CN1139096C - 彩色阴极射线管内屏蔽及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了制造彩色阴极射线管中使用的内屏蔽的方法,这种内屏蔽用于防止彩色阴极射线管的色纯度的降低,该方法包括以下步骤:对铝镇静钢薄板进行拉伸或成形处理,形成具有要求的形状的内屏蔽;在高于铝镇静钢的再结晶温度的温度下,在还原气氛中,对内屏蔽进行退火处理,以改善其中不均匀的磁性能分布;以及在退火的内屏蔽的一个表面上涂覆黑的氧化铁膜。
Description
技术领域
本发明涉及彩色阴极射线管内屏蔽及其制造方法,尤其是涉及这样的彩色阴极射线管内屏蔽及其制造方法,即它可以防止由外部磁场引起的电子束的象差。
背景技术
通常,如图1中所示,彩色阴极射线管设有一个面板1和一个锥体2,面板1具有一个涂敷有荧光膜的内表面,锥体2具有一个涂敷有导电石墨的内表面,面板1和锥体2是在约450℃的炉中采用熔融玻璃封接的。锥体2具有一个颈部3,颈部3中安装用于发射电子束9的电子枪7,而在颈部3的外圆周上安装的是偏转线圈8。荫罩4是一个用于选择色彩的电极,它安装在面板1内并由一个框架5支撑。还有一个内屏蔽6,它是一个用于屏蔽磁场的罩壳,并且安装在荫罩4内侧,用于防止由地磁场引起的电子束9的象差。
下面将对上述的阴极射线管的工作原理进行说明。
当接收一个视频信号时,热电子从电子枪7中的阴极发射出来,并且在受到加速和聚焦电极的加速和会聚作用的同时朝向面板1移动。在这种情况下,电子束9由偏转线圈8调整其路径,从而射向面板1的一个点。受到调整的电子束在通过荫罩4中的一个槽孔时是按色彩选择的,并且撞击面板1的内表面上的荧光膜,从而产生荧光,由此再现视频信号。同时,从电子枪7发射的电子束9受到地磁场的影响而偏离其正常路径。也就是说,由于缺少对付在水平方向即彩色阴极射线管的轴向上进入彩色阴极射线管的地磁场的分量的防干扰措施,通过荫罩4的电子束9偏离其正常的路径,并且撞击非预定的色彩,导致图象质量降低。为了解决这个问题,在荫罩4的后面设有内屏蔽6,它是一个弱磁性的磁场屏蔽罩壳。即,如图2和3中所示,进入(infiltering)阴极射线管的外部磁场被促使沿内屏蔽6流通,从而防止了外部磁场进入彩色阴极射线管的内侧。
但是,因为其磁性能的限制,借助于这种内屏蔽,难以完全屏蔽(进入)彩色阴极射线管的地磁场的轴向分量。具体地说,内屏蔽是由纯铁例如降(低了)碳(含量的)铝镇静钢(AK钢)通过如此的工艺制成的:进行连续的浇铸、热轧、冷轧和脱碳退火,得到一张薄板,然后,对此薄板进行拉伸或成形处理,形成预定的形状。由于内屏蔽是由具有磁性的降碳铝镇静钢制成的,这种内屏蔽具有低于3000的导磁率和低于1.5Oe的矫顽力,而导磁率决定在罩壳内流通的磁通的密度。由于磁屏蔽的程度取决于导磁率,这种导磁率为3000的内屏蔽在屏蔽外部磁场方面是有限度的。特别是,进入阴极射线管的外部磁场集中于阴极射线管的角部,并且从此处流入阴极射线管,从而对电子束产生影响使其偏离正常的路径,导致电子束的误着屏,这会导致阴极射线管上的图象的色纯度降低。另外,在薄板拉伸或成形处理时产生的内屏蔽角部的严重机械变形使变形部分的磁性能显著降低,由于内屏蔽的总体磁性能的不均匀性,使得电子束的象差更加严重,从而使得色纯度更加降低。
发明内容
因此,本发明是针对一种彩色阴极射线管内屏蔽及其制造方法,这种内屏蔽基本上克服了由于相关的背景技术的限制和缺陷造成的一个或多个问题。
本发明的一个目的是要提供一种彩色阴极射线管内屏蔽及其制造方法,这种内屏蔽具有改善的磁性能,能够屏蔽外部磁场的影响,以便防止色纯度降低。
