CN86103468A - 制造暗灯丝的方法 - Google Patents

Abstract

一种制造暗灯丝的方法，包括以含有高的热发射能力诸如W微粒的耐热微粒的悬浮液覆盖在一种绝缘材料制成的第一涂层上，而重量的0.5％至1.5％的例如水的挥发性物质留在第一涂层中，以形成一暗涂层。因为能采用低粘滞度的悬浮液，暗涂层的厚度能做到非常均匀，而灯丝的发射性能能够稳定。

Description

本发明涉及一种制造用于具有旁热式阴极的电子管的暗灯丝（dark    heater）的方法，特别是有黑色外表的暗灯丝。

暗灯丝通常用作有效地加热具有旁热式阴极的电子管中的热电子发射阴极。

这样的一种灯丝一般包括一由高熔点金属例如钨制成的芯线，一由绝缘材料比如氧化铝（铝土）制成的第一涂层，包裹在芯线上，一第二、外部涂层，即暗涂层是由钨和氧化铝（矾土）微粒的混合物制造的。

对于暗涂层的形成，已经熟知的是用一种浸渍涂层法。在这种方法中，悬浮镀液的比重、粘滞度等必须严格控制，而尤其是第一氧化铝层必须完全干燥以便防止灯丝和阴极两者之间的绝缘变坏，这种变坏是由于包含在悬浮镀液中的钨微粒渗透进入了第一氧化铝层所致，正如美国专利3，808，043号和3，852，105号的说明书中所公开的那样。

然而，为了完全干燥第一氧化铝层，需要装配一炉子，因此生产成本会增加。另外，在第一氧化铝层上用浸渍涂层法来形成暗涂层，然后进行干燥，必须采用具有高粘滞度的镀液，以便防止包含在镀液中的钨微粒，根据毛细现象渗透进入氧化铝。然而，在这种情况下，大量镀液施加于第一层，形成一厚的暗涂层。结果，热容量增加，以致上升时间延长，而特别是在彩色显象管中，很可能发生在三种颜色中显示不平衡，以及涂层开始剥落，而散布在电子管中，在管子性能上产生不利的影响。再说，镀液易于停留在加工的灯丝的弯处，引起发射特性的弥散。

本发明的一个目的是提供一种生产暗灯丝的方法，其中在悬浮镀液中的微粒具有高的热发射能力，根据克服常规工艺方法的缺陷，在形成暗涂层的过程中，即使采用的悬浮镀液的粘滞度低于普通悬浮涂镀液的粘滞度时，微粒也不渗透进入第一涂层。本发明的另一目的是提供一种生产暗灯丝的方法，在低成本的情况下，该灯丝的暗涂层的厚度仅有十分轻微的不均匀性、即有高度均匀的发射性能。

上述目的能通过生产暗灯丝的本发明的方法达到，该方法包括以下步骤：以一种耐热绝缘材料，覆盖到由一种耐热导电材料制成的芯线上，而然后以一种包含具有热发射能力的耐热微粒的材料，覆盖到已获得的，在其中留下重量为0.5%至1.5%挥发性物质的绝缘材料的第一涂层上，以形成第二涂层，即暗涂层。因而，在本发明的方法中，暗涂层是在第一涂层形成之后形成的，而重量的0.5%至1.5%的挥发性质（比如水）留在第一涂层中，或者换句话说，没有完全干燥第一涂层。

当适量的水等留在第一涂层中时，镀液赖以渗入的空隙，被水滴分成微细的泡，阻止了液体以毛细现象的方式渗透进入第一涂层，此而防止了钨微粒的渗透。

根据本发明用于生产暗灯丝的方法，用来形成暗涂层的悬浮镀液的粘滞度，能减小到10至12厘泊（CP）。

挥发性物质的含量，可通过例如先有技术中已知的测量重量改变的方法来确定，或用另一种方法，该方法包括预先检定干燥时间和挥发性物质的量之间的关系，测量实际干燥时间和从干燥时间来确定挥发性物质的量。然而，该量确定的方法不限于这些方法。

图1是本发明的一实施例中一电子管的一旁热式阴极的部分断面正视图。图2a至图2e各说明第一涂层在不同的干燥度获得的灯丝断面中钨弥散的情形。图3是示于图1的灯丝，沿Ⅲ-Ⅲ线的断面图。图4是一说明第一涂层的干燥度和水含量的关系的图表。

图1是本发明的一实施例中一电子管的一旁热式阴极的部分断面正视图。在此图中，数字1为一暗灯丝，该灯丝具有由围绕在钼线（未画出）周围的钨线绕成双螺旋线而制成的双螺旋结构，以一种氧化铝覆盖在芯线上形成一层12（即第一涂层）此层具有大约0.1毫米的厚度，以含有钨微粒的氧化铝进一步覆盖在芯线上，形成暗涂层13，然后藉溶解除去钼线。数字2表示一套筒，收容暗灯丝1，3表示一基底金属，用帽罩的形式遮盖在套筒2的末端，4表示一电子发射材料，放置在基底金属3的上表面。电了发射材料4由暗灯丝加热以发射热电子。

