專利名稱：在真空操作的系統(tǒng)內(nèi)部蒸發(fā)鈣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在真空操作的系統(tǒng)內(nèi)部、特別是陰極射線管內(nèi)部蒸發(fā)鈣的方法。
背景技術(shù)：
許多工業(yè)操作需要在封閉空間內(nèi)保持?jǐn)?shù)年時間的適當(dāng)真空度。例如在該領(lǐng)域中就有被用作電視機(jī)或計算機(jī)屏幕稱為CRT的陰極射線管情況就是這樣。為防止自陰極發(fā)射出的電子軌跡由于與氣體粒子碰撞而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，要求在CRT內(nèi)造成真空。為防止這種情況，在制造階段利用機(jī)械泵將CRT抽成真空，然后氣密封閉。
但是，眾所周知，管內(nèi)的真空會隨著時間而降低，主要是因為該管的內(nèi)部組件自身除氣。因此在管內(nèi)必須采用吸氣材料，從而能夠膠合氣體分子，保持陰極射線管操作所必需的真空度。為此，通常采用鋇。近來，本申請人已經(jīng)提出采用鈣，與鋇相比，鈣具有兩個優(yōu)點毒性小(因此在陰極射線管的制造及處理步驟中產(chǎn)生的問題也少)，以及在受電子束撞擊時產(chǎn)生對健康有害的X射線數(shù)量減少。
由于這些金屬的活性高，從而給全部的制造步驟都帶來問題，因此采用這些金屬的某些對空氣穩(wěn)定的化合物，在陰極射線管被抽成真空之前，將這些化合物引入該陰極射線管內(nèi)。在鋇的情況下，穩(wěn)定化合物是BaAl4；在鈣的情況下，可以采用CaAl2或三元合金Ca-Ba-Al，在該三元合金中，以重量計，鋁的含量在53％至56.8％之間，鈣的含量在36％至41.7％之間，鋇的含量在1.5％至11％之間。這些化合物通常與鎳混合，在鈣化合物的情況下也可選擇與鈦混合。
為將這些混合物引入陰極射線管內(nèi)，通常采用稱作可蒸發(fā)吸氣器的裝置，該可蒸發(fā)吸氣器由上部敞開的金屬容器構(gòu)成，并容納有所需混合物的粉末。容納鋇的可蒸發(fā)吸氣器描述在例如專利US4,323,818、4,553,065、4,642,516、4,961,040以及5,118,988中。可以舉出的容納鈣化合物的可蒸發(fā)吸氣器實例描述在本申請人名下的國際專利申請WO01/01436以及意大利申請?zhí)朚I2001A002273中。
一旦將可蒸發(fā)吸氣器引入陰極射線管內(nèi)，就使該陰極射線管與真空泵連接，并使該陰極射線管到達(dá)所需的最終內(nèi)壓，通常該內(nèi)壓要小于10-5百帕斯卡(hPa)。最后，密封被抽空的陰極射線管，并自外部用射頻加熱，以使金屬自鋇或鈣化合物中蒸發(fā)；接著，被蒸發(fā)的金屬凝結(jié)到真空管的內(nèi)壁上，從而形成吸附氣體的活性薄膜。
但是，眾所周知，金屬沉積到陰極射線管內(nèi)表面的特定區(qū)域上可能會對該管自身的正常操作有害，甚至危及全部。特別是必須盡可能地減少形成在屏幕上和熒光體上的金屬沉積物。在任何情況下都必須保持無金屬沉積物的另一區(qū)域是電子槍(陰極電位)與所謂的“陽極鈕”之間的區(qū)域，事實上眾所周知，在該兩點之間存在不同電荷的電離顆粒子將導(dǎo)致系統(tǒng)短路。
為防止這些缺點，可以采取特殊措施，例如給可蒸發(fā)吸氣器設(shè)置非常高的側(cè)壁，適當(dāng)構(gòu)成該側(cè)壁以運送被噴射到陰極射線管內(nèi)表面某些區(qū)域上的蒸發(fā)金屬；這種類型的吸氣器描述在專利US4,323,818中。但是，由于金屬蒸氣的定向作用受到限制，這種方法不能完全令人滿意。
另一方面，可采用具有偏轉(zhuǎn)板的吸氣器，該偏轉(zhuǎn)板設(shè)置在鋇或鈣原始化合物的粉末混合物的上方。這種類型的吸氣器例如描述在專利US3,719,433中。但是，這種解決方法意味著時間延長，并由此增大了制造所述裝置需要的成本。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種在真空操作的系統(tǒng)內(nèi)部蒸發(fā)鈣的方法，這種方法不存在所述缺點。所述目的通過這樣一種方法來實現(xiàn)，該方法的主要特征規(guī)定在第一權(quán)利要求中，其它特征規(guī)定在之后的權(quán)利要求中。