为此,本发明提供一种制造用于彩色阴极射线管内屏蔽的方法,该方法包括以下步骤:
采用铝镇静钢薄板形成具有要求的形状的内屏蔽;
对内屏蔽进行退火处理,以便在其中形成40%以上的{111}组织和生长出大于60μm的晶粒,其中,退火处理是在无氧气氛下在700-1000℃的温度下进行的;和
在退火的内屏蔽的一个表面上,涂覆黑的氧化铁膜。
最好是,退火处理是在真空气氛、氢气气氛、氢和氮气气氛、或者氢和氨气气氛中进行的。
本发明还提供一种制造用于彩色阴极射线管内屏蔽的方法,该方法包括以下步骤:
对铝镇静钢坯料进行顺序的浇铸、热轧、冷轧和脱碳退火处理,形成铝镇静钢薄板;
对铝镇静钢薄板进行退火处理,以便在其中形成40%以上的{111}组织和生长出大于60μm的晶粒,其中,退火处理是在无氧气氛下在700-1000℃的温度下进行的;
采用退火的薄板形成具有要求的形状的内屏蔽;和
在内屏蔽的一个表面上,涂覆黑的氧化铁膜。
最好是,上述退火处理是在真空气氛、氢气气氛、氢和氮气气氛、或者氢和氨气气氛中进行的。
最好是,退火处理是在磁场中进行的。
本发明还提供一种彩色阴极射线管中使用的内屏蔽,用于屏蔽外部磁场,该内屏蔽形成得具有40%以上的{111}组织和大于60μm的晶粒,以便改善不均匀的磁性能分布。
本发明的其它特征和优点将在以下的说明中得以描述,并且部分地将从以下的说明中得到清楚理解,或者可以通过本发明的实际利用而得知。本发明的目的和优点将通过在文字说明和权利要求书以及附图中具体指出的结构得以实现和获得。
为获得这些和其它优点,并且根据本发明的目的,正如本申请中所包含的和概括地描述的,用于制造彩色阴极射线管中使用的内屏蔽的方法包括以下步骤:采用铝镇静钢薄板形成具有要求的形状的内屏蔽;在高于铝镇静钢的再结晶温度的温度下,在还原气氛中,对内屏蔽进行退火处理,以改善其中不均匀的磁性能分布;以及在退火的内屏蔽的一个表面上涂覆黑的氧化铁膜。
按照本发明的另一方面,提供了一种制造彩色阴极射线管中使用的内屏蔽的方法,该方法包括以下步骤:对铝镇静钢坯料进行顺序的浇铸、热轧、冷轧和脱碳退火处理,形成铝镇静钢薄板;在还原气氛中,对铝镇静钢薄板进行退火处理,以便在其中形成40%以上的{111}组织和生长出大于60μm的晶粒;采用退火的薄板形成具有要求的形状的内屏蔽;以及在内屏蔽的一个表面上涂覆黑的氧化铁膜。
退火处理优选在磁场中进行。
按照本发明的再一方面,提供了一种彩色阴极射线管中使用的内屏蔽,用于屏蔽外部磁场,该内屏蔽形成得具有40%以上的{111}组织和大于60μm的晶粒,以便改善不均匀的磁性能分布。
由此形成的内屏蔽可以防止色纯度的降低,因为导磁率可以提高而介电常数可以降低,使得改善了磁场屏蔽能力。
应当理解,前面的一般性说明和后面的详细说明均是示例性的和解释性的,并且均是用于提供对所要求保护的本发明的进一步解释。
所包含的附图用于提供对本发明的进一步的理解并构成本说明书的一部分,这些附图描绘了本发明的实施例并与说明书一起用于解释本发明的原理。
附图说明
图1示意性地示出一种常规的彩色阴极射线管的剖面;
图2示出进入彩色阴极射线管的外部磁场的流通状态;
图3是图2中的部分10的放大示意图;
图4是根据本发明的一个优选实施例的一种内屏蔽的立体图,它示出其中要估量磁性能的位置;
图5是一个曲线图,它示出具有根据本发明的一个优选实施例的内屏蔽的阴极射线管与背景技术的阴极射线管的误着屏量的比较;
图6是一张显微结构照片,它示出背景技术的内屏蔽的晶粒;
