CN1550022A - 在真空操作的系统内部蒸发钙的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在真空操作的系统内部进行钙蒸发的方法。该方法包括以下步骤：向所述系统内引入至少一种可蒸发吸气器，该可蒸发吸气器包含有空气稳定钙化合物；开始抽空该系统，直至到达压力值P₁；加热(R)可蒸发吸气器，直至所述稳定化合物到达钙蒸发温度；继续抽空该系统，直至到达小于P₁的压力值P₂；密封该系统(S)。

Description

在真空操作的系统内部蒸发钙的方法

技术领域

本发明涉及一种在真空操作的系统内部、特别是阴极射线管内部蒸发钙的方法。

背景技术

许多工业操作需要在封闭空间内保持数年时间的适当真空度。例如在该领域中就有被用作电视机或计算机屏幕称为CRT的阴极射线管情况就是这样。为防止自阴极发射出的电子轨迹由于与气体粒子碰撞而发生偏转，要求在CRT内造成真空。为防止这种情况，在制造阶段利用机械泵将CRT抽成真空，然后气密封闭。

但是，众所周知，管内的真空会随着时间而降低，主要是因为该管的内部组件自身除气。因此在管内必须采用吸气材料，从而能够胶合气体分子，保持阴极射线管操作所必需的真空度。为此，通常采用钡。近来，本申请人已经提出采用钙，与钡相比，钙具有两个优点：毒性小(因此在阴极射线管的制造及处理步骤中产生的问题也少)，以及在受电子束撞击时产生对健康有害的X射线数量减少。

由于这些金属的活性高，从而给全部的制造步骤都带来问题，因此采用这些金属的某些对空气稳定的化合物，在阴极射线管被抽成真空之前，将这些化合物引入该阴极射线管内。在钡的情况下，稳定化合物是BaAl₄；在钙的情况下，可以采用CaAl₂或三元合金Ca-Ba-Al，在该三元合金中，以重量计，铝的含量在53％至56.8％之间，钙的含量在36％至41.7％之间，钡的含量在1.5％至11％之间。这些化合物通常与镍混合，在钙化合物的情况下也可选择与钛混合。

为将这些混合物引入阴极射线管内，通常采用称作可蒸发吸气器的装置，该可蒸发吸气器由上部敞开的金属容器构成，并容纳有所需混合物的粉末。容纳钡的可蒸发吸气器描述在例如专利US4,323,818、4,553,065、4,642,516、4,961,040以及5,118,988中。可以举出的容纳钙化合物的可蒸发吸气器实例描述在本申请人名下的国际专利申请WO01/01436以及意大利申请号MI2001A002273中。

一旦将可蒸发吸气器引入阴极射线管内，就使该阴极射线管与真空泵连接，并使该阴极射线管到达所需的最终内压，通常该内压要小于10^-5百帕斯卡(hPa)。最后，密封被抽空的阴极射线管，并自外部用射频加热，以使金属自钡或钙化合物中蒸发；接着，被蒸发的金属凝结到真空管的内壁上，从而形成吸附气体的活性薄膜。

但是，众所周知，金属沉积到阴极射线管内表面的特定区域上可能会对该管自身的正常操作有害，甚至危及全部。特别是必须尽可能地减少形成在屏幕上和荧光体上的金属沉积物。在任何情况下都必须保持无金属沉积物的另一区域是电子枪(阴极电位)与所谓的“阳极钮”之间的区域，事实上众所周知，在该两点之间存在不同电荷的电离颗粒子将导致系统短路。

为防止这些缺点，可以采取特殊措施，例如给可蒸发吸气器设置非常高的侧壁，适当构成该侧壁以运送被喷射到阴极射线管内表面某些区域上的蒸发金属；这种类型的吸气器描述在专利US4,323,818中。但是，由于金属蒸气的定向作用受到限制，这种方法不能完全令人满意。

另一方面，可采用具有偏转板的吸气器，该偏转板设置在钡或钙原始化合物的粉末混合物的上方。这种类型的吸气器例如描述在专利US3,719,433中。但是，这种解决方法意味着时间延长，并由此增大了制造所述装置需要的成本。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种在真空操作的系统内部蒸发钙的方法，这种方法不存在所述缺点。所述目的通过这样一种方法来实现，该方法的主要特征规定在第一权利要求中，其它特征规定在之后的权利要求中。

本发明方法的一个优点是：允许有选择地在阴极射线管内表面的某些区域内获得钙沉积物，而不必采取上述措施来运送被蒸发的金属。

附图说明

从参照附图对下面本发明一个实施例的详细说明中，本发明方法的更多优点及特征对于本领域技术人员将变得明显，其中：

-图1以曲线图形式示出本发明方法的某些步骤过程中，阴极射线管的内压随着时间函数的变化；

-图2类似于图1表示本发明优选实施例中压力时间的变化。

具体实施方式

为了在任何真空操作的系统内，特别是阴极射线管内进行钙蒸发，可采用本发明的这种方法。在已知方法中，采用以钡为基础的可蒸发吸气器，蒸发是最后一步，且在系统密封之后进行。相反，本发明方法的特征在于，在抽空过程中或在两个不同的抽空步骤之间进行钙蒸发，然后进行系统密封。

