專利名稱：具有較短激發(fā)時(shí)間的可蒸發(fā)的吸氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有較短激發(fā)時(shí)間的可蒸發(fā)的吸氣裝置。
眾所周知，可蒸發(fā)的吸氣材料主要用于維持電視機(jī)和計(jì)算機(jī)顯示器的顯像管內(nèi)的真空。在平面顯示器內(nèi)的易揮發(fā)的吸氣材料的使用正處于發(fā)展階段，也正在研究中。
通常用于顯像管中的吸氣材料是以薄膜形式沉積在顯像管內(nèi)壁上的金屬鋇。為了獲得這種薄膜，使用在該領(lǐng)域內(nèi)稱為可蒸發(fā)吸氣裝置的裝置，這種裝置在制造過程中引入顯像管內(nèi)。這些裝置包括一個(gè)開口的金屬容器，內(nèi)部裝有鋇和鋁的化合物BaAl4粉末，其顆粒尺寸一般為小于約250μm，和鎳粉Ni，其顆粒尺寸一般為小于約60μm，重量比為約1∶1。這些裝置在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的，為此可以參見US5118988(與本申請申請人是相同的)。在也稱為“閃蒸”的激發(fā)過程中，借助顯像管本身外部的線圈通過對所說的裝置感應(yīng)加熱使鋇蒸發(fā)；當(dāng)粉末的溫度達(dá)到約800℃～850℃之間的溫度范圍時(shí)，發(fā)生下列反應(yīng)(1)該反應(yīng)是強(qiáng)烈放熱的，使粉末的溫度提高到約1200℃，此時(shí)，發(fā)生鋇的蒸發(fā)并沉積到顯像管壁上形成金屬膜。
從該裝置借助于線圈開始提供功率的時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，蒸發(fā)該裝置內(nèi)含有的所有的鋇所需時(shí)間在該領(lǐng)域內(nèi)定義為術(shù)語“總時(shí)間”，這個(gè)術(shù)語用于下面部分的描述和權(quán)利要求書中，也用其縮寫形式TT。例如，為了獲得大尺寸彩色顯像管需要的約300mg的鋇薄膜，目前的吸氣裝置需要的TT是40～45秒。但是這個(gè)時(shí)間相當(dāng)于目前制造電子管的生產(chǎn)線上的慢步驟，因而使能釋放鋇的裝置具有較低的TT值是制造商的要求。
為了獲得這樣的結(jié)果，從理論上講，可以增大線圈提供的功率，或通過減小粉末的顆粒尺寸提高粉末的反應(yīng)活性。
但是，用目前可以購得的吸氣裝置，增大線圈功率是不可能的。實(shí)際上，這樣做，粉末容器的溫度升高太快，沒有足夠的時(shí)間使粉末壓塊中的熱均勻擴(kuò)散，從而導(dǎo)致容器的熔化。
粉末顆粒尺寸的減小也是不可能的，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致在BaAl4和Ni之間的反應(yīng)速度過度地局部增大，結(jié)果導(dǎo)致粉末壓塊的膨脹并且可能從粉末壓塊中噴出碎片。
本發(fā)明的目的是提供一種具有較短激發(fā)時(shí)間的可蒸發(fā)的吸氣裝置，它克服了以前技術(shù)中的缺點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明用一種具有較短激發(fā)時(shí)間的可蒸發(fā)的吸氣裝置達(dá)到這樣的目的，這種可蒸發(fā)的吸氣裝置包括一個(gè)其中裝有混合物的金屬容器，其中存在的混合物包括-BaAl4化合物粉末；-鎳粉末；-第三組分的粉末，選自鋁、鐵、鈦和它們的合金，該組分用量在所說的混合物總重量的約0.3％-5％范圍內(nèi)。
粉末混合物中第三組分粉末的用量取決于實(shí)際使用的組分，一般在約0.3％-5％之間的范圍內(nèi)。具體地，第三組分的百分?jǐn)?shù)在用鋁的情況下，優(yōu)選的是在約0.8％-2％之間的范圍內(nèi)，在用鐵的情況下，是在約0.3％-1.2％之間的范圍內(nèi)，在用鈦的情況下，是在約0.5％-5％之間的范圍內(nèi)。如果第三組分的用量小于所述的值，就不能獲得要求的減少鋇的蒸發(fā)時(shí)間的效果。相反，如果第三組分用量大于所述的值，鋇的閃蒸就會(huì)非常劇烈而幾乎不能控制。鎳和BaAl4之間的重量比與以前技術(shù)的裝置相同，一般約為1∶1；具體地，在該領(lǐng)域中，廣泛使用的吸氣裝置中鎳和BaAl4之間的重量比為5.3∶4.7。
為了達(dá)到本發(fā)明的目的，不要求第三組分具有特別高的純度，可以用工業(yè)上的金屬或合金的粉末，純度一般為98～99％。用于本發(fā)明的目的的粉末狀第三組分的顆粒尺寸小于約80μm，優(yōu)選的是小于約55μm。