图7是一张显微结构照片,它示出根据本发明的一个优选实施例的内屏蔽的晶粒;
图8是一个曲线图,它示出具有根据本发明的第二优选实施例的内屏蔽的阴极射线管与背景技术的阴极射线管的误着屏量的比较;
图9是一个曲线图,它示出具有根据本发明的第三优选实施例的内屏蔽的阴极射线管与背景技术的阴极射线管的误着屏量的比较。
具体实施方式
现在详细描述本发明的优选实施例,这些实施例的例子描绘于附图中。
根据本发明的第一优选实施例,制造阴极射线管的内屏蔽的方法包括以下步骤:对铝镇静钢薄板进行拉伸或成形处理,形成一个内屏蔽;在还原气氛中对内屏蔽进行退火处理,退火是在高于铝镇静钢的再结晶温度的高温下进行的,以便改善内屏蔽中不均匀的磁性分布;以及采用黑的氧化铁膜涂覆经过退火处理的内屏蔽的表面,这将在下面详细描述。
由具有弱磁性的铝镇静钢构成的纯钢坯料经过顺序的浇铸、热轧、冷轧和脱碳退火处理形成一张薄板,此薄板随后经过拉伸或成形处理而形成一个内屏蔽。也就是说,一直到对具有弱磁性的铝镇静钢的薄板进行拉伸或成形处理而形成一个内屏蔽为止的过程与背景技术的内屏蔽制造方法是相同的。然后,所形成的内屏蔽在特定的高温下在无氧气氛中进行退火处理。为了在退火工艺中提供无氧气氛,提供了采用真空、氢气、氢气和氮气的混合气体或者氢气和氨气的混合气体的气氛,因为在退火工艺中,氧的存在会使内屏蔽的表面氧化,从而妨碍具有要求的磁性能的内屏蔽的形成。退火是在高于铝镇静钢的再结晶温度即高于500℃的温度下进行的,并且最好是在700-1000℃的温度范围内进行的,因为如果退火是在低于铝镇静钢的再结晶温度的温度下进行的话,不仅内屏蔽中的晶体不能生长,尽管晶体可以在内屏蔽内部分地重排,而且由于内屏蔽中包含的杂质的扩散,磁性能的变化不能象所希望的那样。因此,为便于伴随连续的晶粒生长实现内屏蔽中的再结晶,退火应在高于再结晶温度的温度下进行,从而形成磁性能的变化。已发现,随着退火温度越来越高,晶粒的生长变得越来越快,显著地提高了导磁率并降低了矫顽力,从而显著地改善了内屏蔽的磁屏蔽特性,而随着退火温度越来越低,再结晶的时间周期变得越来越长,并且随着晶粒生长得越大,磁性能的改善越大。退火要进行一分钟以上的时间,因为如果退火进行不足一分钟的时间,再结晶后就可能不产生晶粒生长。于是,当在形成之后对内屏蔽进行退火处理时,内屏蔽的磁性能得以稳定和改善。因此,本发明可以改善对外部磁场的屏蔽特性,减轻阴极射线管中电子束的误着屏,这会对阴极射线管上的图象的色纯度产生(有益的)影响。这个原理可以按相同的方式应用于阴极射线管的X、Y和Z轴。因此,通过使内屏蔽形成过程中产生的结构变形复原和借助于退火使晶粒生长,可以获得所要求的磁性能。黑的氧化铁膜涂覆改善了热辐射特性。
为了检查本发明的效果,对在例1、例2和例3的不同条件下退火处理的内屏蔽与背景技术的内屏蔽就其磁性能进行了比较,背景技术的内屏蔽是未进行退火处理的。即,参照图4,对应于角部30、长边20和短边40上的各部分,测量其导磁率和矫顽力。并且,对于装有本发明的内屏蔽的彩色阴极射线管,在改变地磁场的同时测量误着屏量,测量结果显示于下面的表1和表2中。
表1
退火条件 | 黑氧化铁膜涂覆 | |
例1 | H2气氛,900℃,20分钟 | 丙烷气氛,600℃ |
例2 | H250%+NH350%气氛,800℃,20分钟 | 同上 |
例3 | H270%+NH330%气氛,750℃,50分钟 | 同上 |
比较例 | 未退火处理 | 同上 |
表2
导磁率 | ||||
例1 | 例2 | 例3 | 比较例 | |
1.角部 | 9400 | 8900 | 6700 | 850 |
2.长边 | 9600 | 9000 | 6900 | 1350 |
3.短边 | 9350 | 8800 | 7000 | 1300 |
矫顽力Oe | ||||
1.角部 | 0.59 | 0.59 | 0.76 | 4.56 |
2.长边 | 0.52 | 0.62 | 0.72 | 2.27 |
3.短边 | 0.6 | 0.64 | 0.75 | 2.4 |
参照表2,从这些测量结果可以得知,本发明(例1、例2和例3)的内屏蔽具有高于6000的导磁率,比形成后未进行退火处理的背景技术的内屏蔽有了显著的提高,同时其矫顽力降低了。还可以得知,本发明的内屏蔽在长边20、短边40和角部30上具有大致均匀的导磁率和矫顽力。即,可以得知,本发明的内屏蔽总体具有均匀的导磁率和矫顽力,具有提高的导磁率和磁场屏蔽能力。并且,如图5中所示,装有背景技术的内屏蔽的阴极射线管呈现出大的误着屏量,但装有本发明的内屏蔽的阴极射线管呈现出显著降低的误着屏量。因此,通过将本发明的内屏蔽安装至彩色阴极射线管,不仅可以获得均匀的导磁率,而且可以得到磁性能的改善,减轻了影响彩色阴极射线管的色纯度的误着屏,从而能够防止色纯度的降低。
虽然在第一实施例中,为了改善其磁屏蔽特性,在成形之后对内屏蔽进行了退火处理,但本发明不限于此。例如,也可以在形成为内屏蔽之前对铝镇静钢薄板进行退火处理。即,根据本发明的第二实施例,一种制造彩色阴极射线管的内屏蔽的方法包括以下步骤:对一块铝镇静钢坯料进行顺序的浇铸、热轧、冷轧和脱碳退火处理;对铝镇静钢进行退火处理,形成具有40%以上的{111}组织和大于60μm的晶粒尺寸的退火的薄板;采用这种退火的薄板形成一个内屏蔽;以及采用黑氧化铁膜涂覆所形成的内屏蔽。内屏蔽可以象背景技术那样通过拉伸或成形处理形成。
下面将详细地描述根据本发明的第二实施例的这种制造彩色阴极射线管的内屏蔽的方法。对铝镇静钢的熔料进行顺序的浇铸、热轧和冷轧处理,形成要求厚度的薄板,然后对此薄板进行脱碳退火处理,以使碳含量降低至0.004-0.001重量%。此后,在高于700℃的温度下,对此薄板进行退火处理,以便在铝镇静钢中形成{111}组织并使晶粒生长。高于上述温度的退火处理使铝镇静钢不仅促进再结晶而形成{111}组织,而且促使再结晶后的连续的晶粒生长,从而改变其磁性能。相反,如果退火温度低于700℃,{111}组织的形成几乎不能象期望的那样以低的晶粒生长速度实现。随着退火温度越来越高,晶粒生长变得越来越快,提高了导磁率并降低了矫顽力,由此提高了磁场屏蔽能力,而随着退火温度越来越低,再结晶的时间周期变得越来越长。与第一实施例相同,为了防止薄板被氧化,退火处理是在没有氧化反应的还原气氛中进行的,即在真空、氢气、氢气和氮气的混合气体或者氢气和氨气的混合气体中进行的。退火时间周期是根据{111}组织形成的程度和晶粒生长的程度确定的,就薄膜而言,在上述的高温条件下,它可以设定为大于一分钟。
同时,由于由具有弱磁性的铝镇静钢构成的纯铁的难以磁化的一个晶面,即磁通难以流通的晶面,是{111}平面,因此,{111}组织是沿此薄板的表面形成的,以便于磁通沿此薄板的表面而不是垂直于此表面流通。因为由低于25%的{111}组织不能期望得到上述的效果,因此{111}组织应形成25%以上的比例。并且,磁性能取决于晶粒尺寸,晶粒应形成得大于一定的尺寸,即大于60μm。由于退火会使晶粒内的杂质诸如碳、氮、硫和铝迁移至晶粒边界,这使得每一晶粒相当于一个单个的磁畴。