CN1270343C - 阴极射线管 - Google Patents

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Abstract

一种阴极射线管包括一个外表面基本上是平面而内表面具有某一曲率的面板,和一个荫罩板,荫罩板被安排成与面板的内表面具有一定间隔并且具有多个让电子束通过的孔,其中,荫罩板满足条件0.9≤ZmD/(ZmX+ZmY)≤1.1,在那里,在荫罩板的对角线轴上的任意点被假定是Dr,从点Dr与长轴和短轴垂直交汇的在长轴和短轴上的点分别假定是Xr和Yr,而在各自的点Xr、Yr和Dr与荫罩板之间的在阴极射线管轴向上的间隔假定分别是ZmX、ZmY和ZmD。在该阴极射线管中,荫罩板的结构强度被提高,因此,增加了荫罩板的抗撞击的能力。

Description

阴极射线管
技术领域
本发明涉及到阴极射线管,尤其涉及到能够提高荫罩板特性的阴极射线管,这是通过优化荫罩板的结构强度来实现的。
背景技术
阴极射线管是一种转换电信号为电子束并发射电子束到荧光屏而生成图象的设备。由于在可负担得起的价格基础上能够获得良好的显示质量,阴极射线管在常规技术中被广泛使用。
现在,参考附图将解释阴极射线管。图1是说明常规技术的阴极射线管实例的示意图。如图1中所示,阴极射线管包括:一个由前面玻璃构成的面板101;一个用于形成真空空间的由与面板101啮合的后面玻璃构成的漏斗形装置102;一个荧光屏113,它被放置在面板101的内表面上并用于发出荧光;一个用于发射电子束105的电子枪106,电子束105使得荧光屏113发光;一个偏转线圈107,它被安装在漏斗形装置102的外周表面上并与之有一个预定的间隔,用于把电子束105偏转到荧光屏113上;一个荫罩板108,它被安装在与荧光屏113有一个固定的间隔处;一个荫罩板构架109,用于固定和支撑荫罩板108;和一个内屏蔽110,内屏蔽110从面板101延伸到漏斗形装置102,用于屏蔽外地磁场,因此,防止由于磁场的影响而使得颜色的纯度变坏。
而且,如图2中所示,荫罩板108包括一个穿孔部分108b,它按预先确定的曲率形成为一个拱顶形,并且具有多个孔108a,电子束105通过这些孔108a,和一个裙部108c,它从在阴极射线管的轴(Z-轴)的方向上的穿孔部分108b的外周延伸,用于固定到荫罩板构架109。
在通常的阴极射线管中,从电子枪106射出的电子束105被偏转线圈107偏转,通过荫罩板108的多个孔108a,并落在安置在面板101的内表面上的荧光屏113上。于是,偏转的电子束105使得形成在荧光屏113上的荧光粉发光,由此获得图象。
按照近来的阴极射线管的趋势,阴极射线管变大,而如在图3中所示的内表面和外表面具有小曲率半径的弧形面板,正在变成如在图4中所示的外表面基本上是平面的平的面板。
因此,当面板101变大并且其外表面基本上变成平面时,面板101的楔率(%)即外围厚度Td与中央厚度Tc的比率(Td/Tc)变大。由此,在面板101的中央和外围之间的光的透射率的差变大,因此,屏幕的亮度变得不均匀。而且,当面板101变大并且它的外表面基本上变成平面时,荫罩板108的尺寸也变大。因此,一个与面板101的内表面保持一定间隔的拱顶形的荫罩板108的曲率变成平的,而荫罩板108的结构强度被降低,因此降低了荫罩板108的抗撞击能力。