用在本發(fā)明的吸氣裝置中的鎳和化合物BaAl4的粉末與以前技術(shù)中使用的粉末相同；一般來說，使用的鎳粉末的顆粒尺寸小于約60μm，BaAl4粉末的顆粒尺寸一般小于約250μm。
所說的金屬容器可以用各種材料制成，如鍍鎳的鐵或康銅；優(yōu)選的是用AISI 304或AISI 305鋼，因?yàn)樗鼈儽憩F(xiàn)出良好的抗氧化性和熱處理性能以及良好的冷加工性能。所說的金屬容器可以具有各種形狀，具體地可以是在該領(lǐng)域中已知的和使用的任何形狀，如根據(jù)美國專利4,127,361-4,323,818-4,486,686-4,504,765-4,642,516-4,961,040和5,118,988的裝置中的那些形狀。
特別有趣的是獲得具有較短激發(fā)時(shí)間的、可蒸發(fā)的、同時(shí)還可熔封的吸氣裝置的可能性；用可熔封這個(gè)術(shù)語意味著吸氣裝置可以在約450℃的溫度下承受最多2小時(shí)的氧化氣氛；這些是這樣的裝置在制造顯像管的某些過程中必須承受的條件。在鋇從可熔封的吸氣裝置中蒸發(fā)過程中，比在普通的吸氣裝置中產(chǎn)生更大的熱量，因此更難以把粉末壓塊保持在所說的容器內(nèi)。幾年前，本發(fā)明的申請人已經(jīng)制造并銷售了具有最多約200mg可蒸發(fā)鋇量的可熔封吸氣裝置。相反，可以蒸發(fā)更大量的鋇，具體的是約300mg的鋇的可熔封吸氣裝置要求采取特別的解決方法，以考慮其更大的反應(yīng)活性；本發(fā)明申請人的題目為“具有高鋇產(chǎn)量的可熔封的可蒸發(fā)的吸氣裝置”的、與本申請具有相同的申請日的專利申請，提出了通過添加阻礙粉末壓塊中圓周方向上的熱擴(kuò)散，并在相同的粉末壓塊中添加基本為平面的、不連續(xù)的金屬部件來制造可熔封的吸氣裝置的方法。通過向傳統(tǒng)型的或高產(chǎn)量型的可熔封的吸氣裝置添加第三組分，有可能獲得在縮短蒸發(fā)時(shí)間的同時(shí)保持可比擬的鋇激發(fā)特性的可熔封吸氣裝置。
本發(fā)明將通過下列實(shí)施例進(jìn)一步說明。這些非限制性的實(shí)施例表示了一些實(shí)施方案，這些實(shí)施方案設(shè)計(jì)用來教導(dǎo)那些熟悉該技術(shù)的人如何實(shí)踐本發(fā)明，并代表了把本發(fā)明付諸實(shí)踐的最好模式。
實(shí)施例1用本文引用的美國專利5,118,988所述的直徑20mm、高4mm、底部有1mm高的支撐的AISI 304鋼容器制備一些互相相同的吸氣裝置。對于每個(gè)試樣，向所說的容器內(nèi)倒入均勻的混合物，所說的混合物包括767mg顆粒尺寸小于250μm的BaAl4粉末，和866mg顆粒尺寸小于60μm的鎳粉末，和18mg顆粒尺寸小于80μm純度99％的鐵粉末。然后把所說的粉末混合物用一個(gè)合適的沖頭壓實(shí)在所說的容器內(nèi)。通過把它們每次一個(gè)地放入與泵系統(tǒng)連接的玻璃制成的測量室內(nèi)，把所說的測量室抽真空，通過按ASTM F111-72標(biāo)準(zhǔn)所述的方法進(jìn)行鋇蒸發(fā)試驗(yàn)，通過射頻加熱每個(gè)裝置，所用功率應(yīng)該使得在加熱開始后12秒蒸發(fā)開始；至于加熱的總時(shí)間，這些試驗(yàn)是相互不同的，在各個(gè)試驗(yàn)中，加熱的總時(shí)間在35～45秒的范圍內(nèi)變化。在每個(gè)試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，檢測蒸發(fā)的鋇量。表1報(bào)告了從所說的裝置中蒸發(fā)出300mg鋇所需的TT。
實(shí)施例2用實(shí)施例1所述的鋼容器制備一些互相相同的吸氣裝置。在這個(gè)容器中放入一個(gè)1.5mm網(wǎng)眼寬度的AISI 304鋼網(wǎng)，放在底部的支撐物上，對于每個(gè)試樣，向所說的容器內(nèi)倒入均勻的混合物，所說的混合物包括767mg顆粒尺寸小于250μm的BaAl4粉末，和866mg顆粒尺寸小于60μm的鎳粉末，和18mg顆粒尺寸小于50μm純度99％的鋁粉末。然后把所說的粉末混合物用一個(gè)合適的沖頭壓實(shí)在所說的容器內(nèi)，在粉末壓塊表面形成4個(gè)徑向凹槽。把這樣獲得的試樣在450℃在空氣中處理1小時(shí)以模擬熔封條件。然后根據(jù)實(shí)施例1對每個(gè)試樣進(jìn)行鋇蒸發(fā)試驗(yàn)。同時(shí)在這種情況下，通過射頻加熱每個(gè)裝置，所用功率應(yīng)該使得在加熱開始后12秒蒸發(fā)開始；而在TT過程中維持加熱，TT值對于每個(gè)試樣都是不同的，并且在35～45秒之間的范圍內(nèi)變化，然后檢測從所說的裝置中蒸發(fā)出300mg鋇所需的TT值。
