CA2342951A1 - Dispositif de masque pour tube cathodique de visualisation en couleur a ecran plat a masque d'ombre tendu en alliage fe-ni - Google Patents
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Abstract
Dispositif de masquage pour tube cathodique de visualisation en couleur à écran plat, comprenant un cadre support pour masque d'ombre tendu et un masqu e d'ombre tendu. Le cadre support est en alliage Fe-Ni durci ayant un coefficient de dilatation thermique entre 20.degree.C et 150.degree.< à 5x10-6/K et une limite d'élasticité Rp0,2 à 20.degree.C >à 700 MPa ; le masque d'ombre tendu est en alliage Fe-Ni aya nt un coefficient de dilatation thermique entre 20.degree.C et 150.degree.C < à 3x10 -6/K ; les alliages Fe- Ni sont choisis de telle sorte que : en dessous d'une température T1, le coefficient dé dilatation moyen .alpha.20-T, entre 20.degree.C et T, de l'alliage du cadre support est > au coefficient de dilatation moyen .alpha.-20-T de l'alliage du masque d'ombre, au dessus de T1, le coefficient .alpha.20-T, de l'alliage du cadre est < au coefficient .alpha.20-T de l'alliage du masque d'ombre. Avec T1 < 350.degree.C, et de préférence < 300.degree. C.
Description
DISPOSITIF DE MAS UE POUR TUBE CATHODIQUE DE
VISUALISATION EN COULEUR A ~CRAN PLAT A MASQUE D'OMBRE
TENDU EN ALLIAGES Fe-Ni La présente invention concerne un dispositif de masquage pour tube cathodique de visualisation en couleur à écran plat, du type compre~iant un cadre support pour masque d'ombre tendu et un masque d'ombre tendu monté sur le cadre support.
Les tubes cathodiques de visualisation en couleur comportent, de façon 1o connue, un écran de visualisation muni de photophores, un canon à électrons produisant 3 faisceaux d'électrons et un dispositif de masquage, constitué
d'un masque d'ombre monté sur un cadre support, disposé en regard de l'écran de visualisation et destiné à assurer une bonne qualité de l'image visualisée. Le masque d'ombre est constitué d'une feuille métallique percée d'une pluralité
de trous ou de fentes à travers lesquels les 3 faisceaux d'électrons passent pour aller exciter les photophores disposés sur l'écran. La qualité de l'image obtenue est d'autant meilleure que l'aïignement entre les photophores, les trous du masque d'ombre et les faisceaux d'électrons est précis. Lorsque le tube de visualisation est en fonctionnement, une partie significative des faisceaux d'électrons est interceptée par 20 fe masque d'ombre, ce qui engendre des échauffements locaux de celui-ci pouvant le déformer et donc détériorer la qualité de l'image visualisée. De plus, ta qualité de l'image peut également être détériorée par les vibrations 'du masque d'ombre provoquées par des sources de vibration diverses. Pour obtenir des images de bonne qualité, le masque d'ombre doit d'une part, étre peu sensible aux échauffements focaux, d'autre part, avoir une fréquence propre de vibration suffisamment élevée pour que l'amplitude de ces vibrations ne perturbe pas ia couleur des images par un désaiignement des faisceaux d'électrons, des trous du masque d'ombre et des photophores.
Lorsque l'écran de visualisation est bombé, fe masque d'ombre a une forme 30 qui épouse celle de l'écran, et les problèmes de sensibilité aux échauffements la iocaur et de vibration sont résolus en réalisant le masque d'ombre par emboutissage d'une Teuiile en alliage . e-fVi à très taibfe coefricient de dilatation percée de trous. Le masque d'ombre est simplement soudé sur un cadre support qui n'exerce aucun effort sur le masque d-'ombre. Le cadre paut donc être léger, ce qui présente des avantages.
VISUALISATION EN COULEUR A ~CRAN PLAT A MASQUE D'OMBRE
TENDU EN ALLIAGES Fe-Ni La présente invention concerne un dispositif de masquage pour tube cathodique de visualisation en couleur à écran plat, du type compre~iant un cadre support pour masque d'ombre tendu et un masque d'ombre tendu monté sur le cadre support.
Les tubes cathodiques de visualisation en couleur comportent, de façon 1o connue, un écran de visualisation muni de photophores, un canon à électrons produisant 3 faisceaux d'électrons et un dispositif de masquage, constitué
d'un masque d'ombre monté sur un cadre support, disposé en regard de l'écran de visualisation et destiné à assurer une bonne qualité de l'image visualisée. Le masque d'ombre est constitué d'une feuille métallique percée d'une pluralité
de trous ou de fentes à travers lesquels les 3 faisceaux d'électrons passent pour aller exciter les photophores disposés sur l'écran. La qualité de l'image obtenue est d'autant meilleure que l'aïignement entre les photophores, les trous du masque d'ombre et les faisceaux d'électrons est précis. Lorsque le tube de visualisation est en fonctionnement, une partie significative des faisceaux d'électrons est interceptée par 20 fe masque d'ombre, ce qui engendre des échauffements locaux de celui-ci pouvant le déformer et donc détériorer la qualité de l'image visualisée. De plus, ta qualité de l'image peut également être détériorée par les vibrations 'du masque d'ombre provoquées par des sources de vibration diverses. Pour obtenir des images de bonne qualité, le masque d'ombre doit d'une part, étre peu sensible aux échauffements focaux, d'autre part, avoir une fréquence propre de vibration suffisamment élevée pour que l'amplitude de ces vibrations ne perturbe pas ia couleur des images par un désaiignement des faisceaux d'électrons, des trous du masque d'ombre et des photophores.
Lorsque l'écran de visualisation est bombé, fe masque d'ombre a une forme 30 qui épouse celle de l'écran, et les problèmes de sensibilité aux échauffements la iocaur et de vibration sont résolus en réalisant le masque d'ombre par emboutissage d'une Teuiile en alliage . e-fVi à très taibfe coefricient de dilatation percée de trous. Le masque d'ombre est simplement soudé sur un cadre support qui n'exerce aucun effort sur le masque d-'ombre. Le cadre paut donc être léger, ce qui présente des avantages.
2 Lorsque l'écran de visualisation est plat, le masque d'ombre peut être une feuille non emboutie fixée par exempte par soudage sur un cadre support préalablement comprimé qui exerce ensuite une tension sur ie masque d'ombre.
Le masque d'ombre est alors dit « tendu ». La tension du masque d'ombre est destinée, s d'une part à résoudre le problème de la sensibilité aux yécbauffements locaux, et d'autre part à augmenter la fréquence propre de vibration du masque d'ombre pour atténuer l'amplitude de ces vibrations. Cette solution suppose notamment l'utilisation d'un matériau dont les caractéristiques permettent de maintenir une tension suffisante dans le domaine de température de fonctionnement du tube cathodique lo (approximativement 100°C), et cela après un chauffage à environ 600°C fors du procédé de fabrication du tube cathodique. En effet le masque d'ombre monté
tendu sur son cadre support est chauffé une première fois aux environs de 600°C
pour provoquer une oxydation appelée « blackening», puis, une deuxième fois au voisinage de 45~°C, après montage de l'ensemble dans le tube cathodique, lors du ls scellement de ia dalle-écran sur fe cône de verre et enfin une troisième fois au voisinage de 380°C lors de la mise sous vide du tube cathodique. Ces chauffages peuvent provoquer un fluage du masque d'ombre et de son cadre qui peut détendre le masque d'ombre.
Pour fabriquer un masque d'ombre tendu et son cadre support, on a proposë
2o d'utiliser un acier faiblement allié (c'est-à-dire, contenant, en général, moins de 5%
d'éléments d'alliage). Mais, le coefficient de dilatation thermique de cet acier étant élevé, la tension du masque d'ombre doit être supérieure à 200 MPa pour éviter les déformations dues aux échauffements locaux. Cette solution conduit à un cadre tourd, dont le poids peut atteindre, voire dépasser, 6 kg.
Pour fabriquer un masque d'ombre tendu et son cadre support, on égaiement proposé de réaliser le masque d'ombre en alliage Fe-iii à faible coefficient de dilatation et fe cadre en acier. Mais, il est alors nécessaire de prévoir des moyens pour éviter de provoquer des surtensions du masque d'ombre pendant les échauffements à 600°C, faute de quoi, le masque d'ombre se déchire pendant ;u cette opération.
