CN100394534C - 一种氚发光管的制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氚发光管制作工艺，包括玻璃管单端封接；置入吸附氚气的钛金属棒或钛金属海绵体；抽真空；玻璃管端口封接；释放氚气；封接分割得氚发光管；本发明提供的是一种生产、使用过程绝无氚气泄漏的安全生产氚发光管的制作工艺。

Description

一种氚发光管的制作工艺

技术领域

本发明涉及一种暗视觉场合的照明和显示的器件的制作工艺，尤其涉及一种氚发光管的制作工艺。

背景技术

现有的使用电源供电的暗视觉场合的照明和显示器件是由外加电源转换成电场或磁场激发发光物质，由该物质本身或再激发荧光物质而发光的。在使用过程中受外加电源供电的直接限制。它的发光取决于外接的供电电源。在使用的过程中它的电源和电源转换器是不可单独使用，这就会增加制造成本和运行成本。电源设备和电源转换器的使用寿命、使用条件也限制了发光管本身的使用寿命和使用条件，如汽车仪表盘的显示灯和显示器件。

现有的无电源的暗视觉场合的照明和显示器件也有采用光致荧光粉(夜光粉)发光的。它虽然无需电源，但它的发光是受到可见光线或者紫外线照射或激发而发出的，它的发光强度受外部光线强弱的限制，不能连续发光，如手表中的夜光针和夜光点位。

核燃料氚又称为超重氢，是氢的同位素之一，元素符号为T或3H。它的原子核由一颗质子和两颗中子所组成，并带有放射性，会发生β衰变，其半衰期为12.43年。核燃料氚主要用于热核武器。

氚可以直接激发不同的荧光粉而发出不同波长的可见光，所产生的可见光也比现有的光致荧光粉(夜光粉)发出的可见光明亮、稳定且持久，经试验，即使在恶劣环境中，依然可以持续不断的发出较强的可见光，而且发光强度是光致发光的荧光粉(夜光粉)的十倍以上，氚的半衰期为12.3年，所以发光寿命长达10年以上。氚辐射源发射β射线的最大能量仅为18KeV，平均能量为6KeV。β射线穿透能力很弱，一张铝箔就能阻挡，而且小于70KeV的β射线是不能穿透人皮肤的表皮，因此没有放射危险。

它的这些特殊的性能和优点是其它光源无法相比的，所以引起世界众多科学家的兴趣，从60年代起欧美等国家就进行了大量的探讨研究工作。并提出了利用氚气激发荧光材料而制作发光器件的设想。

到目前为止，确保生产、使用过程绝无氚气泄漏的安全生产氚发光管的制作工艺，还未曾有过报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种制造过程中无氚气泄露、安全生产氚发光管的制作工艺。

本发明所提供的技术方案如下：

一种氚发光管，包括玻璃管1、玻璃管内壁涂敷的荧光粉涂层2和充在发光管内腔3内的氚气。其制作工艺包括以下步骤：

(a)涂有荧光粉层玻璃管的选材；

所涂荧光粉层中的荧光粉是以ZnS为基质的荧光粉。

根据发光管几何尺寸的要求，选用相应尺寸的涂有荧光粉层的硬质耐高温玻璃管，玻璃管附腔4和玻璃管(氚发光管)内腔3的尺寸比为1∶1；涂有荧光粉层的玻璃管长度比玻璃管附腔4与玻璃管内腔3的长度之和要大2mm。

(b)玻璃管附腔侧4的端口封接；可使用火焰熔接封口；

(c)将吸附氚气的钛金属棒或钛金属海绵体5置入玻璃管附腔内；

选择钛金属棒或钛金属海绵体的体积和加热温度，控制释放氚气的量，理论上1毫克钛可以吸附一居里能量的氚，从而释放出0.4毫升的氚气，钛金属棒或钛金属海绵体与玻璃管内腔(3)的长度相等、直径比玻璃管内径小0.2-0.4mm时，可保证释放出足够的氚气量；在真空条件下(真空度为1×10^-4毫米水银柱)加温至250℃-350℃，即可释放出氚气。