同时,为了改善面板101的亮度的不均匀,使得面板101的玻璃具有光透射率为45%-75%的彩色玻璃被运用于面板101,不用进行处理,例如在面板101上的覆盖物。然而,在彩色玻璃被运用于面板101的情况中,从面板101的中央向着外围的方向,光透射率变得越来越低,因此,亮度的均匀性被降低。于是,为了解决这一问题,为了降低面板101的重量,以及为了降低由于面板101的厚度的差别而在热加工中的损坏,在面板的中央的厚度是10mm-12.5mm的情况时,降低楔率为大约170%-210%的方法被考虑。即:通过降低楔率,面板101的外围厚度被降低,因此增加面板101的外围的光透射率,改善在面板101的中央和外围的光亮度的均匀特性。然而,当面板101的楔率被降低时,面板101的内表面变得越来越平,因此,一个与面板101的内表面保持一定间隔的拱顶形的荫罩板108的曲率变得越来越平,由此降低荫罩板108的结构强度。因此,更降低了荫罩板108的抗撞击能力。
又,即使考虑了为了降低重量材料成本而降低荫罩板108的厚度的方法,降低荫罩板108厚度是有限制的,因此,由于荫罩板108的结构强度的降低,这是不够的。
由此,在面板变得又平又大的情况下,在彩色玻璃被应用于面板的情况下,以及在荫罩板的厚度被降低的情况下,更需要通过优化荫罩板的结构强度,防止荫罩板的抗撞击的能力降低。
发明内容
因此,本发明的一个目的是要提供一种阴极射线管,这种阴极射线管能够增加荫罩板的抗撞击的能力,这是通过在面板的外表面基本上是平面而内表面具有某一曲率的阴极射线管中控制在荫罩板的长轴、短轴、和对角线轴方向上的荫罩板的曲率半径,优化荫罩板的结构强度来实现的。
为了获得这些和其他优点以及按照本发明的目的,如在这里被具体化和广泛描述的一样,这里提供的阴极射线管包括:一个外表面基本上是平面而内表面具有某一曲率的面板,和一个荫罩板,荫罩板被安排成与面板的内表面有一定间隔并且具有多个让电子束通过的孔,其中,荫罩板满足条件0.9≤ZmD/(ZmX+ZmY)≤1.1,这里,在荫罩板的对角线轴上的任意点被假定是Dr,从点Dr与长轴和短轴垂直交汇的在长轴和短轴上的点假定分别是Xr和Yr,而在各自的点Xr、Yr和Dr与荫罩板之间的在阴极射线管轴向上的间隔假定分别是ZmX、ZmY和ZmD。
为了获得这些和其他优点以及按照本发明的目的,如在这里被具体化和广泛描述的一样,这里也提供了一种阴极射线管,包括:一个外表面基本上是平面而内表面具有某一曲率的面板,和一个荫罩板,荫罩板被安排成与面板的内表面有一定间隔,并且包括一个穿孔部分,穿孔部分形成有多个让电子束通过的孔,其中,如果与从中央向着外围的荫罩板的长轴、短轴、和对角线方向上的荫罩板的穿孔部分的各自的曲率半径的最大值和最小值连接的各条连线的函数公式被假定为y=Ax+B,那么,荫罩板满足条件-5.0≤A≤-1.0,其中,y表示曲率半径,x表示从荫罩板的中央到长轴、短轴或对角线轴上的位置的距离,A表示倾斜度,而B表示常数。
本发明的前述的和其它的目的、特征、实施例和优点,通过与伴随的附图一起的本发明的随后的详细说明,将会变得更明白。
附图说明
附图提供对本发明的进一步理解,加入说明书中并构成说明书的一部分。附图用于说明本发明的实施例,并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
在附图中:
图1是说明按照常规技术的阴极射线管的示意图;
图2是说明按照常规技术的阴极射线管的荫罩板的透视图;
图3是说明按照常规技术的阴极射线管的非平面型面板的截面图;
图4是说明按照常规技术的阴极射线管的平面型面板的截面图;
图5是说明按照本发明的阴极射线管的示意图;
图6是说明荫罩板和荫罩板构架被相互组装在一起的状态示意图;
图7是说明按照本发明的阴极射线管的荫罩板的平面图;
图8是说明按照本发明的阴极射线管的荫罩板的对应于长轴、短轴和对角线轴的曲率的示意图;
图9是说明按照本发明的阴极射线管的荫罩板的长轴方向、短轴方向和对角线方向的从中央向着外围的荫罩板的曲率半径变化的图;以及
图10是说明按照本发明的阴极射线管中的荫罩板的长轴方向、短轴方向和对角线轴方向的从中央向着外围的荫罩板的曲率半径变化的图并说明其趋势的线。
