Történelem

Akiket a volfrámszál tett igazi magyarrá

Az izzólámpa története fordulatokban gazdag és sok szereplőt felvonultató

Egyik legrégebbi elektromos fényforrásunk az izzólámpa. Az elektromos áram által felizzított volfrámszál adja a fényét, amelyet az üvegburába bocsátott semleges gáz vagy vákuum véd a levegő oxidáló hatásától. Az izzólámpát ezen a néven nemigen szoktuk emlegetni, leginkább villanyégőnek vagy villanykörtének nevezzük.

Hanaman Ferenc és Just Sándor 20160201
Fénytestvérek. Hanaman Ferenc és Just Sándor (Forrás: Wikipédia)

Az izzólámpákat sokféle méretben és teljesítményben gyártják világszerte. Mivel a foglalaton és a kapcsolón kívül a csak izzólámpákból meg persze a vezetékekből álló világítási rendszer kiépítése egyszerű és olcsó, villámgyorsan meghódította a civilizált világot. Az izzók fénye, amint bekapcsolják a lámpát, azonnal eléri legnagyobb értékét, ezért aztán élettartama – ez általában ezer üzemóra – alig csökken. A legelterjedtebb fényforrásnak azonban van egy meglehetősen nagy hátránya is, a felhasznált energia csupán kettő–öt százalékát hasznosítja fényként, a többi hőként kárba vész.

Az izzólámpa története, mint minden jelentős, az emberiség hétköznapjait meghatározó technikai találmányé, fordulatokban gazdag és sok szereplőt felvonultató. A ma használt izzólámpa ősét Thomas Alva Edison találta fel, pontosabban hivatalosan őt nevezik meg feltalálóként. A történészek rajta és Joseph Wilson Swanon kívül még huszonkét feltalálót ismernek ebben a tárgykörben, ám az kétségtelen tény, hogy először Edison talált megfelelő izzítható anyagot, ő fedezte fel a szálvédelem nélkülözhetetlenségét, és Edison izzólámpái voltak az első gazdaságosan üzemeltethető fényforrások, amelyek egy központosított elektromos hálózatról működtek, amelyet szintén Edison alkotott meg.
08-o-reklamKorabeli plakát. Elvakított ügyfelek
Ám a nagy jelentőségű tárggyal kapcsolatos kísérletek és kutatások már a 19. század elején elkezdődtek. Hunfry Davy 1802-ben Angliában, a világ legnagyobb elektromosságot előállító üzemében elsőként izzított fel egy vékony platinaszálat árammal. Ez a lámpa ugyan nem adott elég fényt, gyorsan szét is égett, de első lépésként igen fontos volt a további kutatásokhoz. Davy 1809-ben elkészítette az első szénelektródos ívlámpát. Három évtizeddel később, 1840-ben Warren Delarue tekercselt platinaszálas, vákuumos, burás lámpát készített. Az izzószálat elektromos áram izzította fel. Könnyű kitalálni, hogy miért nem terjedt el ez az eszköz, a platina már akkor is drágább volt az aranynál. Frederick de Moleyns 1841-ben mégis szabadalmaztatta a platina izzószálas, vákuumos izzót. Amerikában sem tétlenkedtek, 1845-ben John W. Starr a szénszálas izzót jegyeztette be, 1851-ben a francia Jean Eugene Robert Houdin birtokán már bemutatták az elektromos izzólámpás világítást. Észak-Amerikában a 19. század utolsó harmadában lendültek fel az izzólámpák kifejlesztésének munkálatai. Két kanadai tudós, Henry Woodward és Mathew Evans 1874-ben szabadalmaztatta különböző méretű és formájú, szénrudas izzószálas elektródákkal felszerelt lámpáit. Az izzószálat bura védte, vákuum helyett pedig nitrogén védőgázt használtak. A kanadaiak szabadalmát 1879-ben végül Edison vásárolta meg. Az izzólámpa történetének Edison mellett a másik nagy alakja, Joseph Wilson Swan angol fizikus és kémikus 1850-ben kezdte el kísérleteit az elszenesített papír izzószálas, vákuumos lámpákkal. Tíz év múlva már bemutatta fényt adó szerkezetét, amely azonban a megfelelő mértékű vákuum és stabil áramforrás nélkül csak rövid ideig működött. Az 1870-es évek közepén már annyira fejlődött a technika, hogy megfelelő mértékű vákuumot is elő tudtak állítani, így Swan 1880-ban szabadalmaztathatta izzólámpáját. Ő volt az első ember, akinek a házában vízenergia termelte árammal működtetett izzók világítottak.