暗灯丝的制造过程如下：一层氧化铝层12是用熟知的比如电淀积的方法，电淀积在准备好的双螺旋钨芯线11上而形成，该芯线由围绕在钼线周围的钨线卷绕，而将线11成形为双螺旋形。然后，以例如甲醇的有机溶剂洗涤，预先除去具有低附着力的微粒。这产品用红外线（IR）灯来干燥。在此步骤中，干燥时间被控制到比如水的挥发性物质重量的0.5%至1.5%保留在氧化铝层12中。干燥的方法并不限定，而其他的方法诸如鼓风法也可使用。然后，将有氧化铝层12形成在上面的灯丝浸进含有钨微粒和氧化铝的粘滞度和比重（液温：25℃），分别控制在11厘泊（CP）和1.35涂液中，以形成涂层13。以甲醇或其他同类的物质和用上面同样的方法除去具有低附着力的微粒，而得到的产品用一个红外线（IR）灯或诸如此类的灯来干燥。然后在例如大约1600℃的高温下热处理，以获得预期的暗灯丝1。

图2a至图2e说明灯丝中钨分布的各个结果，这些灯丝用上面同样的方法制造，只是用电淀积形成氧化铝层12后达到的干燥度变更了，钨分布是用X射线微量分析仪来检定。图2a说明电淀积后未干燥的样品1的结果。图2b至图2d说明用三个250瓦红外线灯于上升到大约100℃的温度下干燥的各样品的结果。图2b说明干燥30秒的样品2的结果，图2c说明干燥60秒的样品3的结果以及图2d说明干燥300秒的样品4的结果。图2e说明用2.5分钟加热到1600℃已熔结的样品5的结果。图2a至图2e说明从图3的沿图1Ⅲ-Ⅲ线取下的横截面上，沿着一分析线a-b检测到的钨总量。横坐标代表上述分析线的位置，而纵坐标代表钨总量。在图3中数字14为一空腔，空腔是用溶解法除去用以绕制芯11的钼线而形成的。在图2a至图2e中A和B分别表示在钨芯线11中和暗涂层13中的钨分布。

干燥度和干燥后确定的氧化铝层12的水含量两者之间的关系，表示在图4和下表中。从图2a至图2e显而易见，在氧化铝层12中钨的渗透，在具有0.684%（图2c）或0.679%（图2d）的水含量的样品完全不能分辨出来，而这种渗透在具有1.94%（图2a）或1.68%（图2b）的水含量的样品以及在1600℃通过烧结，几乎完全干燥的含水量为重量0.01%的样品（图2e）是能辨别出的，如在各图中用符号C所表示的那样。表示在图2a至图2e的结果，各为五个样品测定结果的平均值。

从上述结果显而易见，当干燥度低即水含量过多时，以及同样地水含量不足时，可观测到钨的渗透同时也显而易见，在防止钨渗透的适量水存在的情况下，暗涂层13能合意地形成。在经过详细的实验后，证实了保留在里面的挥发性物质的合适量大约是重量的0.5%至1.5%，和证实了当为了控制挥发性物质在此范围内而干燥时间受到控制时，尽管采用了低粘滞度的镀液，也能防止镀液以及钨在氧化铝层12中的渗透。

虽然本发明在上面叙述的是关于含有钨芯线、第一氧化铝涂层以及含钨暗涂层的暗灯丝，本发明的暗灯丝并不受限于此。例如，可以采用任何一般用于灯丝的高熔点的金属，比如钼。第一涂层可以用一种熟知的，通常在生产中使用的耐热绝缘材料，诸如氧化锆、氧化铍或三氧化二铬和二氧化钛的混合物制成。尽管这些材料，由于它们本身是相当软和多孔的，有必须加热到大约400℃的高温，而提高成本的问题，靠加热到这样的高温完成干燥，在本发明的过程中是不必要的。

另外，第二涂层能使用其他具有高熔点和高发射能力的物质，诸如碳、钛、铬和钼来变暗。同样地在这种情形下，这些材料在第一涂层的渗透，也能用如上所述的控制第一涂层干燥度的方法来防止。

如上面的详细叙述，根据本发明的方法，其中暗涂层是在形成暗灯丝第一涂层，且当重量的0.5%至1.5%挥发性物质留在第一涂层之后形成的，因为能采用低粘滞度的涂层液，干燥步骤的成本能减少，并获得非常均匀的层厚度。致使灯丝的发射性能够稳定。

顺便提一下，在本发明的制造暗灯丝的方法中，有关一般知识和所采用的已知的技术在本说明书中没有给予专门叙述。

Claims (8)

1、一种制造暗灯丝的方法，其特征在于它包括以下的步骤：以一种耐热绝缘材料，覆盖到由一种耐热导电材料制成芯线上，以及以一种包含具有热发射能力的耐热微粒的材料，覆盖到获得的在其中留下重量的0.5%至1.5%挥发性物质的绝缘材料的第一涂层上，以形成第二涂层。

2、按照权利要求1的制造暗灯丝的方法，其特征在于其中芯线是由选自含有钨和钼的组合的一种材料制成的。

3、按照权利要求1的制造暗灯丝的方法，其特征在于其中第一涂层是由选自含有氧化铝、氧化锆、氧化铍以及三氧化二铬和二氧化钛的混合物的组合的一种材料制成的。

4、按照权利要求1的制造暗灯丝的方法，其特征在于其中微粒是选自含有钨、碳、钛、铬和钼的组合的一种材料的微粒。

5、按照权利要求2的制造暗灯丝的方法，其特征在于其中芯线是由钨制成的。

6、按照权利要求3的制造暗灯丝的方法，其特征在于其中第一涂层是由氧化铝制成的。

7、按照权利要求4的制造暗灯丝的方法，其特征在于其中微粒是由钨制成的。

8、按照权利要求1的制造暗灯丝的方法，其特征在于其中芯线和微粒是由钨制成的，以及第一涂层是由氧化铝制成的。

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