爱迪生(24)_虚阁网

二四

　　爱迪生正确地理解了任务的实质，就为完成任务选择一条正确的捷径。他的前辈就没有过这样的理解，所以他们所获得的成就就只是有限的和局部的。令人非常惊异的，不是爱迪生对全部问题或在某些细节上得出正确的概念，而是他的前辈中不曾有一个人持有这些见解：如果电灯中的灯丝是强阻抗，那么只要把电灯并联接入恒定电压网中，任何数量的电灯都能发光。现在来说，这已是一个妇孺皆知的明显的真理。所以，我们简真难以想像到当时人们究竟难在什么地方。但我们只要翻阅一下70年代末的技术书籍就会确认，许多观点在当时是极其模糊和荒谬的。所有的发明家都持这种见解：为使电能在某些电源间分路，就需要有一种能串联到高压供电网的低阻抗灯丝的电灯。爱迪生在研究的第一阶段就研制带有由铂制成的灯丝的电灯，因为铂在当时被认为是最难熔化的金属。铂能拉制成细丝或线；铂在空气中甚至在白热化的高温下也很不容易氧化，因此就不需要真空空间。

　　在研究铂丝电灯过程中，爱迪生曾试验给灯丝加上一层由氧化物或其他物质，特别是稀土族和炭的氧化物所制成的膜。例如，他就提出要给铂灯丝涂上一层钍和铈氧化物膜。他指出说，总发光面为5平方毫米的铂丝，在涂上了稀土族氧化物层后，可以大大增加灯丝的灼热度，这样就能使光通量增加几倍。在爱迪生的一个专利特许证中载明用细粉末状的铂（铂末）或其他铂类金属同氧化锆的混合物来制成灯丝。强阻抗的灯丝就是用这种混合物压制成的。

　　从他的带有由铂制成灯丝的各种类型电灯的一些专利特许证就可以作出结论：当时爱迪生并没有足够正确地想像出，把铂丝上涂上一层膜的工序是什么。例如，爱迪生就在其中的一份专利特许证上写道：“如果把铂箔圆筒装到石灰棒上，那就会放出极好的光来；铱、钌、铑、钛以及其他难熔金属的扁平状物、线状物、棒状物和小球状物正像它们的导电的氧化物，如二氧化钛一样，被用来制造电灯。”有关制造灯丝所用材料的资料的缺乏，使爱迪生在已相当接近于创制出带有难熔金属灯丝的白炽灯时，却又只制造出一种实用的电灯即炭丝电灯。

　　1879年4月12日，爱迪生领到了第一个带有强阻抗螺旋形铂丝的白炽灯的专利特许证（美国的专利特许证号码是第227229号），这种灯丝与引入的电极是用特殊方法接起来的。这种电灯是真空的，它是通过灯泡圆顶上的专门管子把空气抽出来。爱迪生也在其他国家，其中也包括在俄国获得了这种电灯的专利特许证（1881年12月11日的专利特许证，号码是第9657号）。但这种电灯还不能完全令人满意：它的使用寿命很短。生产铂丝电灯的困难是，铂在美国当时还未采掘，所以电灯的生产就得依靠进口的。此外，铂丝电灯由于过热很快就坏了，因为过热使铂丝很容易软化或熔化。因此转为制造炭化灯丝是完全必要的。经过炭化，金属就成了坚实的炭结构。炭化过程就是把材料放到不进空气的高温密封室里煅烧。

　　四

　　爱迪生又重新开始进行试验炭丝，把炭丝制成各种形状。爱迪生决定试验天然纤维。挑选最适合于制造灯丝的纤维是不容易的，天然纤维品种繁多。根据爱迪生所提出的任务，植物学家谢加多尼尔跑遍了美国南方，尔后又跑遍古巴来寻找和挑选各种纤维。爱迪生的其他两个助手也为此目的到了中国和日本，还有一个助手（布林南）到了巴西。门罗园终于收集了大量纤维植物的样品。结果发现只有三种植物最合适，其中最佳的是竹子。

　　当时爱迪生组织了寻找纤维的“第二阶段”工作。他派遣精明干练的助手穆尔到中国的一些竹子种植场和竹子加工场。甚至试验了保存数百年的建筑物上的旧竹子。经过试验，决定用一种最常见的日本竹，因为这种竹子可以制成粗细均匀的、笔直的和容易分劈的纤维。他们把铂丝的螺旋形状改为了马蹄形状。在功率为8支烛光的灯泡里安装了一个马蹄形灯丝，而在功率更大的灯泡里安装二个到四个串联在一起的这种马蹄形灯丝。

　　初期试验阶段中的许多麻烦，都是由于从灯泡里抽出空气的工序所造成的。最初爱迪生使用了斯普伦格尔和盖斯勒的水银抽气机。但使用这种抽气机有水银中毒的危险，因为不得不在气温55度上下的充满水银蒸气的环境中工作。爱迪生使用了经过克鲁克斯改进的抽气机结构，并对该抽气机作了某些改进。1882年在门罗园安装了将近500台自动抽气机。爱迪生是这样描述自己在1879年的研究工作的进展情况的：

　　在我实验室的老记事簿上有这样的记录：经过许多次失败的试验后，我于1879年10月21日成功地炭化了一团棉纱，并使它成为马蹄形。我把它放进了一个密闭的玻璃灯泡里，灯泡里的空气被抽出到大气的百分之一的稀薄度。我开了这盏电灯，并马上测量了电阻：电阻是275欧姆。我们要力求做到的也就是这一点！后来我们就坐下来观察这盏电灯。我们很想知道，它能亮多长时间。如果能证明电灯使用寿命长，那么问题就算迎刃而解了。我们坐着，观看着，而电灯继续亮着。它亮得时间愈长，我们就愈高兴，我们之中没有一个人愿去睡觉，我们就连续48个小时没合眼。我们大家的心情都越来越振奋，坐在那里注视着电灯。电灯亮了45个小时，因此我就确信，合乎实用要求的电灯终于诞生了。

　　1879年11月4日，爱迪生向美国申请登记真空炭丝白炽灯。1880年1月27日，他领到了专利特许证，专利特许证的号码是第223898号。爱迪生在制造炭丝灯中获得一些初步成就后，就着手改进炭丝灯以延长其使用寿命。试验花费了4万多美元，试验结果证明这些开支是合算的。在电灯研制成之后，紧接着研制许多属于电照明系统的东西，需要发明或研制出的有发电机、调节器、电度表、开关、保险丝、照明用全部附件、电照明装置的导线和电缆，分线盒和许多其他零件，甚至包括绝缘胶布。所有这些大部分都是第一次发明的。

　　1879年，门罗园实验室的研究工作正在夜以继日，热火朝天地进行着。无论是爱迪生本人，还是他的助手们，无论夜间和星期天，都没有很好休息过。在1879年圣诞节前夕，研究工作基本告终：爱迪生的实验室、办公室、住所，还有几所住宅，都用上了电灯。在门罗园所在地的四周，安装了大约20盏电灯。这是世界上第一个白炽灯电照明设备，这个设备是从他那装有发电机的自备发电站那里获得能量的。

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