(d)抽真空；

把封好单端并在附腔4内放置有吸附了氚气的钛金属棒或海绵体的玻璃管接入真空系统抽真空，抽真空度至1×10^-4毫米水银柱。

(e)玻璃管(氚发光管)内腔3侧的端口真空火焰封接，分离；

把抽好真空的玻璃管在真空系统上用火焰封接机进行真空火焰封接后，从真空系统上分离。

(f)释放氚气：

使用高频加热设备6加热放有钛金属棒或钛金属海绵体的玻璃管端，在250-350℃加热1-2分钟，使氚气得到充分释放。

(g)封接分割：

高频加热设备保持上述温度继续加热，用火焰封接机将置有钛金属棒或钛金属海绵体的玻璃管附腔4部分和氚发光管部分封接分割，把分割后的附腔4放置室温，余量氚气被钛金属棒或钛金属海绵体吸附(氚气在低于150℃时又会被钛金属棒或钛金属海绵体吸附)，附腔4进行回收，重复利用，成品氚发光管检验包装。

本发明的优选方案是：步骤(a)中所涂荧光粉层中的荧光粉是以ZnS为基质的荧光粉；涂有荧光粉层玻璃管的附腔4和内腔3的尺寸比为1∶1；涂有荧光粉层的玻璃管长度比玻璃管附腔4与玻璃管内腔3的长度之和要大2mm。

本发明的再一优选方案是：步骤(b)、(e)、(g)中是采用天然气、氢气、氧气的混合气体的火焰封接机进行封接、封接分割，保证气体不泄漏。

本发明的再一优选方案是：步骤(c)中置入的钛金属棒或钛金属海绵体(5)与玻璃管内腔(3)的长度相等、直径比玻璃管内径小0.2-0.4mm。

本发明的再一优选方案是：步骤(d)为抽真空至真空度为1×10^-4毫米水银柱。

本发明的再一优选方案是：步骤(f)为使用高频加热设备加热放有钛金属棒或钛金属海绵体的玻璃管端，在250℃-350℃加热1-2分钟，使氚气得到充分的释放。

本发明的再一优选方案是：步骤(g)在进行封接分割时，高频加热设备保持步骤(f)中的温度，继续加热放有钛金属棒或钛金属海绵体的玻璃管端。

氚发光管的外形尺寸，直径可在0.6-3mm，长度可在3-30mm范围。

采用不同的荧光粉可发出相应波长的彩色光波。

本发明的生产工艺，解决了传统光致发光的荧光材料不能持续发光、发光时间短的问题，确保每个氚发光管都发光稳定持久。由于本发明的氚发光管制作工艺采用吸附了氚气的钛金属棒或钛金属海绵体充氚气、火焰密封技术，从而保证每个氚发光管生产使用都绝无氚气的泄漏，不造成污染，保证了制造和使用过程中的高安全性。

本发明生产的氚发光管应用领域十分广泛，如民用领域：手表、汽车仪表盘、家电、电器开关面板、各类仪器仪表中的暗视觉显示；军事领域：航天器、各类战车、战舰、战机、轻武器的枪瞄系统和各类武器系统中的暗视觉显示。

本发明氚发光管制作工艺，使用了氚气这种安全性的放射性元素激发荧光粉发光，无需电源供电，节约了制造成本和运行成本，扩展了应用领域和场合。由于采用氚气作为发光的激发物质，氚的半衰期为12.3年，所以发光管的使用寿命在10年以上，是普通发光管寿命不可比的。