本發(fā)明方法的一個優(yōu)點是允許有選擇地在陰極射線管內(nèi)表面的某些區(qū)域內(nèi)獲得鈣沉積物，而不必采取上述措施來運送被蒸發(fā)的金屬。


從參照附圖對下面本發(fā)明一個實施例的詳細(xì)說明中，本發(fā)明方法的更多優(yōu)點及特征對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得明顯，其中-圖1以曲線圖形式示出本發(fā)明方法的某些步驟過程中，陰極射線管的內(nèi)壓隨著時間函數(shù)的變化；-圖2類似于圖1表示本發(fā)明優(yōu)選實施例中壓力時間的變化。
具體實施例方式
為了在任何真空操作的系統(tǒng)內(nèi)，特別是陰極射線管內(nèi)進(jìn)行鈣蒸發(fā)，可采用本發(fā)明的這種方法。在已知方法中，采用以鋇為基礎(chǔ)的可蒸發(fā)吸氣器，蒸發(fā)是最后一步，且在系統(tǒng)密封之后進(jìn)行。相反，本發(fā)明方法的特征在于，在抽空過程中或在兩個不同的抽空步驟之間進(jìn)行鈣蒸發(fā)，然后進(jìn)行系統(tǒng)密封。
本發(fā)明包括已知的第一步驟，其中，將至少一個含有空氣穩(wěn)定鈣化合物的可蒸發(fā)吸氣器引入系統(tǒng)內(nèi)，在本發(fā)明的方法中，可采用任何使用鈣作為吸氣元素的已知裝置。例如，可采用上面引用的國際專利申請WO01/01436或意大利專利申請MI2001A00273中描述的可蒸發(fā)吸氣器。從下面說明中變得更加清楚，可蒸發(fā)吸氣器必須置于將要獲得鈣沉積物區(qū)域的中央周圍。在陰極射線管的情況下，最好將可蒸發(fā)吸氣器放置在天線或陽極鈕區(qū)域內(nèi)。
如圖1所示，該方法意味著用泵、更常見地是用泵組(多臺不同類型泵的系統(tǒng))來抽空系統(tǒng)。當(dāng)圖中所示P1壓力剛到達(dá)，高于利用抽空所要達(dá)到的最終壓力，便對吸氣器進(jìn)行加熱操作(圖中R所示)，以使鈣蒸發(fā)；通常利用設(shè)置在系統(tǒng)外部其位置對應(yīng)于裝置本身的線圈產(chǎn)生感應(yīng)進(jìn)行這一操作。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，此步驟持續(xù)預(yù)定一段時間，通常在大約30秒至45秒之間。在此步驟過程中，裝置內(nèi)所捕集的氣體被釋放，從而使得圖中所示壓力略微增大。令人驚訝的是，盡管沒有采取任何用于運送蒸發(fā)金屬的常用措施，但在所述蒸發(fā)過程中，在系統(tǒng)整個內(nèi)部空間也沒有出現(xiàn)鈣原子擴(kuò)散現(xiàn)象。事實上在蒸發(fā)過程中，被蒸發(fā)的鈣原子開始在系統(tǒng)內(nèi)部擴(kuò)散，但由于與大氣分子或與吸氣器自身釋放的氣體碰撞，它們又被“反射”回來。這樣一來，系統(tǒng)內(nèi)部存在的氣體具有防止鈣原子沉積在非所要求區(qū)域的效果，這種非所要求的區(qū)域在陰極射線管的情況下例如屏幕區(qū)域或電極之間區(qū)域。相反在這些條件下，鈣原子幾乎只是沉積在最初設(shè)置可蒸發(fā)吸氣器位置的附近區(qū)域內(nèi)，例如，在陰極射線管的情況下，為天線或陽極鈕附近區(qū)域。
壓力P1值必須高于該系統(tǒng)工作時的內(nèi)壓P2值，但低于空氣壓力，因為這將足以使鈣失去活性而在隨后的加熱步驟中被蒸發(fā)。事實上，要避免殘留在系統(tǒng)內(nèi)的大氣粒子可能完全浸透剛形成的吸氣沉積物，因而使得在系統(tǒng)正常操作過程中達(dá)不到氣體吸附。經(jīng)實驗證實，壓力P1最好是在約10-4至10-5hPa之間。
接著，繼續(xù)進(jìn)行抽空操作，直至到達(dá)壓力值P2，通常該壓力P2在大約10-5至10-6hPa之間，在此壓力下密封系統(tǒng)(圖中用S表示的步驟)。
