タングステンフィラメントとは？

タングステンフィラメントは、電流が流れると非常に明るく輝く金属の細いストランドです。 不活性ガスで満たされたガラス容器内でコイル状に密封すると、タングステンフィラメントは部屋を明るくするのに十分な明るさ​​になります。 実際に数十人の科学者が電灯を実験していたときに、トーマス・エジソンが電球を発明したことを世界に認めたのは、彼の電気照明システムにタングステンフィラメントが含まれていたからです。

タングステンは、18世紀後半に発見された元素（記号：W;原子番号74）です。 鉛のほぼ2倍の密度で、6192°F（3422°C）ですべての金属の最高融点を持ちます。 すべての元素のうち、炭素の融点のみが高くなります。 これらの特性により、タングステンは電気技術だけでなく、武器の強化などの軍事用途でも非常に役立ちます。 タングステンのもう1つの用途は、宝石のコンポーネントとして使用することです。他の材料と組み合わせて、非常に硬く光沢のある化合物を形成しますが、脆い場合もあります。

トーマス・エジソンと他の科学者が電球の開発に取り組んでいたとき、彼らは光を生成するフィラメントのための多くの材料で実験しました。 20世紀初頭まで、最も成功した白熱電球は炭化竹のフィラメントを使用し、約1,200時間続いた。 エジソンはタングステンを最初に使用したのではありません。タングステンは、1904年にヨーロッパで白熱電球のフィラメントとして導入されました。

1906年、エジソンの会社General Electric（GE）は、純粋なタングステンをコイル状のワイヤに引き込むのに十分な柔軟性を持たせるプロセスを開発しました。 コイル状のワイヤを使用することにより、GEは電球の内側にあるタングステンの表面積を増やすことができました。 1911年までに、同社は新しいフィラメントを使用して電球を製造および販売し、他のすべての製品よりも長持ちしました。 この技術の進歩はほぼ途切れることなく続いたため、21世紀の変わり目までに白熱電球を運用するコストは1911年の5％未満でした。

白熱電球の光源としての成功にもかかわらず、タングステンフィラメントは光を生成するのに著しく非効率的です。 白熱電球の動作に使用される電力の約90％は、光ではなく熱として放出されます。 より効率的な光の生成方法、特に蛍光灯と発光ダイオード（LED）が開発されたため、省エネ対策として白熱電球の使用を禁止することを求めているものもあります。