Pour fabriquer un masqua d'ombre tendu et sen cadre support, an a aussi proposé de réaliser ie masque d'ombre et ie cadre support en alliages Fe-hii à
faible
Le masque d'ombre est alors dit « tendu ». La tension du masque d'ombre est destinée, s d'une part à résoudre le problème de la sensibilité aux yécbauffements locaux, et d'autre part à augmenter la fréquence propre de vibration du masque d'ombre pour atténuer l'amplitude de ces vibrations. Cette solution suppose notamment l'utilisation d'un matériau dont les caractéristiques permettent de maintenir une tension suffisante dans le domaine de température de fonctionnement du tube cathodique lo (approximativement 100°C), et cela après un chauffage à environ 600°C fors du procédé de fabrication du tube cathodique. En effet le masque d'ombre monté
tendu sur son cadre support est chauffé une première fois aux environs de 600°C
pour provoquer une oxydation appelée « blackening», puis, une deuxième fois au voisinage de 45~°C, après montage de l'ensemble dans le tube cathodique, lors du ls scellement de ia dalle-écran sur fe cône de verre et enfin une troisième fois au voisinage de 380°C lors de la mise sous vide du tube cathodique. Ces chauffages peuvent provoquer un fluage du masque d'ombre et de son cadre qui peut détendre le masque d'ombre.
Pour fabriquer un masque d'ombre tendu et son cadre support, on a proposë
2o d'utiliser un acier faiblement allié (c'est-à-dire, contenant, en général, moins de 5%
d'éléments d'alliage). Mais, le coefficient de dilatation thermique de cet acier étant élevé, la tension du masque d'ombre doit être supérieure à 200 MPa pour éviter les déformations dues aux échauffements locaux. Cette solution conduit à un cadre tourd, dont le poids peut atteindre, voire dépasser, 6 kg.
Pour fabriquer un masque d'ombre tendu et son cadre support, on égaiement proposé de réaliser le masque d'ombre en alliage Fe-iii à faible coefficient de dilatation et fe cadre en acier. Mais, il est alors nécessaire de prévoir des moyens pour éviter de provoquer des surtensions du masque d'ombre pendant les échauffements à 600°C, faute de quoi, le masque d'ombre se déchire pendant ;u cette opération.
Pour fabriquer un masqua d'ombre tendu et sen cadre support, an a aussi proposé de réaliser ie masque d'ombre et ie cadre support en alliages Fe-hii à
faible
3 coefficient de dilatation, l'alliage Fe-Ni du cadre support pouvant étre identique ou différent de l'alliage Fe-Ni du masque d'ombre. Cette solution peut éngendrer des défauts au niveau du masque d'ombre, ces défauts étant visibles après le chauffage à 600°C. En effet, le cadre. support, de forme généralement rectangulaire, comporte s deux montants d'extrémité sur lesquels ie masque d'ombre est fixé et deux montants latéraux qui assurent le maintien de l'écartement des montants d'extrémité. Le masque d'ombre, également de forme génëralement rectangulaire, est fixé aux montants d'extrémité, généralement par soudage, le long de deux de ses côtés opposés, En tout état de cause, la tension exercée sur le masque d'ombre dans le lo sens longitudinal engendre une tension dans le sens transversal. Pendant le chauffage à haute température, ces tensions peuvent engendrer des phénomènes de fluage qui, du fait des trous ou des fentes que comporte le masque d'ombre, peuvent engendrer un allongement dans le sens transversal du masque d'ombre.
Si lors du chauffage à 600°C, les montants d'extrémité du cadre support se dilatent m autant ou plus que le masque d'ombre, fa tension initiale dans le sens transversal sera conservée ou accentuée. Après retour à la température ambiante, les montants d'extrémité du cadre support retrouvent leur dimension d'origine, alors que le masque d'ombre a une largeur légèrement augmentée du fait du fluage. Ce phénomène peut conduire à des ondulations du masque d'ombre le rendant 2o inutilisable. Ce défaut qui est d'autant plus important que le masque d'ombre est de grande dimension, peut être aggravé par le fait qu'au refroidissement après le maintien à 000°C, fe masque d'ombre se refroidit plus vite que ie cadre.
Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvënients en proposant un moyen pour fabriquer un masque d'ombre tendu et son cadre support ~s peu sensibles aux échauffements locaux, ayant une fréquence propre de vibration convenable et ayant une bonne planéité après I~s chauffages à haute température résultant des opérations de fabrication .
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de masquage pour tube cathodique de vi~uaiisation en couleur à écran plat, du type comprenant un cadre o suppori pour masque d'ombre tendu et un masque- d'ombre tendu monté sur le cadre support de façon à étre soumis à c.me tansion â la température ambiante.
Le cadre support est en alliage Fe-h~i durci avant un COefffCVent de dilatation thermique
Si lors du chauffage à 600°C, les montants d'extrémité du cadre support se dilatent m autant ou plus que le masque d'ombre, fa tension initiale dans le sens transversal sera conservée ou accentuée. Après retour à la température ambiante, les montants d'extrémité du cadre support retrouvent leur dimension d'origine, alors que le masque d'ombre a une largeur légèrement augmentée du fait du fluage. Ce phénomène peut conduire à des ondulations du masque d'ombre le rendant 2o inutilisable. Ce défaut qui est d'autant plus important que le masque d'ombre est de grande dimension, peut être aggravé par le fait qu'au refroidissement après le maintien à 000°C, fe masque d'ombre se refroidit plus vite que ie cadre.
Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvënients en proposant un moyen pour fabriquer un masque d'ombre tendu et son cadre support ~s peu sensibles aux échauffements locaux, ayant une fréquence propre de vibration convenable et ayant une bonne planéité après I~s chauffages à haute température résultant des opérations de fabrication .
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de masquage pour tube cathodique de vi~uaiisation en couleur à écran plat, du type comprenant un cadre o suppori pour masque d'ombre tendu et un masque- d'ombre tendu monté sur le cadre support de façon à étre soumis à c.me tansion â la température ambiante.
Le cadre support est en alliage Fe-h~i durci avant un COefffCVent de dilatation thermique
4 entre 20°C et 150°C inférieur â 5x10~/K et une limite d'élasticité Rp0,2 à 20°C
supérieure à 700 IVil3a. Le masque d'ombre tendu est en alliage Fe-Ni ayant un coefficient de dilatation thermique entre 20°C et 150°C
inférieur à 3x10-6/K. L'alliage Fe-Ni durci dont est constitué le cadre support et l'alliage Fe-Ni dont est constitué le s masque d'ombre sont choisis de telle sorte que, en dessous d'une température T,, le coefficient de dilatation moyen a2o_T, entre 20°C et la température T, de l'alliage Fe-Ni durci dont est constitué le cadre support est supérieur au coefficient de dilatation moyen a2°_T, entre 20°C et Ea température T, de l'alliage Fe-Ni dont est constitué le masque d'ombre ; au dessus de ladite températuré T" le coefficient de dilatation to moyen a2°_;, entre 20°C et la température T, de l'alliage Fe-Ni durci dont est constitué ie cadre support est inférieur au coefficient de dilatation moyen a~o_T, entre 20°C et la température T, de l'alliage Fe-Ni dont est constitué le masque d'ombre ;
ladite température T; est inférieure â 350°C, et de préférence inférieure à 300°C.
~e préférence, l'alliage Fe-Ni durci dont est constitué le cadre support est un is alliage FeNi du type « durci y' » dont fa composition chimique comprend, en poids 40,5% < Ni + Co + Cu < 43,5°rô
0% < Co < 5%
0% < Cu < 3%
1,5% < T i < 3,5%
20 0,05% < AI < 1 C < 0,05%
Si < 0,5%
Nin < 0,5%
S < 0,01 P < 0,02%
le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élabor ation, et l'aliiage F e-Ni dont est constitué le masque d'ombre est un alliage Fe-t~i dont la composition comprend, en poids i~°io < I~l¿ + GO + Cu < ~7°ié
.0 O°iô < GO < 5,5°~ô
O~ô < CU G ~o~
O%<I~b+ Tay~o+V~~+îrG2oô
0 < Mn < 0,5%
Si < 0,2%
C < 0,02%
S < 0,01 s P < 0,02%
Le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.
