CN1224999C - 阴极射线管 - Google Patents
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Abstract
提供一种阴极射线管,该阴极射线管包括具有颈部、锥体和利用熔接玻璃熔接到锥体上的屏盘的外壳,屏盘的外面基本上是平的,屏盘的内面具有预定的曲率,其中当屏盘中心的厚度为T1,屏盘对角线角部的厚度为T2时,1.7≤T2/T1≤2.3,和当阴极射线管的有效图像区域的大小为x(单位cm)时,在屏盘与锥体熔接部分的屏盘内面张应力小于-1.3876x+128.24(Kgf/cm2)。屏盘与锥体熔接部分的屏盘内面张应力维持在预定值以下,以便在生产其屏盘外面大致为平面而内面具有预定曲率的阴极射线管时可减少在炉内的破裂,提高回收率。
Description
技术领域
本发明涉及具有平坦外表面屏盘的阴极射线管,特别涉及人工改变屏盘与锥体熔接部分的应力分布以提高回收工艺中玻璃回收率的平面阴极射线管。
背景技术
如图1所示,阴极射线管通常包括:设置于其前部的屏盘1;用于选择发射到屏盘1内的电子束颜色的荫罩3;固定和支撑荫罩3的框架4;将框架4固定于屏盘1上的柱状销钉6;与屏盘1接合以维持阴极射线管内的真空状态的锥体2;连接柱状销钉6与框架的弹簧5;位于锥体2后侧的管状颈部10;设置于颈部10内用以发射电子束11的电子枪8;内屏蔽7,其与框架4组合以屏蔽诸如作用于所发射的电子束11的地磁场之类的外磁场;固定于锥体2外部使电子束11偏转的偏转系统9;和配置于屏盘1裙边的防爆带12。
如图2A所示,普通屏盘1的内外表面都具有特定的曲率。因外表面弯曲,显示的图像失真,使观看的人感觉不舒服。并且,因弯曲引起的外部光线的反射还使眼睛更加疲劳。为解决该问题而提出的阴极射线管采用一种屏盘结构,即其外表面非常平,如图2B所示,使观看其上所显示图像的人感觉舒服。由于考虑到图像浮选效果(floatation effects),该结构(以下称为FCD)在适当观看范围内能够消除图像失真和减轻眼睛疲劳,实现平面的图像,因而被广泛使用。
阴极射线管通过包括下列工艺的多个工艺来制造:形成工艺,在屏盘内表面上形成荧光屏;密封工艺,利用熔接玻璃使屏盘1和锥体2相互密封在一起;和排气工艺,使阴极射线管内为高真空。此外,在阴极射线管内设置诸如电子枪8、荫罩3、框架4和内屏蔽7之类的结构元件。在制造工艺期间或制造工艺结束之后在特定的部件上可能产生缺陷,或在特定的工艺中产生缺陷。在这种情况下,需要回收有缺陷的阴极射线管。
图3是说明阴极射线管回收机构的图。切割阴极射线管的颈部,取消阴极射线管内部的真空状态,去除防爆带,然后将其装在起始区。之后,用硝酸在腐蚀区域局部去除熔接玻璃,在清洗区域用水清除在屏盘和锥体的硝酸。其中,在熔接玻璃中产生大量的源点(origins)。并且,在通过第一热水区和冷水区时,在屏盘、锥体和熔接玻璃的内面和外面产生不同的应力。尤其是,在源点因张应力使玻璃部件破裂。因张应力施加到通过第一热水区域和冷水区域的外部,因而熔接玻璃在存在压应力的内面部分范围内被分离。然后,当其通过冷水区和第二热水区时,张应力施加到熔接玻璃内面,压应力施加到其外部,从而使熔接玻璃完全分离。
常规的阴极射线管屏盘具有如图2A所示的有特定曲率的内外表面,用以确保结构强度。这样,其角部的厚度低于其中心部分厚度的130%。在这种情况下,回收阴极射线管不存在问题。可是,如图2B所示,为了使荫罩的结构强度最大,使其内侧具有与荫罩类似的曲率而其外面是平坦的,因而在其外面平坦而其内面有特定曲率的屏盘(FCD)的情况下,其角部的厚度比其中心部分厚度的170%还厚。这增加了屏盘的厚度来维持荫罩的强度,但该屏盘结构经不起热应力。尤其是,屏盘应力的分布不均匀。并且,当阴极射线管经历在荫罩与框架组装中去除焊接应力的稳定工艺、将屏盘与锥体密封在一起的熔接密封工艺、和使电子束容易发射的排气工艺时,还必须通过炉子来进行制造。这使熔接玻璃的应力结构更不均匀。因非均匀应力结构,因而在使屏盘与锥体彼此分离的回收工艺中,产生多处破裂。此外,非均匀应力结构还使屏盘的强度变低。