具体实施方式
现在,将详细说明按照本发明的优选实施例,并且,在伴随的附图中说明实例。
如在图5中所示,阴极射线管(CRT)包括:一个外表面基本上是平面而内表面具有预定曲率的由前面玻璃构成的面板1;一个与面板1啮合的由后面玻璃构成的漏斗形装置2,用于形成真空空间;一个被放置在面板1的内表面上的荧光屏13,并用于发出荧光;一个用于发射电子束5的电子枪6,电子束5使得荧光屏13发光;一个安装在漏斗形装置2的外围表面的具有预定间隔的偏转线圈7,用于偏转到荧光屏13的电子束5;一个安装在与荧光屏13有一定间隔的荫罩板8;一个用于固定和支撑荫罩板8的荫罩板构架9;以及一个内屏蔽10,它从面板1延伸到漏斗形装置2,用于屏蔽外地磁场,并因此防止由磁场引起的色纯度的降低。阴极射线管也包括:一个安装在面板1的里边的螺钉14;一个与螺钉14连接的固定器11,用于弹性地支撑荫罩板构架9到面板1;以及一个安置在面板1的外围的加强带12,用于分布由面板1和漏斗形装置2生成的应力。
如在图6中所示,荫罩板8包括穿孔部分18,穿孔部分18是具有一个预定曲率的拱顶形,并且配备有多个电子束通过的孔,以及一个裙部28,裙部28在阴极射线管的轴向从穿孔部分18的外周延伸,用于固定到荫罩板构架9。
荫罩板8由因伐合金((Fe-Ni(30-40%)基合金)或者超因伐合金((Fe-Ni(28-40%)-Co(1-7%)基合金)或者铝镇静钢构成,这些材料的热变形较小。而且,当穿孔部分18的对角线的长度假定是Ld时,顾及到结构强度和抗撞击能力,荫罩板8的厚度T满足下面的条件:
T≤Ld×0.00035               (1)
参考图6,将解释荫罩板8的曲率。在位于荫罩板的长轴(X-轴)、短轴(Y-轴)、和对角线轴(D-轴)上的点和荫罩板表面之间的在阴极射线管轴向(Z-轴)的间隔假定是Zm,而对应的曲率半径假定是Rm。在与荫罩板8的中央的预定距离L处的荫罩板的表面上的位置的曲率半径Rm能够被表示为下面的公式:
Rm=(L2+Zm2)/(2×Zm)            (2)
这里,在荫罩板8和长轴(X-轴)、短轴(Y-轴)、和对角线轴(D-轴)之间的间隔Zm分别表示为ZmX、ZmY和ZmD,而在长轴、短轴、和对角线轴方向上的荫罩板8的穿孔部分18的曲率半径分别被表示为RmX、RmY和RmD。即:如在图7和8中所示,当在荫罩板的对角线上的任意点被假定是Dr时,并且,从点Dr分别与长轴和短轴垂直交汇的在长轴和短轴上的点假定分别是Xr和Yr,在所说的三个点Xr、Yr和Dr与荫罩板之间的在阴极射线管轴向上的间隔被表示为ZmX、ZmY和ZmD。
又,当从荫罩板8的穿孔部分18的中央的穿孔部分18的长度的10%内的区域被假定是中央部分时,在荫罩板8的中央部分处的长轴(X-轴)、短轴(Y-轴)和对角线轴(D-轴)方向上的曲率半径,分别被表示为RmXC、RmYC和RmDC。而且,当从穿孔部分18的中央的穿孔部分18的长度的90%以上范围的区域被假定是外围部分时,在荫罩板8的外围部分处的长轴(X-轴)、短轴(Y-轴)、和对角线轴(D-轴)方向上的曲率半径,分别被表示为RmXE、RmYE和RmDE。
当荫罩板8具有拱顶形时,面板1的内表面具有一个类似于荫罩板8的曲面。荫罩板8的主要任务是通过三束电子束5,电子束5从电子枪6射出,通过形成在荫罩板8的穿孔部分18中的孔,并且准确地落到沉积在面板1的内表面上的荧光屏13的预定位置,即R、G和B荧光体的中央。为此,荫罩板8必须保持一个与面板1的内表面的荧光屏13对应的拱顶形,并且,甚至对于外部的撞击或刺激,必须保持曲面。
