの混合物) キャンプや建設現場のランプで使用されます。
白熱灯は、その高い光出力により、ネットワークが存在しないか障害がある場合でも、現在でも電気照明と競合できる唯一のものです。
動作原理
白熱スリーブは酸化物でできており、加熱すると可視スペクトルで明るく輝き、赤外線をほとんど放出しません。白熱マントルの製造に使用される酸化セリウムおよび酸化トリウムは、赤外線の放射率が（黒体と比較して）低いですが、可視スペクトルの放射率が高くなります。その結果、石油またはガスの炎で加熱されると、白熱スリーブは赤外線が低く、可視スペクトルが高い放射線を放射し、より大きな光出力が得られます。
現代の白熱マフは、繊維、人工シルク、またはビスコースに酸化セリウムおよび/または酸化トリウムを染み込ませることによって作られています。スリーブは小さな柔軟なネットのように見え、塩に浸した綿、絹、または合成素材のテクスチャで構成されており、最初の使用時に燃やす必要があり、その後、白熱で強く輝くことができる耐火性酸化物（不燃性）の微細なネットワークが残ります。ただし消費せずに。このようにして焼かれたスリーブは非常に壊れやすいので、触れたり、あまり強く振ったりしないでください。
白熱の物理化学現象
キルヒホッフの放射線の法則によれば、ガスの炎は可視光放射がほぼ 0度であるため、ほとんど光りません。したがって、照明機能を備えたガスランプは、最初はベンゾールなどの炭素ガスを動力源としており、ろうそくのように、浮遊する炭素煙粒子 (すす) の白熱によって生成される黄色がかった光を生成しました。
より白い光は、特定の耐酸素性化合物を永久的に加熱することによって得られます。オーストリアの化学者カール・アウアー・フォン・ヴェルスバッハは、綿ネットをセリウムとトリウム塩の溶液に浸し、それを慎重に燃やして酸化物と結合した綿の残留物を得るというアイデアを思いつきました。彼は、1885 年 9 月 23 日にドイツでこのプロセスの特許を「アウアー白熱スリーブ」 (Auer-Glühstrumpf)という名前で出願しました。
次に、99% 硝酸トリウムと 1% 硝酸セリウムの溶液に浸した布地で袖を作り、その後点火しました。熱により、硝酸トリウムは酸化トリウムと亜硝酸ガスに分解します。残ったのは脆弱な構造物で、ガスの炎にさらされると白い光を発しました。この光はトリウムの微弱な放射能とは何の関係もなく、ガスの炎の熱によって生成される全く普通の白熱光です。
カール・アウアー・フォン・ヴェルスバッハは、最初に酸化マグネシウム、次に二酸化ジルコニウム、次にランタン、イットリウム、プラセオジムの組み合わせでテストを実施しました。それらはすべて、スペクトルの可視領域で適度な吸収能力を持ち、白っぽい茶色の光を生成します。彼にとって画期的な進歩は、より安定であることが証明された酸化セリウムと二酸化トリウムによってもたらされました。したがって、スリーブの製造には 99% ThO 2に対して 1% CeO 2の組成が選択されましたが、わずかに危険な ThO 2 の取り扱いを避けるために、数十年前に酸化イットリウムと酸化セリウムの混合物に置き換えられました。放射性物質。
白熱スリーブには多くのモデルがあり、おそらく最もよく知られているのは、ブタン/プロパンガスのキャンプ用ランタンを二重に取り付けたもの、または「ペトロマックス」やその他の圧力ランプを単一に取り付けたもので、使用者が設置する前に自分で取り付ける必要があります。それらをサービスに投入します。当社では、垂直型または吊り下げ式ガス街路灯用の古いスリーブの製造を中止しました。これらのスリーブは工場ですでに消費されており、輸送中の強度を高めるために硝酸セルロースワニスが含浸されていました。このワニスの層は、最初に使用するとすぐに燃えてしまいました。ほとんどのスリーブは洋ナシ形の小袋の形で吊り下げられていますが、特定のガソリンまたはガスランプ (「コールマン」) 用のチューブ形のものや、古いガソリンまたはアルコールランプ用の楕円形のものもあります (「ティト」 -Landi」）、または円錐形の、アメリカの大気灯油ランプ（「アラジン」）用で、現在も生産されており、単純な古典的な灯油ランプよりも寛大な光を提供します。後者の場合、スリーブの吊り下げやランプバーナーへの取り付けは、酸化マグネシウムで形成された部品で作られたフレームワークによって容易になることがよくあります。
アウアー スリーブ (図の点線) の熱放射は、黒体(青線) の熱放射よりも大幅に低くなります。放射線は可視範囲の短波に焦点を合わせます。その結果、白熱スリーブ照明は、放射が連続している場合よりも高い温度を必要とします。したがって、赤色が減少し、光はより白く見えます。
白熱スリーブの光出力は、炎とセリウムで満たされた織物ネットワーク間の化学エネルギーの大幅な交換によってさらに増加します。証拠として、オーブンで単に加熱されたスリーブは、直接接触して置かれたときほど明るくなることはありません。炎。