在屏盘的楔形(wedge)率为170%以上时,因炉内热冲击使熔接部分的张应力变得非常大,引起“角部拉伸(pull)”现象,如图4所示,这指屏盘和锥体彼此分离时在屏盘对角线角部的破裂。这降低了通常占FCD型管子成本的35-45%的屏盘和锥体的回收率。为了减少该破裂率,要求改进阴极射线管制造期间诸如稳定工艺、玻璃熔接密封工艺、排气工艺等复杂的炉子工艺,尤其是要控制在将屏盘和锥体相互熔接在一起的熔接密封工艺中的应力。可是,改进炉子温度需要过高的投资并且会降低生产率,增加产品成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够以高生产率制造同时不需要增加投资的阴极射线管。
为了实现本发明的目的,提供一种阴极射线管,该阴极射线管包括具有颈部、锥体和利用熔接玻璃熔接到锥体上的屏盘的外壳,屏盘的外面基本上是平的,屏盘的内面具有预定的曲率,其中当屏盘中心的厚度为T1,屏盘对角线角部的厚度为T2时,1.7≤T2/T1≤2.3,和当阴极射线管的有效图像区域的大小为x(单位cm)时,在屏盘与锥体熔接部分的屏盘内面张应力小于-1.3876x+128.24(Kgf/cm2)。
当阴极射线管的有效图像区域的大小为x(单位cm)时,在屏盘与锥体熔接部分的屏盘内面张应力小于-1.4625x+119.88较好,小于-1.4875x+117.1更好。
附图说明
图1表示常规阴极射线管的结构;
图2A和2B分别表示常规阴极射线管和平面阴极射线管的屏盘结构;
图3表示阴极射线管的回收机构;
图4表示屏盘与锥体相互分离时产生的角部拉伸现象;
图5是表示熔接密封工艺中炉子工艺规范的曲线;
图6是说明回收率与屏盘与锥体熔接部分位置的应力之间关系的图;
图7-11是分别表示17″FCD、19″FCD、21″FCD、25″FCD和29″FCD的基于在锥体与屏盘熔接部分的屏盘内面张应力(P-in)的回收率曲线;和
图12是表示阴极射线管的有效荧光屏的大小与影响回收率的屏盘内面张应力(P-in)之间关系的曲线。
具体实施方式
下面,详细说明本发明的实例展示于附图中的优选实施例。
本发明人根据因其楔形率引起的厚度差,在屏盘对角线角部熔接部分产生相当大的不规则温度分布的事实,按照熔接密封炉内温度的变化,进行了测试,以找出影响阴极射线管回收的关键因素。图5是表示熔接密封工艺中炉子工艺规范的曲线。可根据该曲线发现升温速率、保温时间、冷却速率和峰值温度的因素。以下列方式进行测试:如图3所示,回收已通过密封炉的产品,这些产品按不同的指定时间通过密封炉。在下列表1中示出结果。其中,对所有产品采用相同的回收工艺,即在58℃下进行190秒喷射式腐蚀,在58℃下进行90秒的第一热水区处理,在28℃下进行38秒冷水区处理,和在54℃下进行45秒第二次热水区处理。
[表1] 密封温度曲线分析
测试#1 | 测试# | 测试# | 测试# | |
升温速率(℃/min) | 14.1 | 10.9 | 11.1 | 10.8 |
保温时间(min) | 27.7 | 35.0 | 32.9 | 29.6 |
冷却速率(℃/min) | 6.1 | 6.0 | 5.7 | 5.8 |
峰值温度(℃) | 454.8 | 451.0 | 445.3 | 443.0 |
回收速率(%) | 5 | 100 | 75 | 90 |
参照表1可知:可由密封炉中的升温速率、保温时间、冷却速率和峰值温度预先确定回收率。
图6是用于说明按屏盘与锥体熔接部分的位置的应力与回收率之间关系的图。在按熔接部分位置的屏盘与锥体熔接部分的应力被分成屏盘外面应力(P-out)、屏盘中心应力(P-cent)、屏盘内面张应力(P-in),锥体外面应力(F-out)、锥体中心应力(F-cent)和锥体内面张应力(F-in),并且分析这些应力与回收率之间的相关性。其结果示于下列表2中。
[表2] 按应力的相关性分析
变量 | P-out | P-cent | P-in | F-out | F-cent | F-in | 回收率 |
P-out | 1.000 | 0.5989 | 0.4194 | 0.0331 | -0.6696 | 0.1796 | 0.3779 |
P-cent | 0.5989 | 1.0000 | 0.8917 | -0.7277 | 0.1486 | -0.1279 | 0.9304 |