如前面所述,荫罩板8必须保持它的结构强度和曲率,甚至在平面型的阴极射线管中,面板1的中央的厚度是10mm-12.5mm,而楔率是170%-210%时也是这样,或者,在大的阴极射线管中,面板的尺寸比率是4∶3,并且,荧光屏13被沉积在上面的面板1的有效表面的尺寸是650mm-720mm时也是这样。又,荫罩板8必须优化它的结构强度,即使是在为了降低荫罩板8的重量和材料成本而厚度被降低到0.22mm或者更小的情况时,并且,必须防止因此而降低抗撞击能力。
从几何学的角度来看,荫罩板8的曲率半径变小,用于保持荫罩板8的曲面抗外来撞击的强度变大。又,荫罩板8的结构强度大大地受到在长轴(X轴)、短轴(Y轴)和对角线轴(D轴)方向上的曲率的影响。尤其是,荫罩板8的整个强度大大地受到在对角线轴(D轴)方向上的曲率的影响,因为对角线轴比长轴和短轴都长。
由外部撞击引起的荫罩板8的变形主要是在荫罩板的外围生成,而不是中央。因此,为了在荫罩板8的外围处具有高的强度,这是优选的:在荫罩板的中央设计一个大的曲率半径,并且,向着荫罩板的外围逐步减小曲率半径。又,在最大的曲率半径或最小的曲率半径存在于荫罩板8的中央和外围之间的情况中,在此之间的曲率半径变化的拐点能够是外部撞击的弱点。于是,荫罩板8必须被设计成:在中央具有最大的曲率半径,并且向着外围的方向曲率半径逐步减小。
尤其是,因为荫罩板8是矩形,所以,与长轴或者对角线轴相比,直到穿孔部分18的端部,短轴具有比较短的距离。于是,为了在最弱的曲率存在的短轴处具有高的强度,这是优选的:当对应于长轴、短轴和对角线轴的位置具有与荫罩板8的中央相距相同的距离时,在对应于短轴的荫罩板8上的位置的曲率半径,小于在对应于长轴和对角线轴的荫罩板8上的位置的曲率半径。
又,面板1的曲率应该按照荫罩板8的曲率和荫罩板8的各自的轴向上的曲率半径而变化。因此,在对应于面板1的长轴、短轴和对角线轴的曲率半径中,对应于面板1的短轴的曲率半径优选地被设计成最小,而对应于面板1的长轴的曲率半径优选地被设计成大于对应于面板1的对角线轴的曲率半径。即:当对应于面板1的长轴、短轴和对角线轴的曲率半径假定分别是Rpx,、Rpy和Rpd时,优选地,它应该满足下列公式:
Rpy<Rpd≤Rpx                (3)
在下面的表中的实验值表明每一种类型的荫罩板8的结构强度,这是通过把不同的荫罩板8的曲率作为在相同条件下的三种类型并通过撞击试验而获得的。这里,当三种类型的荫罩板,按照不同的高度,从自由落下实验设备自由落下时,比较在荫罩板8的曲面上产生变形的高度,并因此被用于判断荫罩板8的强度。
[表1]
  实施例   实例1   实例2
  ZmXE(mm)   13.47   14.12   13.38
  ZmYE(mm)   8.28   10.50   8.37
  ZmDE(mm)   20.11   21.07   18.66
  ZmDE/(ZmXE+ZmYE)   0.92   0.86   0.86
  高度(mm)   200   190   160
如在表1中所示,当本发明的实施例和实例2的荫罩板在长轴(X-轴)上的间隔ZmXE和在短轴上(Y-轴)上的间隔ZmYE近似于相互相似,被相互比较时,对角线轴(D-轴)上的间隔ZmDE小于本发明的实施例的间隔的实例2的荫罩板,与本发明的实施例的荫罩板相比,具有较低的变形高度。
又,尽管实例1的荫罩板具有都大于本发明的实施例的在长轴(X-轴)、短轴(Y-轴)和对角线轴(D-轴)上的间隔ZmXE,、ZmYE和ZmDE,但是间隔平衡ZmDE/(ZmXE+ZmYE)低于本发明的实施例的荫罩板的间隔平衡,并且,与本发明的实施例的荫罩板相比,实例1的荫罩板具有较低的变形高度。