因此,如图6中所示,单位面积的晶粒数增加了,缓慢地降低了磁场的传播速度,即磁自旋从一个晶粒至另一个晶粒的传输速度,这是主要由于杂质造成的,结果使矫顽力增大和导磁率降低,这就减弱了磁场屏蔽能力。但是,当晶粒尺寸大于60μm,单位面积的晶粒数就减少了,磁自旋可以容易地传输,从而增大了导磁率并降低了矫顽力,由此增强了磁场屏蔽能力。总之,通过在铝镇静钢中形成40%以上的{111}组织和形成大于60μm的平均晶粒尺寸,可以提高磁场屏蔽能力。然后,通过对由上述的工艺形成的铝镇静钢薄板进行拉伸或成形处理而形成内屏蔽。当采用黑氧化铁膜涂覆了此内屏蔽时,本发明的内屏蔽就制成了。
为了检查根据本发明的第二实施例的内屏蔽的效果,对在如表3中的例1、例2和比较例1所处的条件下退火处理的内屏蔽的磁性能与在如表3中的比较例2所处的条件下退火处理的内屏蔽的磁性能进行了比较。为了分析在如表3所列的条件下退火处理的铝镇静钢的晶面中{111}组织的量度,通过X射线衍射分析仪分析极性图,通过ODF(取向分布函数)分析仪测量单位体积中的晶面的体积比率(ratio of volume),由此确定晶面的集聚程度。并且,对晶粒的尺寸、初始的导磁率和矫顽力进行测量,得到了表4中所列的数值。而且,通过改变进入各自具有按表3中所示的条件制造的内屏蔽的彩色阴极射线管的地磁场的强度,还对误着屏量进行了测量,得到了如图8所示的结果。
表3
退火条件 | |
例1 | H2气氛,850℃,10分钟 |
例2 | H270%+NH330%气氛,800℃,10分钟 |
比较例1 | H230%+NH370%气氛,780℃,5分钟 |
比较例2 | 未退火处理 |
表4
例1 | 例2 | 比较例1 | 比较例2 | |
{111}组织 | 0.95 | 0.9 | 0.4 | 0.15 |
晶粒尺寸μm | 120 | 95 | 50 | 35 |
初始导磁率 | 9350 | 8800 | 1790 | 1300 |
矫顽力Oe | 0.6 | 0.64 | 1.75 | 2.4 |
参照表4,可以得知,随着退火温度升高,{111}晶面的体积比率以及晶粒尺寸增大,导致初始导磁率显著增大并且矫顽力降低,从而改善了磁场屏蔽特性。但是,从比较例1还可以得知,如果晶粒尺寸不大于60μm,即使通过在700℃以上的温度下进行退火处理使{111}晶面的集聚程度高于40%,磁场屏蔽特性的改善也是不大的。因此,可以得知,为改善磁场屏蔽特性,退火应当如此进行,即,应使{111}晶面的集聚程度高于40%并且晶粒尺寸大于60μm。参照图8还可以得知,具有采用在700℃以上的温度下退火处理的铝镇静钢制造的内屏蔽的彩色阴极射线管的误着屏量小于背景技术的彩色阴极射线管(比较例)。正如已经描述的那样,可以得知,当通过对体心立方晶格的铝镇静钢进行冷轧和退火处理,而使薄膜的表面中的{111}组织高于40%并且平均晶粒尺寸生长得大于60μm时,能够有效地防止色纯度的降低,因为它提高了内屏蔽的磁场屏蔽能力,从而减轻了由外部磁场引起的误着屏。
在第三实施例中,与第二实施例不同的是,铝镇静钢薄板是在磁场中进行退火处理的。除了在磁场中进行退火处理之外,根据这个实施例的制造彩色阴极射线管的内屏蔽的方法与第二实施例相同。由于退火温度、气氛和时间周期等条件与第二实施例相同,因此将省略这些内容的描述。在这个实施例中,在磁场中进行退火时,磁场可以是通过如此利用螺线管原理产生的,即,磁通可以沿冷轧的钢薄板在连续的退火炉中的输送方向流通;磁场也可以是通过如此设置多个永磁体产生的,即,相同极性的磁极相互面对放置,冷轧的钢薄板穿过其间,以便在退火和冷却的同时将磁场施加至钢薄板。磁场的强度大于100高斯。在磁场中退火使得铝镇静钢内结构的磁取向变得均匀,从而改善了磁性能。