A kitartó bambusz

Angol kollégájával egy időben, 1878-ban Thomas Edison is belekezdett abba a nagy munkába, ami az izzólámpa tömeges gyártásához és elterjedéséhez vezetett. Kezdetben fém izzószálakkal kísérletezett, aztán visszatért a szénszálas megoldások újragondolásához. Első sikeres izzólámpa-kísérletét 1879-ben végezte el, az izzó tizenhárom és fél órán át adott fényt. Továbbfejlesztett lámpáit Edison 1879. november 4-én szabadalmaztatta. Nem is gondolnánk, hogy a híres tudós izzólámpa-szabadalmának leírásában milyen sokféle szénszál-előállítási módot találunk: készülhetett papírból, pamutból vagy fából, ám Edisonék azt is felfedezték, hogy a bambuszból kialakított izzószál akár ezerkétszáz üzemórát is teljesíteni tud.

Az első fémszálas izzólámpát Carl Auer von Welsbach osztrák feltaláló készítette el és kezdte forgalmazni. Lámpáiban platina- és ozmiumszálak adtak fényt. Walther Nerst német fizikus 1897-ben kifejlesztette a kerámia izzószálas lámpát, amely azért vált gyorsan népszerűvé, mert készítésénél nem volt szükség vákuumra vagy töltőgázra, így burára sem. A fémszálas izzók megjelenéséig ez volt a legelterjedtebb elektromos fényforrás.

Az elektromos izzók talán legjelentősebb továbbfejlesztői, Just Sándor és Hanaman Ferenc, az Egyesült Izzó és Villamossági Rt. mérnökei 1904-ben Budapesten szabadalmaztatták a volfrám izzószál gyártásának új módját. A nagy jelentőségű újítás abból állt, hogy a szénszálra volfrámbevonatot vittek fel, aztán, miután a volfrám felvette a szénszál alakját, a szenet elégették. A volfrámszál sokkal fényesebben világított, és lényegesen hosszabb volt az élettartama, mint a szénszálé. Volfrámszálas izzót először a Magyar Egyesült Izzó és Villamossági Rt. gyártott tömegével a világon, az akkoriban adott Tungsram márkanév azóta is jól cseng. A volfrámszálas izzók továbbfejlesztése azonban ezzel nem állt le, 1906-ban a General Electric szabadalmaztatott egy új gyártási technológiát, amellyel elérték, hogy a volfrámszálas izzó néhány év alatt minden más anyagból készült izzót kiszorítson a világítási iparból. 1927-ben újabb magyar siker következett be a villanykörteiparban, Millner Tivadar és Túry Pál kidolgozta a különleges, durva kristályszerkezetű, alaktartó volfrámizzólámpa-alapanyaggyártás technológiáját. Az 1930-as években Bródy Imre és munkatársai kidolgozták a volfrámizzó burája kriptongázos feltöltésének módszerét. Szabadalmuk eredménye a nagyobb fény és az izzó hosszabb élettartama volt.

Izzó tehetség

Just Sándor, a volfrámszálas izzó társfeltalálója Brémában született 1874-ben. Eredeti neve Alexander Friedrich Just volt. Ausztriai tanulmányai után a bécsi műszaki egyetemen tanított, 1904-ben költözött Budapestre, itt tanult meg magyarul, és 1919-ben vált magyar állampolgárrá. Még Bécsben ismerkedett meg tudóstársával, a horvát származású mérnökkel, Hanaman Ferenccel, akivel előbb a császárvárosban, majd utóbb Budapesten dolgozták ki nagy jelentőségű szabadalmaikat a volfrámszálas izzólámpa gyártási folyamataiban.

Hosszú útjuk volt idáig. Bécsi éveikben közös kutatásaik az elektromos lámpa izzószálának anyagára irányultak. Az nyilvánvaló volt, hogy Edison szénszálas alkalmatossága kevés fényt ad és sokat fogyaszt. Ezért Just Sándor és társa alapos vizsgálatnak vetette alá a bórnitritet, a molibdént, a volfrámot, a titánt és az uránt. A volfrám és a molibdén mellett kötöttek ki. Hogy egy nagy villamos ipari cég is tévedhet, azt Justék sikertelen tárgyalásai a Siemens céggel igazolják. Hiszen a Siemensnek nem kellett a volfrámszálas izzó. Így tehát nyugatról kelet felé fordulva Just Sándor és Hanaman Ferenc, miután 1904-ben szabadalmaztatták volfrámszálas izzólámpával kapcsolatos találmányukat, amit a szabadalom megjelenésének napján eladtak a budapesti Egyesült Villamossági Rt.-nek. Így az izzólámpa kizárólagos gyártási és értékesítési joga a magyar cég tulajdonába került. A feltalálók is a cég alkalmazottaivá váltak, elsősorban azért, mert a tömeggyártáshoz még sok kísérlet kellett. 1906-ban sikerült előállítaniuk a sorozatgyártásra alkalmas volfrámszálat, ennek egyik következménye volt, hogy a cég neve is megváltozott: ettől kezdve Egyesült Izzólámpa és Villamossági Rt.-ként jegyezték.