从所说的实验结果能够看到:在荫罩板8的对角线轴上的曲率是在预定值以下的情况时,荫罩板8的结构强度被降低。而且,在阴极射线管轴向的在对角线轴处的间隔ZmD小于在长轴和短轴的间隔ZmX和ZmY的情况下,荫罩板8的结构强度被降低,即使在对角线轴上的曲率大于预定值。
而且,在间隔平衡ZmDE/(ZmXE+ZmYE)小于0.9的情况时,能够减弱荫罩板抗外来撞击的能力。因此,为了改善荫罩板8的结构强度,间隔平衡ZmDE/(ZmXE+ZmYE)必须被设置为0.9或更高。而且,把间隔平衡ZmDE/(ZmXE+ZmYE)设置为近似于1.0是优选的。
同时,当荫罩板8的对角线轴(D-轴)上的间隔ZmDE变大时而间隔平衡ZmDE/(ZmXE+ZmYE)大于1.1的情况下,能够获得荫罩板8的高结构强度。然而,当在对角线轴的端部的间隔变大并因此面板1的外围的厚度变厚时,面板1的外围的亮度被降低。于是,把荫罩板的间隔平衡ZmDE/(ZmXE+ZmYE)设置为1.1或更底是优选的。
上述内容能够用下面的公式表示。如在图8中所示,如果在荫罩板8的对角线轴上的任意点被假定是Dr,从点Dr分别与长轴和短轴垂直交汇的在长轴和短轴上的点分别假定是Xr和Yr,而在三点Xr、Yr和Dr与荫罩板之间的在阴极射线管轴向上的间隔假定是ZmX、ZmY和ZmD,那么,满足下面的条件是优选的。
0.9≤ZmD/(ZmX+ZmY)≤1.1                (4)
又,如前面所述,为了增加荫罩板的结构强度,最佳的间隔平衡ZmD/(ZmX+ZmY)被设置成0.9或者更高,并且小于1.0。
0.9≤ZmD/(ZmX+ZmY)≤1.0                (5)
满足上述条件的对应于荫罩板8的长轴(X轴)、短轴(Y轴)和对角线轴(D轴)的每一个曲率半径将被解释如下。
图9是说明按照本发明的阴极射线管的荫罩板的长轴方向、短轴方向和对角线轴方向的从中央到外围的荫罩板8的曲率半径变化的曲线图。
如在图9中所示,对应于荫罩板8的长轴、短轴和对角线轴的每一个曲率半径,从中央向着荫罩板8的外围的方向逐渐变小。而且,当在荫罩板8的长轴方向、短轴方向、和对角线轴方向上的穿孔部分18的长度的10%内的区域假定为中央部分,而高于穿孔部分18的长度的90%的范围中的区域假定是外围部分时,那么,中央部分的曲率半径比外围部分的曲率半径高出多于200mm。
又,在荫罩板的中央部分中,在长轴方向的荫罩板8的曲率半径RmXC是最大的,在对角线轴方向的曲率半径RmDC次之,而在短轴方向的曲率半径RmYC是最小的。这能够被表示为下面的公式。
RmYC≤RmDC≤RmXC                      (6)
而且,曲率半径从荫罩板8的中央向着外围变化,在对应于各自的轴的曲率半径中,在长轴方向上的曲率半径具有最大的变化宽度。即:连接从荫罩板的中央向着外围的对应于长轴的曲率半径的最大值和最小值的线条的倾斜度,小于连接对应于对角线轴的曲率半径的最大值和最小值的线条的倾斜度。此外,连接长轴方向的曲率半径的最大值和最小值的线条的倾斜度,小于连接短轴方向的曲率半径的最大值和最小值的线条的倾斜度。这能够被表示为下面的公式。
Ax<Ay                     (7)
Ax<Ad                     (8)
这里,Ax表示连接从荫罩板的中央向着外围的在长轴方向的曲率半径的最大值和最小值的线条的倾斜度,Ay表示连接从荫罩板的中央向着外围的在短轴方向的曲率半径的最大值和最小值的线条的倾斜度,而Ad表示连接从荫罩板的中央向着外围的在对角线轴方向的曲率半径的最大值和最小值的线条的倾斜度。
又,连接在长轴和对角线轴方向的各自的曲率半径的最大值和最小值的线条,与从荫罩板的中央向着外围的线条相互交叉。在荫罩板的外围部分中,对角线轴方向的曲率半径RmDE最大,长轴方向的曲率半径RmXE次之,而短轴方向的曲率半径RmYE是最小的。