在本發(fā)明方法的優(yōu)選實施例步驟R的過程中，用適當(dāng)?shù)拈y門斷開系統(tǒng)與泵組來中斷抽空操作。參照圖2，在這種情況下的方法包括三個主要步驟(除了將吸氣器引入系統(tǒng)內(nèi)以及最后密封該系統(tǒng)外)，即第一抽空步驟E1，其中，使壓力達(dá)到P1值；吸氣器進(jìn)行加熱步驟R，使鈣蒸發(fā)，在該過程中用適當(dāng)?shù)拈y門將系統(tǒng)與泵組斷開；以及第二抽空步驟E2，再次開啟所述閥門進(jìn)行這一步驟，并將系統(tǒng)壓力降至P2值，在該壓力下進(jìn)行密封步驟S；在此最后步驟中，消除在步驟R過程中由于除氣而逸出的大部分氣體。這種實施例是優(yōu)選的，因為在步驟R過程中斷抽吸，使得壓力由于管內(nèi)部組件的除氣而升高，這有助于被蒸發(fā)鈣原子的“反向散射”效應(yīng)。在這種實施例中，壓力值P1和P2與先前所示的相同。
通過所獲得的鈣膜使剩余壓力降至大約10-7hPa的最終壓力值，此壓力對于系統(tǒng)例如陰極射線管的正確操作是必需的。
本發(fā)明方法在鋇吸氣器的情況下不能應(yīng)用，因為該元素的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于(超過三倍)鈣質(zhì)量，利用氣體分子使鋇“反向散射”僅可能發(fā)生在相當(dāng)高的壓力值下，該壓力值要高于大約10-2hPa；在這種條件下，剛形成的鋇膜立即就會由于大量氣體的吸附而被消耗掉，從而不能在陰極射線管的使用期間有效地保持真空。
本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明自身范圍的情況下，可對所述和舉例的實施例進(jìn)行合理的改變和/或補(bǔ)充。例如，可利用任何一種能設(shè)置在系統(tǒng)自身內(nèi)部某限定位置上的敞開容器將可蒸發(fā)吸氣材料引入該系統(tǒng)內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在真空操作的系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行鈣蒸發(fā)的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟-向所述系統(tǒng)內(nèi)引入至少一種可蒸發(fā)吸氣器，所述可蒸發(fā)吸氣器含有空氣穩(wěn)定鈣化合物；-開始抽空所述系統(tǒng)，直至到達(dá)壓力值P1；-從所述穩(wěn)定化合物加熱(R)所述可蒸發(fā)吸氣器直至到達(dá)鈣蒸發(fā)溫度；-繼續(xù)抽空所述系統(tǒng)，直至到達(dá)小于P1的壓力值P2；-密封所述系統(tǒng)(S)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述抽空步驟由兩個步驟組成，第一步驟(E1)直至到達(dá)壓力P1，以及第二步驟(E2)直至到達(dá)壓力P2，所述兩個抽空步驟通過所述加熱步驟(R)分開，在所述加熱步驟(R)過程中，所述抽空步驟被中斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述壓力值P1在大約10-4至10-5hPa之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述鈣化合物是CaAl2或三元合金Ca-Ba-Al，在所述三元合金中，以重量計，鋁的含量在53％至56.8％之間，鈣的含量在36％至41.7％之間，鋇的含量在1.5％至11％之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述鈣化合物與鎳或鈦混合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在真空操作的系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行鈣蒸發(fā)的方法。該方法包括以下步驟向所述系統(tǒng)內(nèi)引入至少一種可蒸發(fā)吸氣器，該可蒸發(fā)吸氣器包含有空氣穩(wěn)定鈣化合物；開始抽空該系統(tǒng)，直至到達(dá)壓力值P
文檔編號H01J7/18GK1550022SQ02817195
公開日2004年11月24日 申請日期2002年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月14日
發(fā)明者科拉多·卡雷蒂, 喬治·隆戈尼, 科拉多 卡雷蒂, 隆戈尼 申請人:工程吸氣公司