La composition chimique de l'alliage Fe-Ni dont est constitué le mâsque d'ombre~peut, par exemple, être telle que 32% < Ni + Co + Cu < 35,5%
0%<Co<4%
0% < Cu < 2%
0%< Nb+Ta-~ Mo+W+Zr<0,2%
La composition chimique de l'alliage Fe-Ni dont est constitué le masque d'ombre peut, ~galemenfi, âtre relie que rs 33,5% < Ni + Co + Cu < 37%
0% < Co < 5,5%
0%<Cu<2%
0,2%< Nb+Ta+Mo+W+Zr<2%
Dans un autre mode de réalisation, l'alliage Fe-Ni durci dont est constitué le cadre support peut être un alliage FeNi du type o durci y' » dont fa composition chimique comprend, en poids 43,5% < Ni + Co + Cu < 45,5%
0°ô < Co < 5%
0°~~ < Cu < . 3%
2s 1,5°~ô < Ti < 3,5%
0,05°iô < AI < 1 °~ô
C < 0,05%
Si < 0,5°~~, fV~n < 0,~°ô
îo S < 0,01 P < 0,02%
le r este étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration, et l'alliage Fe-Ni dont est constitué le masque d'ombre peut être un alliage Fe-Ni dont la composition comprend, en poids :
35,5% < Ni + Co + Cu < 37%
0% < Co < 5,5%
0% < Cu < 2%
0 < Mn < 0,5%
Si < 0,2%
C < 0,02%
S<0,01%
lo P < 0,02%
Le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.
L'invention concerne égaiement un masque d'ombre tendu constitué d'un aiiiage re-iii dont la composition chimique comprend, en poids 32%<Ni+Co+Cu<37%
l~ O% < CO < 5,5%
O%<Cu<2%
0%<Nb+Ta+Mo+lî,l+zr<2%
0 < Mn < 0,5°ô
Si < 0,2%
zo C < 0,02%
S<0,01%
P < 0,02%
Le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.
La composition chimique de l'alliage Fe-Ni dont est constitué le masque 2~ d'ombre peut, de préférence; étre telle que:
~2°/ô < NI + Co + CU < 35,5%
0%<Co<4%
0°~ < Cu < 2°rô
0%<rJb+Ta+I~o+W+'r<0,2°~
La c omposition chimique de l'alliage =e-f'~i dont est constitué f~ masque ombre aeut égaferr~ern être te.ile que:
33,5% < foi + Co + Cu < 37°ô
0% < Co < 5,5%
0% < Cu < 2%
0,~%<Nb+Ta+Mo+W+Zr<2%
Enfin, le cadre peut aussi ëtre constitué d'un alliage Fe-Ni durci du type s « durci béryllium », « durci carbures » ou du type « durci par solution solide ».
L'invention va mainténant étre décrite plus en détails et illustrée par des exemples, mais de façon non (imitative, en regard des figures annexées dans lesquelles - la figure 1 représente en perspective, de façon schématique, un dispositif de lo masquage pour tube cathodique de visualisation en couleur à écran plat, Le dispositif de masquage pour tube cathodique de visualisation en couleur à
écran plat représenté à la figure 1 comprend un masque d'ombre 1 constitué
d'une feuille percëe d'une pluralité de trous 2, et un cadre support 3 comportant des montants latéraux 4 (un seul visible sur la figure) et des montants d'extrémité 5 et 5'.
Le masque d'ombre 1 est fixé par exemple par soudage sur les ar~tes supérieures 6 et 6' des montants d'extrémité 5 et 5'.
Lors du montage, le cadre support 3 est soumis à des efforts de compression (pétites flèches sur la figure 1 ) destinés à engendrer une déformation élastique qui réduit l'écartement des montants d'extrémité 5 et 5', et le masque d'ombre est 20 soumis à des efforts de traction (grosses flèches sur la figure 1 ) destinés à
engendrer une déformation élastique d'allongement. Le masque d'ombre est alors fixé par soudage sur le cadre support et les efforts de compression et de traction sont supprimés. Cependant, des déformations élastiques du cadre support et du rhasque d'ombre subsistent, si bien que le masque d'ombre reste soumis à une ~s tension.
Le dispositif constitué du cadre support et du masque d'ombre est alors porté
à une température d'environ 600°G dans une atmosphère légèrement oxydante, de fa~.on à créer en surface une fine couche d'oxyde. Cette opération est appelée communément « blacKen;ng ». Puis le dispositif est monté dans le tube cathodique ;o et celui-;~i est scellé à une température voisine de 450°C
pen~iant_environ 1 heure.
Enfin, le tube cathodique est mis sous vide, et au cours de Cette opération , il est chauffé au voisinage de 380°G. L ors de ces différents chauffages, et en particulier Ö
lors du chauffage au voisinage de 600°C, fe cadre et le masque d'ombre se dilatent.
Lorsque Ee cadre et le masque d'ombre sont constitués de matériaux difFérents, les dilatations du cadre et du masque d'ombre sont différentes. En partiçulier, si, à
600°C, ia dilatation du cadre est supérieure à ta dilatation du masque, la différence s de dilatation engendre une tension suppiémentaire du masque d'ombre qui peut engendrer un fluage du masque d'ombre. Ce fluage, si il est trop important, a un double effet dans le sens longitudinal, c'est à dire parallèlement aux montant latéraux, le fluage augmente fa longueur du masque d'ombre à la température ambiante ce io qui en diminue la tension ; un faible fluage est favorable, voir souhaité
car cela permet de symétriser la répartition en largeur des contraintes de tension.
Mais, si ce fluage est trop important, la tension du masque d'ombre devient trop faible, et de ce rait, les fréquencespropre~e vibration du masque d'ombre deviennent trop faibles.
zs - dans le sens transversal, c'est à dire parali~fement aux montants d'extrémité, le fluage augmente fa largeur du masque d'ombre à la température ambiante qui devient supérieure à la longueur des montants d'extrémité sur lesquels ü est fixé
par soudage ; il en résulte la formation d'ondulations. Ce phénomène est d'autant plus marqué que le masque d'ombre est percé d'une multitude de trous ou de 2o fentes qui en diminuent la section effective. En particulier, entre les fentes, la section est évidemment réduite et donc la contrainte de tension est augmentée, il en résulte des risque de fluage beaucoup plus importants.
Les inventeurs ont constaté eue ces deux inconvénients pouvaient être évités si on utPi~sait pour réaliser fe masque d'ombre et In cadre support, des alliages choisis comme cela va stre indiqué ci après.
Le masqua d'ombre doit étre constitué d'un alliage Fe-Ni ayant un coefficient de dilatation thermique moyen entre 20°C et 150°C (o;zo-,so) inférieur à 3x10-6/K de façon à étra peu sensible aux échauffements locau>; lorsque le tube cathodique est en J..rv,c...
;r. L e cadi° doii ëtre constitué d'un alliage ~e-Ni durci ayant une limite d'élasticité
F;pO,% â ?0°C supérieure à 700 fU~a de façon a pouvoir supporter les efforts de tension du masque d'ombre. De pies, cet alliage doit avoir un coefficient de dilatatiori thermique moyen entre 20°C et 150°C (a2o_,50) supérieur à celui de l'alliage dont est constitué le masque d'ombre, de façon à éviter de détendre le masque d'ombre en cas d'échauffement, mais ce coefficient doit néanmoins rester infërieur à 5x10-afin d'éviter d'engendrer des surtensions trop importantes dans le masque d'ombre.
s En outre, et pour éviter les inconvénients résultant des chauffages à haute température signalés plus haut, au dessus de 350°C, et mieux, au dessus de 300°C, le coefficient de dilatation moyen entre 20°C et une température T
quelconque supérieure à 350°C, ou mieux supérieure à 300°C, a2o_T, de l'alliage dont est constitué ie cadre doit être inférieur au coefficient de dilatation thermique moyen lo correspondant de l'alliage dont est constitué le masque d'ombre. En effet, si il en est ainsi, à haute température, les dimensions du masque d'ombre seront plus augmentées que celles du cadre et il en résultera que lés tensions exercées sur le masque d'ombre seront relâchés ; il n'y aura pas ou peu de fluage.
L'ensemble des conditions relatives aux coefficients de dilatation peut s'exprimer 1> de façon équivalente comme cela a été fait plus haut, en faisant intervenir une température T , inférieure à 350°C ou mieux inférieure à 300°C, telle que , pour toute tempér ature T
- si T < T1, alors a2o_Tpoor fe masque d'ombre < a2o_Tpour le cadre (au mains pour T
> ?0°C)~
20 - si T > T1, aiors aZO_Tp~ur le masque d'ombre > a2°_Tpour ie cadre (au moins pour T
jusqu'à 600°C}.