这里,连接从荫罩板的中央向着外围的在长轴、短轴、和对角线轴方向的每一个曲率半径的最大值和最小值的线条的函数公式,即:表示与荫罩板的中央具有预定距离的间隔位置处的曲率半径的函数公式假定是:y=Ax+B。表示倾斜度的A是在范围-5.0--1.0之间。此外,
在应用最佳间隔平衡ZmD/(ZmX+ZmY)的情况中,A是在范围-4.0--2.0之间。
如在图10中所示,即使通过使用最小平方的方法从荫罩板的中央向着外围的在长轴、短轴和对角线轴的各自方向上的曲率半径的变化曲线接近于直线,表示在荫罩板的长轴方向上的曲率半径的变化趋势的直线与表示在对角线轴方向上的曲率半径的变化趋势的直线是相互交叉的。
在按照本发明的阴极射线管中,在荫罩板的长轴、短轴和对角线轴方向上的曲率半径被优化,因此增加了荫罩板的结构强度,由此,增加了荫罩板的抗撞击的能力。
可以以几种形式使用本发明而不会背离其精神或者基本特征,应该明白:除非另外指明,前面描述的任何细节不限制上述的实施例,相反地,在其权利要求定义的精神和范围中应该被广泛地解释,因此,落入权利要求界限和范围内的或者等价的界限和范围内的所有的变化和修改都应该由所附的权利要求所包含。

Claims (13)

1、一种阴极射线管,包括:
一个外表面基本上是平面而内表面具有某一曲率的面板;和
一个荫罩板,荫罩板被安排成与面板的内表面具有一定间隔并且具有多个让电子束通过的孔;
其中,荫罩板满足条件0.9≤ZmD/(ZmX+ZmY)≤1.1,其中,在荫罩板的对角线轴上的任意点被假定是Dr,从点Dr与长轴和短轴垂直交汇的在长轴和短轴上的点分别假定是Xr和Yr,而在各自的点Xr、Yr和Dr与荫罩板之间的在阴极射线管轴向上的间隔假定分别是ZmX、ZmY和ZmD。
2、如在权利要求1中所述的阴极射线管,其中,荫罩板满足条件0.9≤ZmD/(ZmX+ZmY)≤1.0。
3、如在权利要求1中所述的阴极射线管,其中,在荫罩板的对角线方向上的荫罩板的曲率半径,从荫罩板的中央向着荫罩板的外围方向逐步降低。
4、如在权利要求1中所述的阴极射线管,其中,当在荫罩板上的位置与荫罩板的中央具有相同的距离时,在对应于长轴、短轴和对角线轴的位置的曲率半径中,在对应于短轴的荫罩板上的位置的曲率半径是最小的。
5、如在权利要求1中所述的阴极射线管,其中,荫罩板满足条件:T≤Ld×0.00035,这里,Ld表示多个孔被形成其中的穿孔的表面的对角线的长度,并且,T表示荫罩板的厚度。
6、如在权利要求1中所述的阴极射线管,其中,荫罩板的厚度是0.22mm或者更小。
7、如在权利要求1中所述的阴极射线管,其中,面板的中央部分的光的透射率为45%-75%。
8、如在权利要求1中所述的阴极射线管,其中,面板的对角线轴的端部的厚度对面板的中央部分的厚度的楔率是170%-210%。
9、如在权利要求1中所述的阴极射线管,其中,面板的中央部分的厚度是10mm-12.5mm。
10、如在权利要求1中所述的阴极射线管,其中,面板满足条件Rpy<Rpd≤Rpx,这里,Rpx、Rpy和Rpd分别表示在面板的长轴、短轴和对角线轴方向上的面板的曲率半径。
11、如在权利要求1中所述的阴极射线管,其中,荫罩板满足条件:Rmy≤Rmd≤Rmx,这里Rmx、Rmy和Rmd分别表示在荫罩板的中央部分的长轴、短轴和对角线轴方向上的荫罩板的曲率半径。
12、如在权利要求1中所述的阴极射线管,其中,面板的尺寸比率是4∶3,荧光屏被沉积在上面的面板的有效表面的尺寸是650-720mm。
13、如在权利要求1中所述的阴极射线管,其中,至少用Fe-Ni基合金、Fe-Ni-Co基合金或者铝镇静钢中的一种构成荫罩板。
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