本发明氚发光管制作工艺最突出的效果可总结为：

1.工艺简单，便于制作和批量生产。

2.有效的控制了制作过程中氚气对充气系统的污染和保证了氚气的充气量。

3.保证了使用过程中安全可靠无污染。

4.便于废料的回收与处理。

附图说明

图1是本发明中氚发光管结构示意图；1玻璃管2玻璃管内壁涂敷的荧光粉涂层3氚发光管内腔

图2是氚发光管制作工艺步骤(a)示意图；4玻璃管附腔

图3是氚发光管制作工艺步骤(b)示意图；

图4是氚发光管制作工艺步骤(c)示意图；5钛金属棒或钛金属海绵体

图5是氚发光管制作工艺步骤(d)示意图；

图6是氚发光管制作工艺步骤(e)示意图；

图7是氚发光管制作工艺步骤(f)示意图；6高频加热设备

图8是氚发光管制作工艺步骤(g)示意图；

具体实施方式

参照附图再进一步说明本发明，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之内。

以下实施例中均采用天然气、氢气、氧气的混合气体的火焰封接机；

实施例一：

(a)涂有荧光粉层玻璃管的选材：

根据氚发光管的尺寸和发光颜色要求，选用相应涂好以ZnS为基质的荧光粉的玻璃管；涂好荧光粉层的玻璃管附腔4和氚发光管内腔3的尺寸比为1∶1。

所选涂好荧光粉层(绿色)的玻璃管(中国科学院长春光机所生产)尺寸：内径0.6mm长度10mm壁厚0.2mm

(b)玻璃管附腔4侧的端口封接：使用火焰封接机进行单端封接；

(c)将吸附氚气的钛金属棒或钛金属海绵体5(北京原子高科技应用股份有限公司生产)置入封好单端的玻璃管附腔4内：

选用的吸附氚气的钛金属棒：直径0.4mm长3mm

(d)抽真空：

把封好单端并在附腔内放置有吸附了氚气的钛金属棒或海绵体的玻璃管接入真空系统抽真空，抽真空至真空度为1×10^-4毫米水银柱。

(e)玻璃管(氚发光管)内腔侧的端口真空火焰封接，分离：

把抽好真空的玻璃管在真空系统上用火焰封接机进行真空火焰封接后，从真空系统上分离。

(f)释放氚气：

使用高频加热设备6加热吸附了氚气的钛金属棒或钛金属海绵体的玻璃管端，在250℃加热1分钟，使氚气得到充分释放。

(g)封接分割：

高频加热设备6保持上述温度，继续加热放有钛金属棒或钛金属海绵体的玻璃管端，使用火焰封接机，使置有钛金属棒或钛金属海绵体的玻璃管附腔4部分和氚发光管部分封接分割，得0.6mm×3mm绿色氚发光管，把分割后的附腔4放置室温进行回收，成品氚发光管检验包装。

实施例二：

(a)涂有荧光粉层玻璃管的选材：

根据氚发光管的尺寸和颜色要求，选用相应涂好荧光粉(以ZnS为基

质)层的玻璃管。涂好荧光粉层的玻璃管附腔4和氚发光管内腔3的尺寸比为1∶1。

所选涂好荧光粉层(兰色)玻璃管(上海科润光电材料有限公司产)尺寸：内径2mm长度35mm壁厚0.2mm；

(b)玻璃管附腔4侧的端口封接：使用火焰封接机进行单端封接；

(c)将吸附氚气的钛金属棒或钛金属海绵体5(北京原子高科技应用股份有限公司生产)置入封好单端的玻璃管附腔4内：

选用的吸附氚气的钛金属棒：直径1.6mm长14mm

(d)抽真空；

真空度为1×10^-4毫米水银柱。把封好单端并在附腔内放置有吸附了氚气的钛金属棒或海绵体的玻璃管接入真空系统抽真空，抽真空至真空度为1×10^-4毫米水银柱。

(e)玻璃管(氚发光管)内腔侧的端口真空火焰封接，分离：

把抽好真空的玻璃管在真空系统上用为焰封接机进行真空封接后，从真空系统上分离。

(f)释放氚气：

使用高频加热设备6加热吸附了氚气的钛金属棒或钛金属海绵体的玻璃管端，在280℃加热1分钟，使氚气得到充分释放。

(g)封接分割：

高频加热设备保持上述温度，继续加热放有钛金属棒或钛金属海绵体的玻璃管端。使用为焰封接机，将置有钛金属棒或钛金属海绵体的玻璃管附腔4部分和氚发光管部分封接分割，得2mm×14mm兰色氚发光管；把分割后的附腔4放置室温进行回收，成品氚发光管检验包装。