Pour satisfaire ces conditions, le cadre peul être constitué d'un alliage Fe-Ni durci du type « durci °~' » dont la composition chimique comprend, en poids 40.5% < Ni + Ca + Cu < 43,5%
O°/ô < CO < 5%
0°/ô < Cu < 3%
1,~°/a < Tf < 3,~°iô
O,O~~ô < Ai < 1 %
-, 0,05°iô
3c' S~ ' O,c~°
~n < 0.~°r~
S < 0,01 °r~
P < 0,02%
le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.
Dans cet alliage, les éléments Co et Cu ne sont pas indispensables et peuvent être à l'état de traces ou même absents. II en est de même des éléments C, s Si, Mn, S et P.
Le masque d'ombre peut alors être constitué d'un alliage Fe-Ni dont la composition comprend, en poids 32% < Ni + Co + Cu < 37%
0%<Co<5,5%
0% '~ CU < 2%
0%<Nb+Ta+Mo+W+Zr<2%
0<Mn<0,5%
Si < 0,2%
c < o,a2%
S < 0,01 °iô
m P < 0,02%
Le reste étant du ïer et des impuretés résultant de l'élaboration.
Dans cet alliage, les éléments Co et Cu ne sont pas indispensables et peuvent être à l'état de traces ou même absents. II en est de même des éléments C, 2o Si, Mn, S et P.
De même, les éléments Nb, Ta, Mo, W et Zr ne sont pas indispensables, et peuvent être à l'état de traces ou même absents. Néanmoins, en quantité
significative, c'est à dire lorsque la somme de leur teneurs est supérieure à
0,2%
environ, ces éiérnents augmentent la tenue âu fluage ce qui est favorable puisque ?~ cela diminue les risques engendrés par les chauffages à haute tempér ature.
Cependant, ces éléments ont une effet sur ie coefficient de dilatation, aussi, il est préfér able de choisir - soit un alliage dont ia composition chimique est telle que ~'~oô < NI * ~,0 -+- CL! < 35.x%
~°io<C~<2°/Ç
°/0 < Nb ' ~ G + MO T W ~ ~¿ < O,2%
- soit un alliage dont la composition chimique est telle que 33,5% < Ni + Co + Cu < 37%
0%<Co<5,5%
0%<Cu<2%
0,2% < Nb + Ta + Mo + W + Zr < 2%
A titre d'exemple, on peut utiliser pour le cadre, un alliage Fe-Ni du type « durci 'y' » Fe-42,5Ni-2,6Ti-0,2AI (environ 42,5% de nickel, 2,6% de titane et 0,2%
d'aluminium, pour ce qui est des éléments principaux), et un alliage Fe-Ni du type i=e-34,7Ni pour le masque d'ombre. L'alliage durci a une (imite d'élasticité
Rp0,2 à
l0 20°C supérieure à 700 MPa à l'état durci, et les coefFicients de dilatation moyens sont T= 50C T = 150C T= 225C T= T=400C T = 500CT= 600C
Fe-a2,snr-2,sTi-0,2AI3x10-6/K3,4x10-61K4x10-/K 5,4x10'6lK7,9x10'6IK9,5x10-6/K~0,8x10~61K
i Fe-s4,~Ni 0,8x10-61K2x10-/K 4x10'!K ~ 6,6x10-/K9,1x 10x10-6/K12x10-61K
I ~ i0'6IK I
i Dans ce cas, T~ est égale à 225°C. De ce tait, le masque c~~omdre a une Tension et une planéitë satisfaisante après intégration dans fe tube cathodique, y compris pour les écrans de grande dimension dont les diagonales font 68cm, 80cm, 90cm, voire na plus.
En utilisant toujours l'alliage Fe-42,5Ni-2,6 T i-0,2AI pour ie cadre et 1'alfiage Fe-3GNi-1,2Nb pour le masque d'ombre, les coefficients de dilatation moyens sont o-_ T = 50C T= 150CT= 225CT = 300CT=400G T= 500C T= 600C
Fe-~~2,5Ni-2,6Ti-o,2Al3,4x10-61K4x10-6IK5,4x10'61K7,9x10-6/K9,5x10-6IK ~0,8x~0-e/K
3x10-6/K ~
Fe-sNi-i,2Nb 1,2x10-6/K2,1x10-5lK4x10-6IK~ 6,5x10'6lK9 x10-6/K10.7x106/K ' i 11,9x10-61K
Dans ce cas, T, est égale à 225°G. De ce fait, ie masque ci ombre a une tension et une planéité satisfaisante après intégration dans ie tube cathodique, y compris pour ?o les écr ans de gr ande dimension dont les diagonales font 68cm, 80cm, 90cm, voire plus.
A titre de comparaison, lorsque le cadre est en alliage Fe-42,5Ni-2,5Ti-0,2AI, ~i i8 m2,SC~Ue i~~Ombre °n ~ ~'_3t~i~l ~aiilâÇ~e ihlU.~~.~:~F%
CiaSSiqu°), ieS COeffiCientS de dilatation i sont rv T = 50°C ~ T= 150°C I T = 200°C T = 300°C ~
T=400°C ' T = 500°C ~ T = 600°C I
¿ u2~_T j ~ ' i I;
i I
Fs-42,5Ni-2,aTi-0.2r~1 ~ 3>;10'6/K ~ 3,4x10-6IK ; 3,$x10~6/K i 5,4x10-6/K
7,9x10-°/K ; 9,5x10-°/K ~ 10,8>,10~°/K
i r=e-3ôNi 'i 0,8x10-'!K ' 1,4x10-°/K j 2x10-°/K ~ 5 x10'°!K ~ 7,8x10-6/K i 9,6x10-6/K I li.7oo°IK I
Dans ce cas, T, est égale à environ 440°C. Et on constate que le masque d'ombre bien qu'ayant une tension satisfaisante peut présenter des ondulations aprés intégration dans le tube cathodique notamment lorsque les écrans sont de grande dimension. En effet, le risque d'ondulation est d'autant plus important que les écrans ~ sont grands. Pour les cadres pas trop grands (diagonale inférieure à 76 cm), cette solution peut donner des résultats satisfaisants, encore que ce ne soit pas toujours avec une bonne fiabilité du fait des dispersions inhérentes à toute production industrielle.
Dans un autre mode de rélisation, L'alliage Fe-Ni durci dont est constitué le lo cadre support peut être un alliage FeNi du type « durci y' » dont la composition chimique comprend, en poids ' 43,5% < N( -i- GO -~- Cu < ~-5,5%
0% < CO < 5%
0°/ô < Cu < 3%
1,5% < ¿ i < 3,5%
1~ - -0;05% < AI < 1 °/ô
C < 0,05%
Si < 0,5%
Mn < 0,5%
°~ S < 0,01 °/ô
P < 0,02%
le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration, et l'alliage Fe-Ni dont est constitué le masque d'ombre peut étre un alliage Fe-Ni dont la composition comprend, en poids ., J 35,5% < Ni + Co -~- Cu < 37%
0% < CE7 < 5,5°/ô
0% < CU < 2°/ô
0<Mn<0,5°~~
Si ~ 0,2 iô
0 G < 0;02%
S<0,01%
~ < 0,02°/n s c as q a2-T T= 50C T= 150C T= 200CT= 300C T=400C T= 500CT= 600C
i Fe-aa,~Ni-2,sii-o,2Ai4,1x10'6/K 4x10-6/K 5x10-6/K 7,2x10-6/K9x10'6/K10,2x10-4,1x10'6/K
Fe-36Ni 0,8x10-6/K 1,4x10-6/K 5 x10-6/K 7,8x10-61K9,6x.10~61K~~X~~~6~K
~ 2x10-6lK
..~,,-,..,.,f.~r.~, nncinYl ., F?
mno t Dans ce cas, T, est égaie a ~uu-~,. UC GC Idll, IG I I AGIO,-jW . ,r v~ ~
~....~ .- .~ -. .- w une planéité satisfaisante après intégration dans le tube cathodique, y compris pour les écrans de gr ande dimension.