P-in | 0.4194 | 0.8917 | 1.0000 | -0.8861 | 0.3900 | -0.5630 | 0.9863 |
F-out | 0.0331 | -0.7277 | -0.8861 | 1.0000 | -0.7642 | 0.6157 | -0.9119 |
F-cent | -0.6696 | 0.1486 | 0.3900 | -0.7642 | 1.0000 | -0.5885 | 0.4328 |
F-in | 0.1796 | -0.1279 | -0.5630 | 0.6157 | -0.5885 | 1.0000 | -0.4631 |
回收率 | 0.3779 | 0.9304 | 0.9863 | -0.9119 | 0.4328 | -0.4631 | 1.0000 |
如表2所示,按屏盘与锥体熔接部分的位置的回收率与应力的相关性最高值为屏盘内面张应力(P-in)的0.9863。结果,屏盘内面张应力(P-in)对回收率的影响最大。
下面按标准分析方法分析:在屏盘与锥体熔接部分的屏盘内面张应力(P-in)与密封炉中升温速率、保温时间、冷却速率和峰值温度之间的关系。
其结果示于下列表3中。
[表3] 按应力的关键因素的分析
方程式 | R-平方 | F-比值 | 相关性 | |
升温速率(℃/min) | P-in=155.1-16.2*升温 | 0.9 | 0.04 | 0 |
保温时间(min) | P-in=204.1-9.6*保温 | 0.4 | 0.3 | × |
冷却速率(℃/min) | P-in=401.1-74*冷却 | 0.3 | 0.5 | × |
峰值温度(℃) | P-in=1237.5-4*峰值 | 0.4 | 0.4 | × |
参照表3,R-平方为0.9和F比值为0.04的升温速率具有区别于其它因素的相关性。按照标准分析方法,一般认为其R-平方大于0.5和F比值低于0.05的因素具有相关性。结果,由于在密封炉的这些因素中升温速率具有与在屏盘和锥体熔接部分的屏盘内面张应力(P-in)最大的相关性,因而通过控制包括密封炉内升温速率的指定时间,可控制屏盘内面张应力(P-in)。例如,29″FCD阴极射线管的密封炉指定时间是约18-19秒。可以确认,当指定时间变长时,在屏盘与锥体的熔接部分的屏盘内面张应力(P-in)变小,但当它变短时,该张应力变大。
为了确认屏盘内面张应力(P-in)与回收率之间的关系,本发明人通过内面张应力测试了17″(406mm)、19″(457mm)、21″(508mm)、25″(590mm)和29″(676mm)FCD阴极射线管的回收率。测试结果分别示于表4和图7、表5和图8、表6和图9、表7和图10、表8和图11中。
[表4] 17″FCD的屏盘内面张应力与回收率之间的关系
屏盘内面张应力(Kgf/cm2) | 56.9 | 60.4 | 72.0 | 92.9 | 95.0 |
回收率(%) | 90 | 85 | 70 | 30 | 10 |
[表5] 19″FCD的屏盘内面张应力与回收率之间的关系
屏盘内面张应力(Kgf/cm2) | 49.3 | 53.1 | 63.7 | 90.5 | 93.4 |
回收率(%) | 90 | 85 | 70 | 30 | 10 |
[表6] 21″FCD的屏盘内面张应力与回收率之间的关系
屏盘内面张应力(Kgf/cm2) | 36.7 | 45.9 | 57.1 | 88.4 | 91.6 |
回收率(%) | 90 | 85 | 70 | 30 | 10 |
[表7] 25″FCD的屏盘内面张应力与回收率之间的关系
屏盘内面张应力(Kgf/cm2) | 29.5 | 33.8 | 46.6 | 76.7 | 88.2 |
回收率(%) | 90 | 85 | 70 | 30 | 10 |
[表8] 29″FCD的屏盘内面张应力与回收率之间的关系
屏盘内面张应力(Kgf/cm2) | 13.9 | 27.1 | 32.5 | 68.3 | 82.6 |
回收率(%) | 90 | 85 | 70 | 30 | 10 |