实施例三：

(a)涂有荧光粉层玻璃管的选材：

根据氚发光管的尺寸和颜色要求，选用相应涂好荧光粉(以ZnS为基质)层的玻璃管。涂好荧光粉层的玻璃管附腔4和氚发光管内腔3的尺寸比为1∶1。

所选涂好荧光粉(红色)层的玻璃管(长春科润光电材料有限公司)尺寸：内径3mm长度68mm壁厚0.5mm

(b)玻璃管附腔4侧的端口封接：使用火焰封接机进行单端封接；

(c)将吸附氚气的钛金属棒或钛金属海绵体5(北京原子高科技应用股份有限公司生产)置入封好单端的玻璃管附腔4内；

选用吸附氚气的钛金属海绵体：直径2.6mm长30mm；

(d)抽真空：

把封好单端并在附腔内放置有吸附了氚气的钛金属棒或钛金属海绵体的玻璃管接入真空系统抽真空，抽真空至真空度为1×10^-4毫米水银柱。

(e)玻璃管(氚发光管)内腔侧的端口真空火焰封接，分离：

把抽好真空的玻璃管在真空系统上用为焰封接机进行真空封接后，从真空系统上分离。

(f)释放氚气：

使用高频加热设备6加热吸附了氚气的钛金属棒或钛金属海绵体的玻璃管端，在350℃加热2分钟，使氚气得到充分释放。

(g)封接分割：

高频加热设备保持上述温度，继续加热放有钛金属棒或钛金属海绵体的玻璃管端。使用火焰封接机，将置有钛金属棒或钛金属海绵体的玻璃管附腔4部分和氚发光管部分封接分割，得3mm×30mm红色氚发光管；把分割后的附腔4放置室温进行回收，成品氚发光管检验包装。

Claims (6)

1.一种氚发光管的制作方法，所述的氚发光管，制作工艺包括以下步骤：

(a)将玻璃管(1)内涂上荧光粉(2)；

(b)玻璃管附腔(4)侧的端口封接；

(c)将吸附氚气的钛金属棒或钛金属海绵体(5)置入玻璃管附腔内；

(d)抽真空；

(e)玻璃管内腔(3)侧的端口真空封接；

(f)释放氚气；

(g)封接分割，得氚发光管，

其特征在于：所述步骤(a)中所涂荧光粉层是以ZnS为基质的荧光粉；涂有荧光粉层玻璃管的附腔(4)和内腔(3)的尺寸比为1∶1；涂有荧光粉层的玻璃管长度比玻璃管附腔(4)与玻璃管内腔(3)的长度之和要大2mm。

2.根据权利要求1所述的氚发光管的制作方法，其特征在于：所述步骤(b)、(e)、(g)中是采用天然气、氢气、氧气的混合气体的火焰封接机进行封接、封接分割的。

3.根据权利要求2所述的氚发光管的制造方法，其特征在于：所述步骤(c)中置入的钛金属棒或钛金属海绵体(5)与玻璃管内腔(3)的长度相等、直径比玻璃管内径小0.2-0.4mm。

4.根据权利要求3所述的氚发光管的制作方法，其特征在于所述步骤(d)为抽真空至真空度为1×10^-4毫米水银柱。

5.根据权利要求4所述的氚发光管的制作方法，其特征在于：所述步骤(f)为使用高频加热设备加热放有钛金属棒或钛金属海绵体的玻璃管端，在250℃-350℃加热1-2分钟，使氚气得到充分的释放。

6.根据权利要求5所述的氚发光管的制作方法，其特征在于：所述步骤(g)中高频加热设备保持步骤(f)中的温度，继续加热放有钛金属棒或钛金属海绵体的玻璃管端。

Images