Dans ies exemples décrits ci-dessus, le cadre est toujours en alliage Fe-Ni lo Fei'.;i du typ° « durci y' », mais il peut égaiement être réalisé en aifiage Fe-Ni durci du typa « dur~i carbure >,, du type « durci bpryliium » ou du type « durci par solution solide ».
La composition d'un alliage du type « durci carbures » comprend, en poids:
36% < Ni + Co + Cu < 40%
0% < Co < 5%
0% < Cu < 3%
,ô°/o < PVio < 2,8%
0,4% < Cr < 1,5%
0,'! 5°/ô < C < 0,35%
Si < 0,5%
?y Nin ~ 0,5%
S < 0,010ô
P < 0,02°ô
Ie reste étant du fer et des impuretés résultant de L'élaboration.
a composition d'un aüiage du type << durci béryllium » comprend, en poids:
4~-~ô<fvi+'o+Cu<38°%~
(,'% < CU < ~,°/ô
0% < Cu < 3%
0,'i5% < ~'-'~.e- < 1°/ô
Le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.
A titre d'exemple de ce mode de réalisation, fe cadre est réalisé en alliage Fe-44,1 Ni-2,6Ti-0,2AI qui a une Limite d'élasticité Rp0,2 à 20°C à l'état durci supérieure à 7oor~~, et le masque d'ombre est constitué de Fe-36Ni (alliage INVAR~
si ue) Dans ce cas, Les coefficients de dilatation sont :, C < 0,05%
Si < 0,5%
Mn < 1 S < 0,01 P < 0,02%
fe reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.
La composition d'un alliage du type « durci par solution solide » comprend, en poids:
38% < Ni+Co+Cu<42%
0% < Co < 5%
0% < Cu < 3%
1 % < Nb < 4%
C < 0,05%
Si < 0,5%
~n < 0,5%
S < 0,01 P < 0,02%
le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.
Cependant !'uiifisation de l'alliage re-Ni du type « durci y' » présente des avantages par rappori aux alliages du type « durci carbures », « durci béryllium » ou c durci par solution solide ».
~n effet, l'alliage « durci y' » est utilisé à l'état adouci pour former et souder le cadre, et le traitement thermique de durcissement est réalisé sur fe cadre terminé. II
en résulte d'une part que les opérations de mise en forme sont faciles à
réaliser et fis soudures sont durcies par le traitement de durcissement.
~n revanche, les autres alliages durcis doivent être utilisés à l'état durci (avant mise en forme et avant soudage). II en résulte d'une part que fis opérations de mise en forme sont plus difficiles à réaliser et d'autre part que les soudures sont adoucies par ia cf saleur de s oudage.
'I
supérieure à 700 IVil3a. Le masque d'ombre tendu est en alliage Fe-Ni ayant un coefficient de dilatation thermique entre 20°C et 150°C
inférieur à 3x10-6/K. L'alliage Fe-Ni durci dont est constitué le cadre support et l'alliage Fe-Ni dont est constitué le s masque d'ombre sont choisis de telle sorte que, en dessous d'une température T,, le coefficient de dilatation moyen a2o_T, entre 20°C et la température T, de l'alliage Fe-Ni durci dont est constitué le cadre support est supérieur au coefficient de dilatation moyen a2°_T, entre 20°C et Ea température T, de l'alliage Fe-Ni dont est constitué le masque d'ombre ; au dessus de ladite températuré T" le coefficient de dilatation to moyen a2°_;, entre 20°C et la température T, de l'alliage Fe-Ni durci dont est constitué ie cadre support est inférieur au coefficient de dilatation moyen a~o_T, entre 20°C et la température T, de l'alliage Fe-Ni dont est constitué le masque d'ombre ;
ladite température T; est inférieure â 350°C, et de préférence inférieure à 300°C.
~e préférence, l'alliage Fe-Ni durci dont est constitué le cadre support est un is alliage FeNi du type « durci y' » dont fa composition chimique comprend, en poids 40,5% < Ni + Co + Cu < 43,5°rô
0% < Co < 5%
0% < Cu < 3%
1,5% < T i < 3,5%
20 0,05% < AI < 1 C < 0,05%
Si < 0,5%
Nin < 0,5%
S < 0,01 P < 0,02%
le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élabor ation, et l'aliiage F e-Ni dont est constitué le masque d'ombre est un alliage Fe-t~i dont la composition comprend, en poids i~°io < I~l¿ + GO + Cu < ~7°ié
.0 O°iô < GO < 5,5°~ô
O~ô < CU G ~o~
O%<I~b+ Tay~o+V~~+îrG2oô
0 < Mn < 0,5%
Si < 0,2%
C < 0,02%
S < 0,01 s P < 0,02%
Le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.
La composition chimique de l'alliage Fe-Ni dont est constitué le mâsque d'ombre~peut, par exemple, être telle que 32% < Ni + Co + Cu < 35,5%
0%<Co<4%
0% < Cu < 2%
0%< Nb+Ta-~ Mo+W+Zr<0,2%
La composition chimique de l'alliage Fe-Ni dont est constitué le masque d'ombre peut, ~galemenfi, âtre relie que rs 33,5% < Ni + Co + Cu < 37%
0% < Co < 5,5%
0%<Cu<2%
0,2%< Nb+Ta+Mo+W+Zr<2%
Dans un autre mode de réalisation, l'alliage Fe-Ni durci dont est constitué le cadre support peut être un alliage FeNi du type o durci y' » dont fa composition chimique comprend, en poids 43,5% < Ni + Co + Cu < 45,5%
0°ô < Co < 5%
0°~~ < Cu < . 3%
2s 1,5°~ô < Ti < 3,5%
0,05°iô < AI < 1 °~ô
C < 0,05%
Si < 0,5°~~, fV~n < 0,~°ô
îo S < 0,01 P < 0,02%
le r este étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration, et l'alliage Fe-Ni dont est constitué le masque d'ombre peut être un alliage Fe-Ni dont la composition comprend, en poids :
35,5% < Ni + Co + Cu < 37%
0% < Co < 5,5%
0% < Cu < 2%
0 < Mn < 0,5%
Si < 0,2%
C < 0,02%
S<0,01%
lo P < 0,02%
Le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.
L'invention concerne égaiement un masque d'ombre tendu constitué d'un aiiiage re-iii dont la composition chimique comprend, en poids 32%<Ni+Co+Cu<37%
l~ O% < CO < 5,5%
O%<Cu<2%
0%<Nb+Ta+Mo+lî,l+zr<2%
0 < Mn < 0,5°ô
Si < 0,2%
zo C < 0,02%
S<0,01%
P < 0,02%
Le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.
La composition chimique de l'alliage Fe-Ni dont est constitué le masque 2~ d'ombre peut, de préférence; étre telle que:
~2°/ô < NI + Co + CU < 35,5%
0%<Co<4%
0°~ < Cu < 2°rô
0%<rJb+Ta+I~o+W+'r<0,2°~
La c omposition chimique de l'alliage =e-f'~i dont est constitué f~ masque ombre aeut égaferr~ern être te.ile que:
33,5% < foi + Co + Cu < 37°ô
0% < Co < 5,5%
0% < Cu < 2%
0,~%<Nb+Ta+Mo+W+Zr<2%
Enfin, le cadre peut aussi ëtre constitué d'un alliage Fe-Ni durci du type s « durci béryllium », « durci carbures » ou du type « durci par solution solide ».
L'invention va mainténant étre décrite plus en détails et illustrée par des exemples, mais de façon non (imitative, en regard des figures annexées dans lesquelles - la figure 1 représente en perspective, de façon schématique, un dispositif de lo masquage pour tube cathodique de visualisation en couleur à écran plat, Le dispositif de masquage pour tube cathodique de visualisation en couleur à
écran plat représenté à la figure 1 comprend un masque d'ombre 1 constitué
d'une feuille percëe d'une pluralité de trous 2, et un cadre support 3 comportant des montants latéraux 4 (un seul visible sur la figure) et des montants d'extrémité 5 et 5'.
Le masque d'ombre 1 est fixé par exemple par soudage sur les ar~tes supérieures 6 et 6' des montants d'extrémité 5 et 5'.
Lors du montage, le cadre support 3 est soumis à des efforts de compression (pétites flèches sur la figure 1 ) destinés à engendrer une déformation élastique qui réduit l'écartement des montants d'extrémité 5 et 5', et le masque d'ombre est 20 soumis à des efforts de traction (grosses flèches sur la figure 1 ) destinés à
engendrer une déformation élastique d'allongement. Le masque d'ombre est alors fixé par soudage sur le cadre support et les efforts de compression et de traction sont supprimés. Cependant, des déformations élastiques du cadre support et du rhasque d'ombre subsistent, si bien que le masque d'ombre reste soumis à une ~s tension.
Le dispositif constitué du cadre support et du masque d'ombre est alors porté
à une température d'environ 600°G dans une atmosphère légèrement oxydante, de fa~.on à créer en surface une fine couche d'oxyde. Cette opération est appelée communément « blacKen;ng ». Puis le dispositif est monté dans le tube cathodique ;o et celui-;~i est scellé à une température voisine de 450°C
pen~iant_environ 1 heure.
Enfin, le tube cathodique est mis sous vide, et au cours de Cette opération , il est chauffé au voisinage de 380°G. L ors de ces différents chauffages, et en particulier Ö
lors du chauffage au voisinage de 600°C, fe cadre et le masque d'ombre se dilatent.
Lorsque Ee cadre et le masque d'ombre sont constitués de matériaux difFérents, les dilatations du cadre et du masque d'ombre sont différentes. En partiçulier, si, à
600°C, ia dilatation du cadre est supérieure à ta dilatation du masque, la différence s de dilatation engendre une tension suppiémentaire du masque d'ombre qui peut engendrer un fluage du masque d'ombre. Ce fluage, si il est trop important, a un double effet dans le sens longitudinal, c'est à dire parallèlement aux montant latéraux, le fluage augmente fa longueur du masque d'ombre à la température ambiante ce io qui en diminue la tension ; un faible fluage est favorable, voir souhaité
car cela permet de symétriser la répartition en largeur des contraintes de tension.
Mais, si ce fluage est trop important, la tension du masque d'ombre devient trop faible, et de ce rait, les fréquencespropre~e vibration du masque d'ombre deviennent trop faibles.
zs - dans le sens transversal, c'est à dire parali~fement aux montants d'extrémité, le fluage augmente fa largeur du masque d'ombre à la température ambiante qui devient supérieure à la longueur des montants d'extrémité sur lesquels ü est fixé
par soudage ; il en résulte la formation d'ondulations. Ce phénomène est d'autant plus marqué que le masque d'ombre est percé d'une multitude de trous ou de 2o fentes qui en diminuent la section effective. En particulier, entre les fentes, la section est évidemment réduite et donc la contrainte de tension est augmentée, il en résulte des risque de fluage beaucoup plus importants.
Les inventeurs ont constaté eue ces deux inconvénients pouvaient être évités si on utPi~sait pour réaliser fe masque d'ombre et In cadre support, des alliages choisis comme cela va stre indiqué ci après.
Le masqua d'ombre doit étre constitué d'un alliage Fe-Ni ayant un coefficient de dilatation thermique moyen entre 20°C et 150°C (o;zo-,so) inférieur à 3x10-6/K de façon à étra peu sensible aux échauffements locau>; lorsque le tube cathodique est en J..rv,c...
;r. L e cadi° doii ëtre constitué d'un alliage ~e-Ni durci ayant une limite d'élasticité
F;pO,% â ?0°C supérieure à 700 fU~a de façon a pouvoir supporter les efforts de tension du masque d'ombre. De pies, cet alliage doit avoir un coefficient de dilatatiori thermique moyen entre 20°C et 150°C (a2o_,50) supérieur à celui de l'alliage dont est constitué le masque d'ombre, de façon à éviter de détendre le masque d'ombre en cas d'échauffement, mais ce coefficient doit néanmoins rester infërieur à 5x10-afin d'éviter d'engendrer des surtensions trop importantes dans le masque d'ombre.
s En outre, et pour éviter les inconvénients résultant des chauffages à haute température signalés plus haut, au dessus de 350°C, et mieux, au dessus de 300°C, le coefficient de dilatation moyen entre 20°C et une température T
quelconque supérieure à 350°C, ou mieux supérieure à 300°C, a2o_T, de l'alliage dont est constitué ie cadre doit être inférieur au coefficient de dilatation thermique moyen lo correspondant de l'alliage dont est constitué le masque d'ombre. En effet, si il en est ainsi, à haute température, les dimensions du masque d'ombre seront plus augmentées que celles du cadre et il en résultera que lés tensions exercées sur le masque d'ombre seront relâchés ; il n'y aura pas ou peu de fluage.
L'ensemble des conditions relatives aux coefficients de dilatation peut s'exprimer 1> de façon équivalente comme cela a été fait plus haut, en faisant intervenir une température T , inférieure à 350°C ou mieux inférieure à 300°C, telle que , pour toute tempér ature T
- si T < T1, alors a2o_Tpoor fe masque d'ombre < a2o_Tpour le cadre (au mains pour T
> ?0°C)~
20 - si T > T1, aiors aZO_Tp~ur le masque d'ombre > a2°_Tpour ie cadre (au moins pour T
jusqu'à 600°C}.
Pour satisfaire ces conditions, le cadre peul être constitué d'un alliage Fe-Ni durci du type « durci °~' » dont la composition chimique comprend, en poids 40.5% < Ni + Ca + Cu < 43,5%
O°/ô < CO < 5%
0°/ô < Cu < 3%
1,~°/a < Tf < 3,~°iô
O,O~~ô < Ai < 1 %
-, 0,05°iô
3c' S~ ' O,c~°
~n < 0.~°r~
S < 0,01 °r~
P < 0,02%
le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.
Dans cet alliage, les éléments Co et Cu ne sont pas indispensables et peuvent être à l'état de traces ou même absents. II en est de même des éléments C, s Si, Mn, S et P.
Le masque d'ombre peut alors être constitué d'un alliage Fe-Ni dont la composition comprend, en poids 32% < Ni + Co + Cu < 37%
0%<Co<5,5%
0% '~ CU < 2%
0%<Nb+Ta+Mo+W+Zr<2%
0<Mn<0,5%
Si < 0,2%
c < o,a2%
S < 0,01 °iô
m P < 0,02%
Le reste étant du ïer et des impuretés résultant de l'élaboration.
Dans cet alliage, les éléments Co et Cu ne sont pas indispensables et peuvent être à l'état de traces ou même absents. II en est de même des éléments C, 2o Si, Mn, S et P.
De même, les éléments Nb, Ta, Mo, W et Zr ne sont pas indispensables, et peuvent être à l'état de traces ou même absents. Néanmoins, en quantité
significative, c'est à dire lorsque la somme de leur teneurs est supérieure à
0,2%
environ, ces éiérnents augmentent la tenue âu fluage ce qui est favorable puisque ?~ cela diminue les risques engendrés par les chauffages à haute tempér ature.
Cependant, ces éléments ont une effet sur ie coefficient de dilatation, aussi, il est préfér able de choisir - soit un alliage dont ia composition chimique est telle que ~'~oô < NI * ~,0 -+- CL! < 35.x%
~°io<C~<2°/Ç
°/0 < Nb ' ~ G + MO T W ~ ~¿ < O,2%
- soit un alliage dont la composition chimique est telle que 33,5% < Ni + Co + Cu < 37%
0%<Co<5,5%
0%<Cu<2%
0,2% < Nb + Ta + Mo + W + Zr < 2%
A titre d'exemple, on peut utiliser pour le cadre, un alliage Fe-Ni du type « durci 'y' » Fe-42,5Ni-2,6Ti-0,2AI (environ 42,5% de nickel, 2,6% de titane et 0,2%
d'aluminium, pour ce qui est des éléments principaux), et un alliage Fe-Ni du type i=e-34,7Ni pour le masque d'ombre. L'alliage durci a une (imite d'élasticité
Rp0,2 à
l0 20°C supérieure à 700 MPa à l'état durci, et les coefFicients de dilatation moyens sont T= 50C T = 150C T= 225C T= T=400C T = 500CT= 600C
Fe-a2,snr-2,sTi-0,2AI3x10-6/K3,4x10-61K4x10-/K 5,4x10'6lK7,9x10'6IK9,5x10-6/K~0,8x10~61K
i Fe-s4,~Ni 0,8x10-61K2x10-/K 4x10'!K ~ 6,6x10-/K9,1x 10x10-6/K12x10-61K
I ~ i0'6IK I
i Dans ce cas, T~ est égale à 225°C. De ce tait, le masque c~~omdre a une Tension et une planéitë satisfaisante après intégration dans fe tube cathodique, y compris pour les écrans de grande dimension dont les diagonales font 68cm, 80cm, 90cm, voire na plus.
