CN1195183A - 激励时间可减少的蒸发除气装置 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示一种可减少钡蒸发时间的、含有镍和BaAl4化合物的蒸发除气装置;这个特征是用具有不同形态的两种镍粉的混合物得到的。
Description
本发明涉及一种激励时间可减少的蒸发除气装置。
如所周知，所有要在长时间内保持真空的器件都要使用除气剂。特别是显象管，不论是传统的阴极射线管式或扁平的荧屏式，都要含有除气材料，其目的是要固定微量气体，它们可能是在显象管抽真空时遗留下来或在显象管构成材料除气时造成的。
在显象管内最常用的除气材料是金属钡，常以薄膜形式镀覆在显象管的内壁上。钡膜只在显象管被抽成真空并被气密地密封时才能产生。因此要使用装置来处理行业中公知的蒸发除气剂，该装置由敞开的金属容器制成，其内置有钡铝化合物BaAl4的粉末和镍Ni的粉末，两者的重量比约为1∶1。这种装置在行业中是人所熟知的，在这方面例如可参阅授予本申请人的美国专利5,118,988号。在显象管被抽成真空并密封后，利用在该显象管外的线圈对管内的装置进行感应加热，在激励过程中钡就蒸发；加热特别是在金属容器上发生，由它将热量传到内含的粉末团上。当粉末温度达到约800℃时，发生下列反应：
该反应强烈放热，使粉末温度达到约1200℃，在该温度钡直接从固体蒸发为气体(升华)凝聚在显象管壁上；从而形成金属膜。为了使粉末团获得良好的反应性，BaAl4粉末的微粒大小应小于250μm。Ni的微粒大小通常小于30μm，但允许使用少量的大到约50μm的微粒。各除气装置制造商使用的镍粉形态各不相同，有时同一制造商可在不同的除气装置上使用不同型态的镍，但现在在市上销售的每一种除气装置总是只含有一种形态的镍。最常使用的形态有两种：一种基本上是球形，是在圆的形式外加上平的表面；另一种是树枝状形态，其特征是具有高的比表面(单位重量的表面面积)。
从所述装置蒸发一个预定数量的钡所需的激励时间是从开始用线圈向装置供能的时间起算的，这个时间在本行业常被定义为“总时间”，在下面的文本和权利要求书中并使用其缩写形式“TT”。
现代的彩色显象管为了其工作可能需要高达约300mg的形式为薄膜的钡。就行业目前的状态而言，蒸发这一数量的钡所需TT约为40秒。这个时间包括一段放慢并相应于现代显象管生产方法的瓶颈所需时间，因此市场上需要有这样的除气装置，能够蒸发相同数量的钡，但比现有装置只需较少的TT。
为了获得这个结果，就原理言，可以增加线圈所供应的功率或减小微粒的大小来增加粉末的反应性。
但就现有的除气装置而言，线圈功率不可能增加。事实上，如果这样做，粉末的容器将过快地被加热以致没有时间将热传到粉末团上，致使直接贴在容器上的粉末的温度高于粉末团的其余部分。BaAl4与Ni之间的反应就从贴近容器的粉末开始，在粉末团的这个区域内产生的钡蒸汽的压力会使粉末团上升，这会包括碎片的可能抛出，如要防止就不能迁就显象管的工作，总之都要减少钡的蒸发。
减小粉末微粒的大小也会引起BaAl4和Ni之间的反应速率的过分的和局部的增加，造成粉末团的上升。
本发明的一个目的是要提供一种蒸发除气装置，其激励时间可减少但不会有已知技术的缺点。
按照本发明，这样一个目的可以达到。所使用的蒸发除气装置具有一个金属容器，其中置有BaAl4粉和镍粉，其特征在于，所用镍粉是由两种不同形态的微粒的混合物构成的，第一种基本为球形而第二种为树枝状，其中这两种镍形式的重量比约在4∶1到1∶2.5的范围内。
下面本发明将结合附图详细说明，其中：
图1为基本上为球形形态的镍粉样品的显微摄影的复制品；
图2为具有树枝状形态的镍粉样品的显微摄影的复制品，放大倍数与图1相同。
曾经发现使用具有所述两种形态的镍粉的混合物可使TT减少约25-30％，这是就相同的钡蒸发量而言，不会引起上述的反应过强的问题。
具有基本为球形的形态和具有树枝状形态的两种镍微粒的重量比约在4∶1到1∶2.5的范围内。曾经发现当比率高于4∶1时，会在除气装置的生产上造成问题，因为粉末团还含有BaAl4会造成机械性能极不一致；反之，比率小于1∶2.5时TT只能略为减少。最好所用混合物在两种镍形式之间的重量比约为1∶1。
镍的微粒大小约小于50μm，最好约小于20μm；另外曾发现当基本上为球形形态的镍，其微粒大小在约10到18μm的范围内时可得到最佳的结果。
具有树枝状形态的镍市上有供售，例如加拿大Outario州SheridanPark的INCO公司，它把树枝状镍商业化为两种不同的微粒大小，目录号为T-123和T-128。
具有球形形态的镍也可在市上找到，例如从上面提到的INCO公司。或者可从任何一种形态而其微粒大小略大于所需的镍中取得，办法是采用被称为喷射磨坊(jet mill)的技术。该技术是以高速将粉末引入到研磨室的载体气流内，使粉末微粒的大小缩减，表面倒圆，办法是使微粒与其他微粒碰撞或在微粒的运行轨道上设置障碍。最后将微粒分级；从而收集所需微粒大小的那部分。
