CN105895500A - 铯的运用 - Google Patents

Abstract

昌灯是利用铯原子会自主向空间发射电子来解决气体发光时自激励的；通电气体自身电阻来解决自镇流的。昌灯光色好，亮度高，寿命长，效率高，色彩丰富，可调可控，使用便捷，节能环保。乾电是利用铯原子的特殊性生产的两类电池。一类为真空型，由冷阴极真空三极管变化而成。它与冷阴极三极管的区别是功效不同。第二类是QN结型。将平面PN结的P型半导体改为铯，做成QN结。QN结能自主发电。乾电是一种清洁环保，无污染，无排放的新能源。

Description

铯的运用

我国在半导体晶体管尚不普及时生产过冷阴极电子管。阴极不用钨丝加热，在阴极上涂佈一层铯(Cs)。铯原子最外层电子受原子核作用力小，能自由地脱离铯原子扩散到空间去，在铯原子周围形成电子云。电子云是一种布朗运动，不能形成电流。这就是本文的理论基础和实践内容。

昌灯

气体通电时电子与气体分子相碰撞，气体分子受激发光。多数气体在常温下是绝缘体，欲将绝缘的气体变为导体，主要的方法是硬击穿。硬击穿要求击穿电压超过气体本身的击穿电压。气体一旦被击穿后气体电阻急骤下降，高电压大电流又反过来损毁气体发光管。为此人们设计出各种伺服电路来保证气体发光管的正常工作。伺服电路是要耗能的，又造成灯具制造工艺复杂，成本增高，光电转换率低，寿命短的缺陷。像汞灯，污染环境。

首先我们来讨论气体发光的自激励功能。在一个管状玻璃外壳封闭的空间内装有发光气体，管的两端分别有电极引出管外，管内分别设置两个或多个铯环，铯能向空间释放自由电子，管内空间就是导体。在外电场作用下，自由电子作定向移动形成电流。电子的定向移动激活气体发光。这就是昌灯的自激励作用。昌灯的自激励不是硬击穿，也不是软击穿，是将绝缘气体中混入自由电子，使绝缘气体变为导体来实现的。

接着我们来讨论昌灯的自镇流。通电气体发光管是有电阻的，阻值大小由几个因素决定。一电极表面积大小和间距；二玻管内径大小及管长；三气体类型及密度。在这三个条件下我们能够造出适于各种条件下使用的昌灯。为了保证气体发光发热后澎涨不至玻管爆裂，通常采用负压封装，用钢化玻璃或防弹玻璃做管壳可常压或正压封装。

发光气体应首选惰性气体，次选氢和氮，再次选氧、氮、氯。氡有放射性必须用铅玻璃。气体可用单一气体，也可使用二种以上的混合气体，使其光色更加丰富多彩。

昌灯有十大优点：

一节能，昌灯是新型冷光源灯，光电转换率高，据估算能达到60％以上。

二环保，昌灯中没有有毒有害物质，不污染环境，是绿色环保产品。

三工艺简单，昌灯只有一根内装发光气体的玻璃，内置开口铯环和两个电极，没有伺服电路，易加工，易生产，使用方便，易推广。

四光色好，昌灯的色温由发光气体决定，气体可单一可多元，色彩丰富。

五寿命长，昌灯是通电气体发光管，内无灯丝，外无伺服电路，寿命十年以上。

六对电压稳定性要求不高，昌灯没有易损部件，在电源电压不稳定时，不易损坏。

七可变形，昌灯玻管可变形，可长可短，可粗可细，可直可曲，可盘可旋，可做成星形成为多电极昌灯。

八功率可变，昌灯能制出千瓦级聚光灯也能制出毫瓦级指示灯，昌灯作指示灯可直接串联在所需指示电路中，消除了误指示。

九功率因数高，昌灯是纯电阻灯具，功率因数高，对电网平稳运行极为有利。

十交直流通用，昌灯是对称型灯具，无极性，交直流通用，利于标准化设计，标准化生产。

昌灯与目前使用的灯具都有区别，我给昌灯一个新电路符号见图4，方便人们设计、生产和使用。

乾电池

冷阴极三极管由冷阴极、控制极、阳极组成，真空封装在圆柱型玻管或铁管内。将其展开为平面型，增大阴极、牵引极(控制极)、阳极面积，真空封装在两平板玻璃之内这就是我们的乾电池。

铯膜为阴极，发射电子经牵引极正电压牵引，大部分电子落在阳极上，阳极上有多余的电子呈负电压，阴极失掉电子呈正电压。接通外电路，电流就由正极经外电路回负极。乾电是一种原电池。

铯层大量发射电子被牵引到阳极，铯层会降温，乾电内部没有铯层实现热平衡的路径，铯层只能向外部吸收热量，供铯层持续发射电子，乾电在工作时还能制冷，只要乾电的工作环境不是绝对零度，乾电就能继续工作。乾电是吸收外部能量转换成电能的原电池。

真空型乾电多了一个牵引极，我们需要更紧凑没有牵引极的乾电，这就是QN结型乾电。

面结型半导体二极管由N型和P型半导组成，之间经特殊工艺形成PN结。PN结有一定势垒，电流只能单向流动。我们将P型半导体换成金属铯，铯与N型半导体结合，结合部产生一个结，我称之为QN结。QN结有一定势垒，电流只能单向流动，铯原子发射的电子只能通过QN结单向流动，QN结也是一种原电池。

真空型和QN结型乾电具有各自的个性和共性。

两种类型乾电都是利用铯原子会向空问发射电子制造出来的原电池。体积小、重量轻、可靠性高、耐候性强。工艺简单、造价低、发电效率高，运行成本低，无排放、无振动、无噪声、无幅射、无污染、是绿色环保的新一代电源。它们都可并可串，可分散可集中，可单网可联网，在工作时都有降温效应。

真空型多了一个牵引极。在牵引极上加上不同的正电压，输出的电压与电流有所不同，这是它的调控功能；加上负压就能关断输出，这是它的开关功能；加上交变电压(需正偏压)能输出交变电流，这是它的放大和调制功能。

乾电的使用十分广泛，它几乎可以取代所有的发电设备。小如手机、电脑、大如电动汽车、电机车、动车组都能实现无尾化、安全性、可靠性、可操作性能提高到一个新的层次。如果推广到千家万户，我们的国家就能实现天蓝蓝、水清清、无污染。推广到全世界，就能实现给地球降温，气候变化不受人为干扰的境界。

应指出的不仅铯有能力向空间发射电子，钫(Fr)同样也能向空间发射电子，钫同样能造出昌灯与乾电。

附图说明书

图1是昌灯基本型。它由密封的玻璃管构成，外接两个电极。玻管内装发光气体，内壁安装二至三个开口铯环，利用铯向外发射电子的特性在绝缘气体内加入自由电子，绝缘气体变导体，通电时气体发光。

图2是昌灯的基本型变化而成。将各置两端的电极改为同侧，铯层直接涂布在电极上。昌灯就能小型化，主要是为指示灯、车灯而设计。

图3是多电极昌灯的一种型式。

图4是为了方便人们设计安装使用昌灯而重新设计的电路符号。多电极昌灯只需在新符号上多画几条电极即可。

图5是乾电的横裁面示意图。外壳一般为玻璃(未画出)，玻盖内一侧为铯层，阴极，另一侧为阳极，中有网状牵引极。

图6为真空型乾电符号。在原电池符号中加虚线作牵引极的示意而成。方便了人们设计安装使用真空型乾电。

图7是QN型乾电剖视图，标示了QN结相关部位和关系。

Claims (2)

1.本发明是利用铯原子会自主向空间发射电子制出的昌灯和乾电。

在封闭空间内有绝缘气体，铯原子发射电子，电子进入气体中，气体中有了自由电子，绝缘体变为导体。我们就实现了自激励。利用导电气体的电阻，我们又实现了自镇流。这样我们简化了设计和制造工艺，提高了光电转换率，高效便捷，节能环保，便于推广。

2.本发明是利用铯原子会自主向空间发射电子制出的昌灯和乾电。

乾电分为两种类型。

本发明是利用铯原子会自主向空间发射电子制出的昌灯和乾电。

第一种为真空型。阴极为铯层，发射电子，牵引极为网状导电材料制成，主要功能是将铯原子发射出的电子牵引到阳极板上，形成电流；阳极为接收电子层，材质可选用多种材料，如铁片，碳膜，多晶硅等，选用透明氧化锡作阳极，乾电可代替光伏电池，发电效益更好。没有牵引极的真空型乾电发电效果不好，电池内阻增大，输出功率大降。牵引极可参考真空电子管栅极的情况确定。

本发明是利用铯原子会自主向空间发射电子制出的昌灯和乾电。

第二种为QN结型。QN结是铯层与N型半导体结合而成，铯层发射电子，N型半导体接收电子，QN结有一定的电势垒，电子只能由铯层流向N层，电子的定向流动形或电流。

本发明是利用铯原子会自主向空间发射电子制出的昌灯和乾电。

上述两类乾电都是利用铯原子自主向外部发射电子制成的原电池，它不受光照气候的影响，全天候地发电，满足人们用电需求。维修少、无排放、无噪声、无放射性、无污染，是一种安全高效清洁的新能源。

本发明是利用铯原子会自主向空间发射电子制出的昌灯和乾电。

钫同铯一样能向空间发射电子，能力比铯还强。钫同样能制造出昌灯和乾电，钫与铯可单独使用也可混合使用。