En utilisant toujours l'alliage Fe-42,5Ni-2,6 T i-0,2AI pour ie cadre et 1'alfiage Fe-3GNi-1,2Nb pour le masque d'ombre, les coefficients de dilatation moyens sont o-_ T = 50C T= 150CT= 225CT = 300CT=400G T= 500C T= 600C
Fe-~~2,5Ni-2,6Ti-o,2Al3,4x10-61K4x10-6IK5,4x10'61K7,9x10-6/K9,5x10-6IK ~0,8x~0-e/K
3x10-6/K ~
Fe-sNi-i,2Nb 1,2x10-6/K2,1x10-5lK4x10-6IK~ 6,5x10'6lK9 x10-6/K10.7x106/K ' i 11,9x10-61K
Dans ce cas, T, est égale à 225°G. De ce fait, ie masque ci ombre a une tension et une planéité satisfaisante après intégration dans ie tube cathodique, y compris pour ?o les écr ans de gr ande dimension dont les diagonales font 68cm, 80cm, 90cm, voire plus.
A titre de comparaison, lorsque le cadre est en alliage Fe-42,5Ni-2,5Ti-0,2AI, ~i i8 m2,SC~Ue i~~Ombre °n ~ ~'_3t~i~l ~aiilâÇ~e ihlU.~~.~:~F%
CiaSSiqu°), ieS COeffiCientS de dilatation i sont rv T = 50°C ~ T= 150°C I T = 200°C T = 300°C ~
T=400°C ' T = 500°C ~ T = 600°C I
¿ u2~_T j ~ ' i I;
i I
Fs-42,5Ni-2,aTi-0.2r~1 ~ 3>;10'6/K ~ 3,4x10-6IK ; 3,$x10~6/K i 5,4x10-6/K
7,9x10-°/K ; 9,5x10-°/K ~ 10,8>,10~°/K
i r=e-3ôNi 'i 0,8x10-'!K ' 1,4x10-°/K j 2x10-°/K ~ 5 x10'°!K ~ 7,8x10-6/K i 9,6x10-6/K I li.7oo°IK I
Dans ce cas, T, est égale à environ 440°C. Et on constate que le masque d'ombre bien qu'ayant une tension satisfaisante peut présenter des ondulations aprés intégration dans le tube cathodique notamment lorsque les écrans sont de grande dimension. En effet, le risque d'ondulation est d'autant plus important que les écrans ~ sont grands. Pour les cadres pas trop grands (diagonale inférieure à 76 cm), cette solution peut donner des résultats satisfaisants, encore que ce ne soit pas toujours avec une bonne fiabilité du fait des dispersions inhérentes à toute production industrielle.
Dans un autre mode de rélisation, L'alliage Fe-Ni durci dont est constitué le lo cadre support peut être un alliage FeNi du type « durci y' » dont la composition chimique comprend, en poids ' 43,5% < N( -i- GO -~- Cu < ~-5,5%
0% < CO < 5%
0°/ô < Cu < 3%
1,5% < ¿ i < 3,5%
1~ - -0;05% < AI < 1 °/ô
C < 0,05%
Si < 0,5%
Mn < 0,5%
°~ S < 0,01 °/ô
P < 0,02%
le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration, et l'alliage Fe-Ni dont est constitué le masque d'ombre peut étre un alliage Fe-Ni dont la composition comprend, en poids ., J 35,5% < Ni + Co -~- Cu < 37%
0% < CE7 < 5,5°/ô
0% < CU < 2°/ô
0<Mn<0,5°~~
Si ~ 0,2 iô
0 G < 0;02%
S<0,01%
~ < 0,02°/n s c as q a2-T T= 50C T= 150C T= 200CT= 300C T=400C T= 500CT= 600C
i Fe-aa,~Ni-2,sii-o,2Ai4,1x10'6/K 4x10-6/K 5x10-6/K 7,2x10-6/K9x10'6/K10,2x10-4,1x10'6/K
Fe-36Ni 0,8x10-6/K 1,4x10-6/K 5 x10-6/K 7,8x10-61K9,6x.10~61K~~X~~~6~K
~ 2x10-6lK
..~,,-,..,.,f.~r.~, nncinYl ., F?
mno t Dans ce cas, T, est égaie a ~uu-~,. UC GC Idll, IG I I AGIO,-jW . ,r v~ ~
~....~ .- .~ -. .- w une planéité satisfaisante après intégration dans le tube cathodique, y compris pour les écrans de gr ande dimension.
Dans ies exemples décrits ci-dessus, le cadre est toujours en alliage Fe-Ni lo Fei'.;i du typ° « durci y' », mais il peut égaiement être réalisé en aifiage Fe-Ni durci du typa « dur~i carbure >,, du type « durci bpryliium » ou du type « durci par solution solide ».
La composition d'un alliage du type « durci carbures » comprend, en poids:
36% < Ni + Co + Cu < 40%
0% < Co < 5%
0% < Cu < 3%
,ô°/o < PVio < 2,8%
0,4% < Cr < 1,5%
0,'! 5°/ô < C < 0,35%
Si < 0,5%
?y Nin ~ 0,5%
S < 0,010ô
P < 0,02°ô
Ie reste étant du fer et des impuretés résultant de L'élaboration.
a composition d'un aüiage du type << durci béryllium » comprend, en poids:
4~-~ô<fvi+'o+Cu<38°%~
(,'% < CU < ~,°/ô
0% < Cu < 3%
0,'i5% < ~'-'~.e- < 1°/ô
Le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.
A titre d'exemple de ce mode de réalisation, fe cadre est réalisé en alliage Fe-44,1 Ni-2,6Ti-0,2AI qui a une Limite d'élasticité Rp0,2 à 20°C à l'état durci supérieure à 7oor~~, et le masque d'ombre est constitué de Fe-36Ni (alliage INVAR~
si ue) Dans ce cas, Les coefficients de dilatation sont :, C < 0,05%
Si < 0,5%
Mn < 1 S < 0,01 P < 0,02%
fe reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.
La composition d'un alliage du type « durci par solution solide » comprend, en poids:
38% < Ni+Co+Cu<42%
0% < Co < 5%
0% < Cu < 3%
1 % < Nb < 4%
C < 0,05%
Si < 0,5%
~n < 0,5%
S < 0,01 P < 0,02%
le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.
Cependant !'uiifisation de l'alliage re-Ni du type « durci y' » présente des avantages par rappori aux alliages du type « durci carbures », « durci béryllium » ou c durci par solution solide ».
~n effet, l'alliage « durci y' » est utilisé à l'état adouci pour former et souder le cadre, et le traitement thermique de durcissement est réalisé sur fe cadre terminé. II
en résulte d'une part que les opérations de mise en forme sont faciles à
réaliser et fis soudures sont durcies par le traitement de durcissement.
~n revanche, les autres alliages durcis doivent être utilisés à l'état durci (avant mise en forme et avant soudage). II en résulte d'une part que fis opérations de mise en forme sont plus difficiles à réaliser et d'autre part que les soudures sont adoucies par ia cf saleur de s oudage.
'I
Claims (4)
1 - Dispositif de masquage pour tube cathodique de visualisation en couleur à
écran plat, du type comprenant un cadre support pour masque d'ombre tendu et un masque d'ombre tendu monté sur le cadre support de façon à être soumis à une tension à la température ambiante, caractérisé en ce que :
- le cadre support est en alliage Fe-Ni durci ayant un coefficient de dilatation thermique entre 20°C et 150°C inférieur à 5x10 -6/K et une limite d'élasticité Rp0,2 à 20°C supérieure à 700 MPa, - le masque d'ombre tendu est en alliage Fe-Ni ayant un coefficient de dilatation thermique entre 20°C et 150°C inférieur à 3x10 -6/K, l'alliage Fe-Ni durci dont est constitué le cadre support et l'alliage Fe-Ni dont est constitué le masque d'ombre étant choisis de telle sorte que :
- en dessous d'une température T1, le coefficient de dilatation moyen .alpha.20-T, entre 20°C et la température T, de l'alliage Fe-Ni durci dont est constitué
le cadre support est supérieur au coefficient de dilatation moyen .alpha.20-T, entre 20°C et la température T, de l'alliage Fe-Ni dont est constitué le masque d'ombre, - au dessus de ladite température T1, le coefficient de dilatation moyen .alpha.20-T, entre 20°C et la température T, de l'alliage Fe-Ni durci dont est constitué
le cadre support est inférieur au coefficient de dilatation moyen .alpha.20-T, entre 20°C et la température T, de l'alliage Fe-Ni dont est constitué le masque d'ombre, - ladite température T, est inférieure à 350°C, et de préférence inférieure à 300°C.