在如表4和图7所示的17″FCD(406mm)的情况下,当屏盘与锥体熔接部分的屏盘内面张应力(P-in)为72.0(Kgf/cm2)时,回收率约为70%,当张应力在72.0(Kgf/cm2)以上时,它突然减小。在如表5和图8所示的19″FCD(457mm)的情况下,当屏盘内面张应力(P-in)为63.7(Kgf/cm2)时,回收率约为70%,当张应力在63.7(Kgf/cm2)以上时,它突然减小。在如表6和图9所示的21″FCD(508mm)的情况下,当屏盘内面张应力(P-in)为57.1(Kgf/cm2)时,回收率约为70%,当张应力在57.1(Kgf/cm2)以上时,它突然减小。
如表7和图10所示,在25″FCD(590mm)的情况下,当屏盘与锥体熔接部分的屏盘内面张应力(P-in)为46.6(Kgf/cm2)时,回收率约为70%,当张应力在46.6(Kgf/cm2)以上时,它突然减小。如表8和图11所示,在29″FCD(676mm)的情况下,当屏盘内面张应力(P-in)为32.5(Kgf/cm2)时,回收率约为70%,当张应力在32.5(Kgf/cm2)以上时,它突然减小。
图12是表示阴极射线管的有效图像区域的大小与影响回收率的屏盘内面张应力(P-in)之间关系的曲线。该曲线表示有效图像区域大小与屏盘内面张应力(P-in)相互之间具有线性关系。具体地说,当阴极射线管有效图像区域的大小为x和屏盘内面张应力(P-in)为Y时,在回收率为70%的情况下,Y=-1.3876x+128.24;在回收率为85%的情况下,Y=-1.4625x+119.88;在回收率为90%的情况下,Y=-1.4875x+117.1。这些表达式具有类似的斜率。因此,在当阴极射线管有效图像区域的大小为x(单位:cm)的情况下,当屏盘内面张应力(P-in)保持在-1.3876x+128.24以下时,阴极射线管的回收率可增加。并且,当张应力保持在-1.4625x+119.88以下时较好,当它保持在-1.4875x+117.1以下时更好。
按照本发明,为了控制在屏盘与锥体熔接部分的屏盘内面张应力(P-in),应基本上如上所述那样来控制密封炉内的指定时间。在这种情况下,当指定时间变长时,屏盘内面张应力(P-in)变小,而熔接部分材料的临界张应力也减小。可是,在回收率为90-100%的情况下,考虑到产量,为了降低张应力而延长指定时间并不是优选的。因此,屏盘与锥体熔接部分的最小张应力最好,在17″FCD阴极射线管的情况下,为56.9±5(Kgf/cm2);在19″FCD的情况下,为49.3±3(Kgf/cm2);在21″FCD阴极射线管的情况下,为36.7±2(Kgf/cm2);在25″FCD的情况下,为29.5±3(Kgf/cm2);和在29″FCD的情况下,为13.9±1(Kgf/cm2)。其中,由于在回收率为90-95%时,可获得在屏盘与锥体熔接部分的最佳屏盘内面张应力(P-in),因而给出约5-10%的误差范围。
按照本发明,如上所述,在屏盘与锥体熔接部分的最佳屏盘内面张应力可维持在预定值以下,以便在生产其屏盘外面大致为平面而内面具有预定曲率的阴极射线管时可减少在炉内的破裂,提高回收率。
尽管已展示和描述了包括优选实施例的特定实施例,但在不脱离由权利要求书唯一限定的本发明精神和范围的情况下,本领域的技术人员显然还可进行各种变更。
Claims (3)
1.一种阴极射线管,包括具有颈部、锥体和利用熔接玻璃熔接到锥体上的屏盘的外壳,屏盘的外面是平的,屏盘的内面具有预定的曲率,
其中,当屏盘中心的厚度为T1,屏盘对角线角部的厚度为T2时,1.7≤T2/T1≤2.3,和当阴极射线管的有效图像区域的大小为x(单位cm)时,在屏盘与锥体熔接部分的屏盘内面张应力小于-1.3876x+128.24(Kgf/cm2)。
2.如权利要求1的阴极射线管,其中,当阴极射线管的有效图像区域的大小为x(单位cm)时,在屏盘与锥体熔接部分的屏盘内面张应力小于-1.4625x+119.88(Kgf/cm2)。
3.如权利要求1的阴极射线管,其中,当阴极射线管的有效图像区域的大小为x(单位cm)时,在屏盘与锥体熔接部分的屏盘内面张应力小于-1.4875x+117.1(Kgf/cm2)。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |