CN1067351C - 一种电真空玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明介绍了一种膨胀系数为(20-300℃)70-80×10-7/℃，在0.6埃波长上具有至少为50cm-1的X射线吸收系数，退火点470-490℃、应变点440-460℃、TK-100＞300℃的电真空玻璃，该玻璃的化学成分为：
SiO2为45-55%、PbO为25-35%、K2O为5-7%、Na2O为3-5%、Al2O3为0.2-0.4%、B2O3为4-8%、Sb2O3为0.1-0.3%、As2O3为0.2-0.4%。该玻璃能与YAG等材料进行密性匹配封接。

Description

一种电真空玻璃
本发明涉及到玻璃材料，满足电真空玻璃(电子玻璃)的理化性能要求，适用于制造电真空器件的管壳、管锥、芯柱、管颈、排气管等。
电真空玻璃广泛应用于电真空器件的制造中，在各种电真空器件中作管壳、管颈、芯柱、排气管、连接件等。随着电真空器件的发展，电真空玻璃的品种也不断增多。按膨胀系数(α)可以分为以下几类：
(1)石英玻璃(α=5.3-5.8×10-7/℃)
(2)钨组玻璃(α=36-40×10-7/℃)
(3)钼组玻璃(α=46-50×10-7/℃)
(4)铂组玻璃(α=86-93×10-7/℃)
(5)钢组玻璃(α=95-120×10-7/℃)
(6)低熔点焊料玻璃
(7)特种玻璃包括支撑玻璃、微晶玻璃、紫外玻璃、红外玻璃、激光玻璃、光学纤维面板、微通道板玻璃等。
(8)中间玻璃(α=15-83×10-7/℃)，仅适用于不同玻璃之间的过渡封接，实用上不能用于制造电真空器件管壳、管颈、芯柱、排气管等。电真空器件的玻璃管壳、管颈、芯柱、排气管一般用上述(1)-(5)组的玻璃制造。
在电真空器件的发展中，有些具有良好性能的晶体或非晶体材料，在电真空器件中得到应用，如我校专利ZL95111324.0，名称为“一种阴极射线管及其制造方法”中采用膨胀系数约为75×10-7/℃的YAG单晶材料做为显示屏。该阴极射线管具有高亮度、高分辨率、高对比度的特点。用玻璃制造这种阴极射线管的管壳、管颈、芯柱、排气管具有成本低、工艺简单的优点，但对选用的玻璃有严格的要求，要求玻璃具有与YAG相近的膨胀系数、良好的X射线吸收能力、良好的电性能及适当的软化温度、退火温度等理化性能。现有的电真空玻璃均不能满足上述要求。如文献1 Glass for cathode-raytube faceplates(us4734388)介绍了一种CRT面板玻璃，主要成分为
SiO2、Li2O、Na2O、K2O、SrO7、BaO、CaO、TiO2、ZrO2、Al2O3等，其膨胀系数(0-300℃)为97-100×10-7/℃。文献2 Glass compsn for display报道的显示用玻璃组合物以硅、铝、碱金属氧化物、稀土氧化物等为主要成分，其热膨胀系数大于80×10-7/℃。
从所周知，当玻璃与其它材料封接时，要求二者的膨胀系数差异不超过7％，若膨胀系数相差太大，封接后将产生较大的应力，引起封接部位炸裂，难以实现可靠的气密性封接。经检索可知，大多数电子玻璃的膨胀系数在90-100×10-7/℃之间，尽管这些玻璃其它的性能非常优良，但这些玻璃都不能满足膨胀系数约为75×10-7/℃的要求，故不能用来制造与YAG气密性封接的玻璃管壳、管颈、芯柱、排气管等。
我们在专利ZL95111324.0中也涉及到玻璃与YAG进行气密性封接技术，通过实践发现，该专利中所述之玻璃，虽能实现和YAG的气密性封接，但其它性能却难以满足要求，主要体现在：
(1)软化温度高，且加工过程中容易析晶；
(2)阳极封接及芯柱制造中易产生漏气，成品率低；
(3)热稳定性差、制管过程中玻璃易炸裂。
本发明的目的是为了克服以上不足，配制一种新的电真空玻璃，具有同YAG单晶材料相近的膨胀系数、较强的X射线吸收能力、良好的电性能、良好的热稳定性和化学稳定性、适当的软化温度和退火温度以及良好的加工性能。
为了实现上述目的，本发明的玻璃必须满足如下性能要求：
(1)膨胀系数(20-300℃)为70-80×10-7/℃；
(2)在0.6埃波长上具有不小于50cm-1的X射线吸收系数；
(3)TK-100不小于300℃；(4)退火温度不大于500℃；
(5)良好的加工性能。
因此，本发明电真空玻璃由以下氧化物组成：
成分名称    化学表达式    含量
二氧化硅      SiO2       45-55％
氧化铅        PbO         25-35％
氧化钾        K2O        5-7％
氧化钠        Na2O       3-5％
三氧化二铝    Al2O3     0.2-0.4％
三氧化二硼    B2O3      4-8％
三氧化二锑    Sb2O3     0.1-0.3％
三氧化二砷    As2O3     0.2-0.4
本发明玻璃的组成与现有的电真空玻璃都不同，其膨胀系数(20-300℃)为70-80×10-7/℃，能与YAG单晶材料进行气密性匹配封接，且其它性能良好，适用于制作多种电真空器件的管壳、管锥、管颈、芯柱及排气管等。
本发明的电真空玻璃与常用的电真空玻璃的组成及理化性能比较见下面附表。附表一几种电真空玻璃的化学组成
Figure 9811193700051
附表二几种电真空玻璃的性能比较
Figure 9811193700061
附表三与彩色显像管玻璃的性能比较
Figure 9811193700062
下面通过实例进一步说明本发明：
现以制作YAG显示管为例，显示屏为YAG单晶材料，其管锥、管颈、芯柱、排气管均使用本发明玻璃，根据本发明配方，计算并称量出各种原材料的重量，如下表：
原材料名称 每100公斤玻璃所需原材料重量(Kg) 提供玻璃中的氧化物
石英砂     52.9     SiO2
硝酸钾     3.2     K2O(部分)
红丹     30.7     PbO
硼酸     11.5     B2O
纯碱     8     Na2O3
三氧化二铝     0.3     Al2O3
碳酸钾     6.8     K2O(部分)
白砒     0.3     As2O3
锑粉     0.2     Sb2O3
将称量好的原材料充分混合均匀，放入100升的坩锅中进行熔化，熔化温度1380℃左右，澄清后玻璃炉降温至1000℃左右进行成型加工。所得玻璃的理化性能如下：化学成分  SiO2    B2O3   PbO     K2O   Na2O    Al2O3  Sb2O3  As2O3百分含量  51.9     7.1      30.3     5.7     4.4       0.3      0.2       0.3膨胀系数  (20-300℃)74.2×10-7/℃软化点    659℃应变点    450℃退火点    480℃TK-100    365℃介质损耗  11×10-4(6mc，20℃条件)X射线吸收系数  85cm-1(x射线波长0.6埃)热稳定性120℃
利用专利ZL95111324.0的实施实例二所提供的低溶点玻璃封接工艺，成功地实现了YAG与本发明玻璃所制管壳的气密性匹配封接。

Claims (2)

1．一种电真空玻璃，其特征是该玻璃由以下重量百分比的氧化物组成：
SiO2为45-55％、PbO为25-35％、K2O为5-7％、Na2O为3-5％、Al2O3为0.2-0.4％、B2O3为4-8％、Sb2O3为0.1-0.3％、As2O3为0.2-0.4％
2．根据权利要求1所述的电真空玻璃，其特征是该电真空玻璃含有如下重量百分比的氧化物：
SiO2为51.9％、PbO为30.3％、K2O为5.7％、Na2O为4.4％、Al2O3为0.3％、B2O3为7.1％、Sb2O3为0.2％、As2O3为0.3％。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5244809A (en) * 1975-09-09 1977-04-08 Nippon Kokuen Kogyo Kk Composite for forming electrooconductive internal coat onto cathodeeray tube
RU2035414C1 (ru) * 1993-04-21 1995-05-20 Акционерное общество "Лисма" - завод специальных источников света и электровакуумного стекла Электровакуумное стекло
CN1114954A (zh) * 1993-05-19 1996-01-17 株式会社小原 磁盘基片用的玻璃-陶瓷及其制法

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