écran plat, du type comprenant un cadre support pour masque d'ombre tendu et un masque d'ombre tendu monté sur le cadre support de façon à être soumis à une tension à la température ambiante, caractérisé en ce que :
- le cadre support est en alliage Fe-Ni durci ayant un coefficient de dilatation thermique entre 20°C et 150°C inférieur à 5x10 -6/K et une limite d'élasticité Rp0,2 à 20°C supérieure à 700 MPa, - le masque d'ombre tendu est en alliage Fe-Ni ayant un coefficient de dilatation thermique entre 20°C et 150°C inférieur à 3x10 -6/K, l'alliage Fe-Ni durci dont est constitué le cadre support et l'alliage Fe-Ni dont est constitué le masque d'ombre étant choisis de telle sorte que :
- en dessous d'une température T1, le coefficient de dilatation moyen .alpha.20-T, entre 20°C et la température T, de l'alliage Fe-Ni durci dont est constitué
le cadre support est supérieur au coefficient de dilatation moyen .alpha.20-T, entre 20°C et la température T, de l'alliage Fe-Ni dont est constitué le masque d'ombre, - au dessus de ladite température T1, le coefficient de dilatation moyen .alpha.20-T, entre 20°C et la température T, de l'alliage Fe-Ni durci dont est constitué
le cadre support est inférieur au coefficient de dilatation moyen .alpha.20-T, entre 20°C et la température T, de l'alliage Fe-Ni dont est constitué le masque d'ombre, - ladite température T, est inférieure à 350°C, et de préférence inférieure à 300°C.
2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'alliage Fe-Ni durci dont est constitué le cadre support est un alliage FeNi du type « durci .gamma.' » dont la composition chimique comprend, en poids :
40,5% ~ Ni + Co + Cu ~ 43,5%
0% ~ Co ~ 5%
0% ~ Cu ~ 3%
1,5% ~ Ti ~ 3,5%
0,05% ~ Al ~ 1%
C ~ 0,05%
Si ~ 0,5%
Mn ~ 0,5%
S ~ 0,01%
P ~ 0,02%
le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration, et l'alliage Fe-Ni dont est constitué le masque d'ombre est un alliage Fe-Ni dont la composition comprend, en poids 32% ~ Ni + Co + Cu ~ 37%
0% ~ Co ~ 5,5%
0% ~ Cu ~ 2%
0% ~ Nb + Ta + Mo + W + Zr ~ 2%
0 ~ Mn ~ 0,5%
Si < 0,2%
C < 0,02%
S < 0,01%
P < 0,02%
Le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'étaboration.
40,5% ~ Ni + Co + Cu ~ 43,5%
0% ~ Co ~ 5%
0% ~ Cu ~ 3%
1,5% ~ Ti ~ 3,5%
0,05% ~ Al ~ 1%
C ~ 0,05%
Si ~ 0,5%
Mn ~ 0,5%
S ~ 0,01%
P ~ 0,02%
le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration, et l'alliage Fe-Ni dont est constitué le masque d'ombre est un alliage Fe-Ni dont la composition comprend, en poids 32% ~ Ni + Co + Cu ~ 37%
0% ~ Co ~ 5,5%
0% ~ Cu ~ 2%
0% ~ Nb + Ta + Mo + W + Zr ~ 2%
0 ~ Mn ~ 0,5%
Si < 0,2%
C < 0,02%
S < 0,01%
P < 0,02%
Le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'étaboration.
3 - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que la composition chimique de l'alliage Fe-Ni dont est constitué le masque d'ombre est telle que:
32% ~ Ni + Co + Cu ~ 35,5%
0% ~ CO ~ 4%
0% ~ Cu ~ 2%
0% ~ Nb + Ta + Mo + W + Zr ~ 0,2%
32% ~ Ni + Co + Cu ~ 35,5%
0% ~ CO ~ 4%
0% ~ Cu ~ 2%
0% ~ Nb + Ta + Mo + W + Zr ~ 0,2%
4 - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que la composition chimique de l'alliage Fe-Ni dont est constitué le masque d'ombre est telle que :
33.5% ~ Ni + Co + Cu ~ 37%
0% ~ CO ~ 5,5%
0% ~ Cu ~ 2%
0.2% ~ Nb + Ta + Mo + W + Zr ~ 2%
- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'alliage Fe-Ni durci dont est constitué le cadre support est un alliage FeNi du type « durci .gamma.' » dont la composition chimique comprend, en poids:
43,5% ~ Ni + Co + Cu ~ 45,5%
0% ~ Co ~ 5%
0% ~ Cu ~ 3%
1,5% ~ Ti ~ 3,5%
0,05% ~ Al ~ 1%
C ~ 0,05%
Si ~ 0,5%
Mn ~ 0,5%
S ~ 0,01 P ~ 0,02%
le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration, et l'alliage Fe-Ni dont est constitué le masque d'ombre est un alliage Fe-Ni dont la composition comprend, en poids:
35.5% ~ Ni + Co + Cu ~ 37%
0% ~ CO ~ 5,5%
0% ~ Cu~2%
0 ~ Mn ~ 0,5%
Si < 0,2%
C < 0,02%
S < 0,01%
P < 0,02%
Le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.
6 - Masque d'ombre tendu caractérisé en ce que la composition chimique de l'alliage Fe-Ni est telle que:
32% ~ Ni + Co + Cu ~ 35,5%
0% ~ Co ~ 4%
0% ~ Cu ~ 2%
0% ~ Nb + Ta + Mo + Zr < 0,2%
7 - Masque d'ombre tendu caractérisé en ce que la composition chimique de l'alliage Fe-Ni est telle que:
33,5% ~ Ni + Co + Cu ~ 37%
0% ~ Co ~ 5,5%
0%~Cu~2%
0,2 ~ Nb + Ta + Mo + W + Zr ~ 2%
8 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'alliage Fe-Ni durci dont est constitué le cadre est un alliage Fe-Ni durci du type c< durci berrylium », du type « durci carbures » ou du type « durci par solution solide ».
33.5% ~ Ni + Co + Cu ~ 37%
0% ~ CO ~ 5,5%
0% ~ Cu ~ 2%
0.2% ~ Nb + Ta + Mo + W + Zr ~ 2%
- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'alliage Fe-Ni durci dont est constitué le cadre support est un alliage FeNi du type « durci .gamma.' » dont la composition chimique comprend, en poids:
43,5% ~ Ni + Co + Cu ~ 45,5%
0% ~ Co ~ 5%
0% ~ Cu ~ 3%
1,5% ~ Ti ~ 3,5%
0,05% ~ Al ~ 1%
C ~ 0,05%
Si ~ 0,5%
Mn ~ 0,5%
S ~ 0,01 P ~ 0,02%
le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration, et l'alliage Fe-Ni dont est constitué le masque d'ombre est un alliage Fe-Ni dont la composition comprend, en poids:
35.5% ~ Ni + Co + Cu ~ 37%
0% ~ CO ~ 5,5%
0% ~ Cu~2%
0 ~ Mn ~ 0,5%
Si < 0,2%
C < 0,02%
S < 0,01%
P < 0,02%
Le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.
6 - Masque d'ombre tendu caractérisé en ce que la composition chimique de l'alliage Fe-Ni est telle que:
32% ~ Ni + Co + Cu ~ 35,5%
0% ~ Co ~ 4%
0% ~ Cu ~ 2%
0% ~ Nb + Ta + Mo + Zr < 0,2%
7 - Masque d'ombre tendu caractérisé en ce que la composition chimique de l'alliage Fe-Ni est telle que:
33,5% ~ Ni + Co + Cu ~ 37%
0% ~ Co ~ 5,5%
0%~Cu~2%
0,2 ~ Nb + Ta + Mo + W + Zr ~ 2%
8 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'alliage Fe-Ni durci dont est constitué le cadre est un alliage Fe-Ni durci du type c< durci berrylium », du type « durci carbures » ou du type « durci par solution solide ».
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FZDE | Discontinued |