本发明包括已知的第一步骤，其中，将至少一个含有空气稳定钙化合物的可蒸发吸气器引入系统内，在本发明的方法中，可采用任何使用钙作为吸气元素的已知装置。例如，可采用上面引用的国际专利申请WO01/01436或意大利专利申请MI2001A00273中描述的可蒸发吸气器。从下面说明中变得更加清楚，可蒸发吸气器必须置于将要获得钙沉积物区域的中央周围。在阴极射线管的情况下，最好将可蒸发吸气器放置在天线或阳极钮区域内。

如图1所示，该方法意味着用泵、更常见地是用泵组(多台不同类型泵的系统)来抽空系统。当图中所示P₁压力刚到达，高于利用抽空所要达到的最终压力，便对吸气器进行加热操作(图中R所示)，以使钙蒸发；通常利用设置在系统外部其位置对应于装置本身的线圈产生感应进行这一操作。正如本领域技术人员所熟知的，此步骤持续预定一段时间，通常在大约30秒至45秒之间。在此步骤过程中，装置内所捕集的气体被释放，从而使得图中所示压力略微增大。令人惊讶的是，尽管没有采取任何用于运送蒸发金属的常用措施，但在所述蒸发过程中，在系统整个内部空间也没有出现钙原子扩散现象。事实上在蒸发过程中，被蒸发的钙原子开始在系统内部扩散，但由于与大气分子或与吸气器自身释放的气体碰撞，它们又被“反射”回来。这样一来，系统内部存在的气体具有防止钙原子沉积在非所要求区域的效果，这种非所要求的区域在阴极射线管的情况下例如屏幕区域或电极之间区域。相反在这些条件下，钙原子几乎只是沉积在最初设置可蒸发吸气器位置的附近区域内，例如，在阴极射线管的情况下，为天线或阳极钮附近区域。

压力P₁值必须高于该系统工作时的内压P₂值，但低于空气压力，因为这将足以使钙失去活性而在随后的加热步骤中被蒸发。事实上，要避免残留在系统内的大气粒子可能完全浸透刚形成的吸气沉积物，因而使得在系统正常操作过程中达不到气体吸附。经实验证实，压力P₁最好是在约10^-4至10^-5hPa之间。

接着，继续进行抽空操作，直至到达压力值P₂，通常该压力P₂在大约10^-5至10^-6hPa之间，在此压力下密封系统(图中用S表示的步骤)。

在本发明方法的优选实施例步骤R的过程中，用适当的阀门断开系统与泵组来中断抽空操作。参照图2，在这种情况下的方法包括三个主要步骤(除了将吸气器引入系统内以及最后密封该系统外)，即：第一抽空步骤E₁，其中，使压力达到P₁值；吸气器进行加热步骤R，使钙蒸发，在该过程中用适当的阀门将系统与泵组断开；以及第二抽空步骤E₂，再次开启所述阀门进行这一步骤，并将系统压力降至P₂值，在该压力下进行密封步骤S；在此最后步骤中，消除在步骤R过程中由于除气而逸出的大部分气体。这种实施例是优选的，因为在步骤R过程中断抽吸，使得压力由于管内部组件的除气而升高，这有助于被蒸发钙原子的“反向散射”效应。在这种实施例中，压力值P₁和P₂与先前所示的相同。

通过所获得的钙膜使剩余压力降至大约10^-7hPa的最终压力值，此压力对于系统例如阴极射线管的正确操作是必需的。

本发明方法在钡吸气器的情况下不能应用，因为该元素的质量远远大于(超过三倍)钙质量，利用气体分子使钡“反向散射”仅可能发生在相当高的压力值下，该压力值要高于大约10^-2hPa；在这种条件下，刚形成的钡膜立即就会由于大量气体的吸附而被消耗掉，从而不能在阴极射线管的使用期间有效地保持真空。

本领域技术人员在不脱离本发明自身范围的情况下，可对所述和举例的实施例进行合理的改变和/或补充。例如，可利用任何一种能设置在系统自身内部某限定位置上的敞开容器将可蒸发吸气材料引入该系统内。

Claims (5)

1.一种在真空操作的系统内部进行钙蒸发的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

-向所述系统内引入至少一种可蒸发吸气器，所述可蒸发吸气器含有空气稳定钙化合物；

-开始抽空所述系统，直至到达压力值P₁；

-从所述稳定化合物加热(R)所述可蒸发吸气器直至到达钙蒸发温度；

-继续抽空所述系统，直至到达小于P₁的压力值P₂；

-密封所述系统(S)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述抽空步骤由两个步骤组成，第一步骤(E₁)直至到达压力P₁，以及第二步骤(E₂)直至到达压力P₂，所述两个抽空步骤通过所述加热步骤(R)分开，在所述加热步骤(R)过程中，所述抽空步骤被中断。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述压力值P₁在大约10^-4至10^-5hPa之间。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述钙化合物是CaAl₂或三元合金Ca-Ba-Al，在所述三元合金中，以重量计，铝的含量在53％至56.8％之间，钙的含量在36％至41.7％之间，钡的含量在1.5％至11％之间。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述钙化合物与镍或钛混合。

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