用来进行本发明的工作的BaAl4，其微粒大小应小于250μm。
镍和BaAl4的重量比一般可在约从2∶1到1∶2的范围内，但约为1∶1的比率是一般使用的。
金属容器可由多种材料制得，例如Nicr或NiCrFe合金；最好采用AISI304钢，它兼有良好的氧化抗力、热处理强度、和冷作加工性。金属容器的形式可以不拘，特别是任何一种在本行业内公知并使用的形式，例如美国专利4,127,361，4,323,818，4,486,686，4,504,765，4,642,516，4,961,040和5,118,988号中的装置的形式。
本发明进一步将用下面的例子来说明，这些不受限制的例子可以说明某些实施例，目的是要启示那些本行业的行家如何来研究本发明并提出最佳的考虑过的方法来使本发明付之实施。
例1
备有相同除气装置用的一系列样品，每一样品都采用用一个AlSl304钢的容器，其直径为20mm，高为4mm，底部形状退切1mm的高度，如同美国专利4,642,516号揭示的那样。在每一样品的容器内注入一份均匀的混合物，该混合物由下列成分构成：660mg微粒大小小于250μm的BaAl4粉，520mg来自INCO公司的树枝状形态的T-123镍粉，和220mg平均微粒大小为18μm而基本上为球形形态的镍粉，该镍粉是用“喷射磨坊”技术将INCO T-123镍粉磨细然后筛选而从中将合乎所需微粒大小的部分取出从而制得的，镍的总重为740mg。上述这些粉末的混合物在容器内被一适当的冲头压缩。然后将这些样品逐一插在一个与泵系统连接的玻璃计量室内，将该室抽成真空并按照ASTM F111-72标准中所说明的方法进行蒸发试验；每一样品都用无线电频率以这样的功率加热使在加热开始10秒钟后便开始蒸发；而在各个试验中各个样品的加热时间互不相同，分别分布在从20到45秒的范围内。每一次试验终止后，量出钡的蒸发量，这样便可得到一连串的数据，从而可画出钡产量与加热时间的关系曲线。在表1中列出基本上为球形的镍(在表中用Nis指出)和树枝状镍(用Nio指出)之间的重量比以及从装置中蒸发出300mg钡量所需的TT值。
例2
用相同的除气装置和一系列样品重复进行例1的试验，该除气装置所含样品为一均匀的混合物由下列成分构成：660mg微粒大小小于250μm的BaAl4粉，370mg基本上为球形形态的镍粉，该镍粉是用例1中所说明的“喷射磨坊”技术制得的，和370mg的INCO T-123镍，镍的总重为740mg。两种镍形态的重量比和蒸发300mg钡所需时间在表1中列出。
例3
用相同的除气装置重复进行例1的试验，该除气装置所含均匀混合物由下列成分构成：660mg微粒大小小于250μm的BaAl4粉，590mg基本上为球形形态的镍粉，该镍粉如同例1中说明的那样用“喷射磨坊”法制得，和150mg的INCO T-123镍粉，镍的总重为740mg。两种镍粉的重量比和蒸发300mg钡所需时间在表1中列出。
例4(对比例)
用一系列相同的除气装置重复例1的试验，该除气装置所含均匀混合物由下列成分构成：660mg微粒大小小于250μm的BaAl4粉和740mgT-123镍粉。蒸发300mg钡所需时间在表1中列出：例 Nis∶NiD 总时间(秒)1 1∶2.36 362 1∶1 303 3.93∶1 294 / 40
从表1列出的结果可以肯定，在其他条件都相同的情况下，采用基本上为球形形态和树枝状形态的两种镍粉的混合物，与采用单一形态的镍粉相比，可使蒸发钡所需时间减少。另外，这些粉末混合物还可使粉末团得到良好的机械性能，从而使除气装置容易完成任务。
Claims (9)
1.蒸发除气装置具有金属容器，其内置有BaAl4粉和镍粉，其特征为，镍粉由两种不同形态的微粒的混合物构成，其一基本上为球形，而另一为树枝状，两种镍形态的重量比可在约4∶1到1∶2.5的范围内。
2.按照权利要求1的装置，其特征为，两种镍形态的重量比约为1∶1。
3.按照权利要求1的装置，其特征为，镍的微粒大小小于50μm。
4.按照权利要求3的装置，其特征为，镍的微粒大小小于20μm。
5.按照权利要求3的装置，其特征为，基本上为球形形态的镍的平均微粒大小在10和18μm的范围内。
6.按照权利要求1的装置，其特征为，基本上为球形形态的镍是用所谓“喷射磨坊”技术制得的。
7.按照权利要求1的装置，其特征为，BaAl4化合物的微粒大小小于250μm。
8.按照权利要求1的装置，其特征为，镍和BaAl4化合物的重量比约从2∶1到1∶2。
9.按照权利要求1的装置，其特征为，镍和BaAl4化合物的重量比约为1∶1。
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