表1報(bào)告了試驗(yàn)結(jié)果。
(對比)實(shí)施例3用與實(shí)施例1相同的一系列試樣重復(fù)實(shí)施例1的試驗(yàn)，但是沒有鐵粉末，通過射頻加熱每個(gè)裝置，所用功率應(yīng)該使得在加熱開始后12秒蒸發(fā)開始；使用不同的TT值，TT值在35～45秒之間變化，表1報(bào)告了從這些試樣中蒸發(fā)出300mg鋇所需的TT值。
(對比)實(shí)施例4用與實(shí)施例1相同的吸氣裝置重復(fù)實(shí)施例2的系列試驗(yàn)，但是沒有鋁粉末。表1報(bào)告了從這些試樣中蒸發(fā)出300mg鋇所需的TT值。
表1
從表中的結(jié)果可以看出，用根據(jù)本發(fā)明的裝置有可能用35秒的TT得到300mg鋇的產(chǎn)量，而用以前技術(shù)的試樣得到相同的產(chǎn)量還需要5～10秒的時(shí)間。
權(quán)利要求
1.具有較短激發(fā)時(shí)間的可蒸發(fā)的吸氣裝置，包括其中裝有混合物的金屬容器，所說的混合物包括-BaAl4化合物的粉末；-鎳粉末；-第三組分的粉末，該組分選自鋁、鐵、鈦以及它們的合金，該組分用量在所說的混合物總重量的約0.3％-5％之間。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1的可蒸發(fā)的吸氣裝置，其中，當(dāng)所說的第三組分是鋁時(shí)，其在所說的混合物中的重量百分?jǐn)?shù)在約0.8％-2％之間。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1的可蒸發(fā)的吸氣裝置，其中，當(dāng)所說的第三組分是鐵時(shí)，其在所說的混合物中的重量百分?jǐn)?shù)在約0.3％-1.2％之間。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1的可蒸發(fā)的吸氣裝置，其中，當(dāng)所說的第三組分是鈦時(shí)，其在所說的混合物中的重量百分?jǐn)?shù)在約0.5％-5％之間。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，鎳和BaAl4之間的重量比約為1∶1。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，鎳和BaAl4之間的重量比為5.3∶4.7。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，所說的第三組分粉末的顆粒尺寸小于約80μm。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其中，所說的第三組分粉末的顆粒尺寸小于約55μm。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，鎳粉末顆粒尺寸小于約60μm。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，BaAl4的顆粒尺寸小于250μm。
11.一種具有減小了激發(fā)時(shí)間的可蒸發(fā)的并且可熔封的吸氣裝置，包括-一個(gè)頂端敞開的金屬容器；-一種在所說的容器中的壓塊形式的粉末混合物，在其上表面上形成徑向凹槽，其中，所說的混合物包括BaAl4、鎳和第三組分的粉末，所說的約在所說的混合物的總重量的0.3％-5％之間。-一個(gè)基本是平面形狀并且基本平行于所說的容器底部的不連續(xù)的金屬部件，埋在所說的粉末壓塊中，其位置在距所說的容器底部一定的距離上，使其不暴露在所說的壓塊的自由表面上。
全文摘要
描述了一種具有減少了鋇蒸發(fā)時(shí)間的可蒸發(fā)的吸氣裝置,適用于傳統(tǒng)的電視機(jī)顯像管或平面顯示器。該裝置除了在已知的吸氣裝置中試樣的BaAl
文檔編號H01J7/18GK1187684SQ9810360
公開日1998年7月15日 申請日期1998年1月9日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月9日
發(fā)明者D·馬泰力, L·曼妥萬尼, S·芮維拉托, R·拉圖達(dá) 申請人:工程吸氣公司