为了检查根据本发明的第三实施例的内屏蔽的效果,对在如表5中的例1、例2和比较例1所处的条件下退火处理的内屏蔽的磁性能与在如表3中的比较例2所处的条件下退火处理的内屏蔽的磁性能进行了比较。比较方式与第二实施例相同,结果显示于表6中,并且,通过改变进入各自具有按表5中所示的条件制造的内屏蔽的彩色阴极射线管的地磁场的强度,对误着屏量进行了测量,得到了如图9所示的结果。
表5
退火条件 | |
例1 | H2气氛,750℃,20分钟,5000高斯 |
例2 | H270%+NH330%气氛,780℃,10分钟,1000高斯 |
比较例1 | H230%+NH370%气氛,850℃,5分钟 |
比较例2 | 未退火处理 |
表6
例1 | 例2 | 比较例1 | 比较例2 | |
{111}组织 | 0.95 | 0.9 | 0.4 | 0.15 |
晶粒尺寸μm | 120 | 95 | 90 | 35 |
初始导磁率 | 13450 | 136800 | 6400 | 1300 |
矫顽力Oe | 0.4 | 1.34 | 0.8 | 2.4 |
参照表6,可以得知,与内屏蔽在不施加磁场时进行退火处理的情况(比较例1)相比,在内屏蔽在磁场中进行退火处理的情况下(例1和例2),{111}组织的体积比率增大了,其初始导磁率大于10000,显著改善了其磁性能。并且,可以得知,装有表6所列特性的内屏蔽的彩色阴极射线管在误着屏特性方面优于比较例。正如已经描述的那样,与内屏蔽在不施加磁场时进行退火处理的情况相比,这个实施例有效地改善了内屏蔽的磁性能,减轻了由外部磁场引起的误着屏,由此防止了色纯度的降低。
本领域的技术人员将能够理解,在不脱离本发明的精神或范围的情况下,可以对本发明的彩色阴极射线管内屏蔽及其制造方法作出多种修改和变换。因此,本发明意欲涵盖落入了权利要求及其等同物的范围内的这些修改和变换。
Claims (6)
1,一种制造用于彩色阴极射线管内屏蔽的方法,该方法包括以下步骤:
采用铝镇静钢薄板形成内屏蔽;
其特征在于,还包括步骤:
对内屏蔽进行退火处理,以便在其中形成40%以上的{111}组织和生长出大于60μm的晶粒,其中,退火处理是在无氧气氛下在700-1000℃的温度下进行的;和
在退火的内屏蔽的一个表面上,涂覆黑的氧化铁膜。
2.根据权利要求1的方法,其中,退火处理是在真空气氛、氢气气氛、氢和氮气气氛、或者氢和氨气气氛中进行的。
3.一种制造用于彩色阴极射线管内屏蔽的方法,该方法包括以下步骤:
对铝镇静钢坯料进行顺序的浇铸、热轧、冷轧和脱碳退火处理,形成铝镇静钢薄板;其特征在于,该方法还包括以下步骤:
对铝镇静钢薄板进行退火处理,以便在其中形成40%以上的{111}组织和生长出大于60μm的晶粒,其中,退火处理是在无氧气氛下在700-1000℃的温度下进行的;
采用退火的薄板形成内屏蔽;和
在内屏蔽的一个表面上,涂覆黑的氧化铁膜。
4.根据权利要求3的方法,其中,退火处理是在真空气氛、氢气气氛、氢和氮气气氛、或者氢和氨气气氛中进行的。
5.根据权利要求3的方法,其中,退火处理是在磁场中进行的。
6.一种彩色阴极射线管中使用的内屏蔽,用于屏蔽外部磁场,该内屏蔽形成得具有40%以上的{111}组织和大于60μm的晶粒,以便改善不均匀的磁性能分布。
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