A világsiker küszöbén azonban az anyacég összeveszett a feltalálókkal, Hanaman Ferenc az Egyesült Államokba ment, az itthon maradt Just Sándor pedig kilátástalan harcot folytatott a korábban számukra tíz százalékban megállapított licencdíjak ügyében. Az Egyesült Izzót azonban nem érdekelte különösebben azoknak a sorsa, akiknek egyre nagyobb sikereit és gazdagságát köszönhette, kirakták őket, és nagy erőkkel folytatták a tömeggyártást. Az amerikai General Electricben kidolgozott technológia megvásárlásával 1912-ben Tungsram márkanéven forgalmazták izzóikat.

Just Sándor 1921-ben izzógyárat alapított Újpesten, ám csak néhány évig állhatott versenyben korábbi cégével, az Egyesült Izzóval. Könyörtelenül érvényesültek a piacgazdaság törvényei, a nagy hal felfalta a kis halat. Méghozzá elég szégyenletes módon, miután Just Sándor kénytelen volt eladni a részvényeit a General Electricnek, az azokat azonnal továbbadta az Egyesült Izzónak. Just gyárát pillanatok alatt felszámolták, gépeit átvitték az Egyesült Izzóba, épületeit pedig raktárként használták. Just Sándor ugyan kapott járandóságot a magyar és az amerikai cégtől, ám sérelmeit nem tudta megemészteni, 1937-ben meghalt. Szegény emberré vált ekkorra, az Egyesült Izzó temettette el.

A kémia kapcsolta le

Az izzótörténet jeles alakja, Hanaman Ferenc vegyészmérnök az Osztrák–Magyar Monarchia szlavóniai területén született 1878-ban. Zimonyban érettségizett, majd a bécsi műegyetemen szerzett diplomát. Just Sándorral a bécsi Schneider és Társa cégnél kezdte el izzólámpa- kutatásait. Miután Budapesten a társával együtt megalapozták a volfrámszálas izzók tömeggyártását az Egyesült Izzólámpa és Villamossági Rt.-ben, a cég meglehetősen gusztustalan módon szabadult meg a feltalálóktól. Hanaman Ferenc – horvátul Franjo Hanaman – 1909-ben az Egyesült Államokba utazott. De hamar visszajött Európába, és Augsburgban, a Wolframlampen A.G. műszaki tanácsadójaként dolgozott, majd Berlinben vállalt munkát izzógyártással foglalkozó üzemekben. Doktori címét 1913-ban szerezte meg. Az első világháború idején Bécsben az Aerotechnisches Arsenal vezetője volt. Az Egyesült Izzó ugyan megpróbálta visszacsábítani Hanaman Ferencet, hiszen a fejlesztésekhez kutatásokra volt szükség. Budapesten egy új laboratóriumot akartak felállítani, amelynek vezetésére 1918-ban felkérték Hanaman Ferencet, de mivel a katonaság nem engedte, Bécsben maradt. A világháború után darabokra szaggatták az Osztrák–Magyar Monarchiát, Hanaman Ferenc szülőföldje a Szerb–Horvát–Szlovén Királyság részévé vált. A kitűnő tudós és feltaláló egy zágrábi vállalatnál lett vezető, majd a horvát főváros műegyetemén a szervetlen kémia és a metallurgia (kohászat) tanára, végül rektora. Az elektromossággal, az elektrotechnikával és az izzólámpák fejlesztésével már egyáltalán nem foglalkozott, tudományos munkássága a szervetlen kémiához kapcsolódott.

Hanaman Ferenc, akit a magyar és a horvát tudománytörténet is büszkén vállal, 1941. január 23-án halt meg Zágrábban.


A dartstól és a tanktól a horgászelőkéig

A volfrám fémes elem, átmeneti fém. A vegyjele W. Elnevezése angol nyelvterületen tungsten, azaz nehéz kő (svédül) – az angolban és franciában ma is így szerepel. Német nyelvterületen (és nálunk) volfrámnak hívják. Nyelvújításkori magyar neve seleny. A volfrám szó a wolframit ásványból ered, amelyet német bányászok neveztek el (Wolfrahm – „farkashab”), a kohósításban felhabzást okozó hatására utalva. Az ércet először úsztatással dúsítják, és első lépésben nyers volfrám-trioxidot állítanak elő, majd tisztítás után tiszta hidrogénnel redukálják volfrámporrá. Ebből sajtolnak rudacskákat, amiből melegkovácsolással, izzó állapotban alakítják ki a huzallá húzható fémet. Az izzólámpákban használt spirált egy-két századmilliméter vastagságú szálból készítik. Egy átlagos izzólámpa nyolc milligramm volfrámot tartalmaz. A volfrám az egyik legkeményebb és legmagasabb olvadáspontú fém. Harckocsikban páncéllemez alapanyaga lehet. A legjobb minőségű darts nyilak is tartalmaznak volfrámot, de készül belőle harapásbiztos horgászelőke is.