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为了延长白炽灯泡的使用寿命，就需要寻找在高温环境中不易升华的导电物质，首先人们尝试使用锇（Os）丝和钽（Ta）丝取代碳丝，但是由于这两种金属熔点较低，因而工作温度和光效也很低。最终，人们将目光聚焦在了金属钨（W）。金属钨的熔点为3410℃，熔点高，而且其最大的优点是升华速率较低，可以加热到比碳丝更高的温度，因此钨丝灯泡比碳丝灯泡更加明亮。
1903年，匈牙利科学家首次制造出钨丝灯泡，并申请了专利。随着钨丝灯泡的逐渐普及，人们发现虽然金属钨的升华速度较慢，使灯泡的使用寿命大大延长，但金属钨依然存在升华现象，灯泡的使用寿命虽然可以满足人们日常生活的照明要求，但还达不到完全令人满意的程度，直到人们发现了 卤钨循环原理 。
人们在普通钨丝灯泡的内部填充惰性气体的同时填充了一些 卤族元素气体 ，例如溴蒸气（Br 2 ）或者碘蒸气（I 2 ）。当灯丝发热时，升华的金属钨原子会向灯泡壁扩散移动，当接近灯壁时，钨蒸气会被冷却到大约800℃，同时和卤素气体发生化学反应，生成卤化钨（溴化钨WBr 2 或碘化钨WI 2 ）。新生成的卤化钨又会反向扩散回灯丝附近，由于卤化钨是一种化学性质不稳定的物质，经过高温灯丝的加热会重新分解成卤素蒸气和金属钨，并沉积在金属钨丝表面，从而补充了升华掉的灯丝。利用卤钨之间的可逆反应，灯丝的使用寿命可达到之前的四倍，让钨丝灯泡成为现今最成功的一类电气照明设备。
