DE2002222C2 - Glaskolben für Kathodenstrahlbildwiedergaberöhren - Google Patents

Glaskolben für Kathodenstrahlbildwiedergaberöhren

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Description

Die Erfindung betrifft einen Glaskolben für Kathodenstrahlbildwiedergaberöhren, der aus einem trichterförmigen Teil und einer Frontscheibe besteht und innerhalb des Kolbens erzeugte Röntgenstrahlung in ausreichendem Maße zu absorbieren vermag und dessen Frontscheibe aus einem CeO2-haltigen Glas besteht. Ein solche. Glaskolben ist aus der DE-AS 10 91 716 bekannt.
Kathodenstrahlbildwiedergaberöhren, z. B. Farbfernsehröhren, an denen hohe Spannungen liegen, geben durch ihre Frontscheibe und auch durch die Wände ihres trichterförmigen Teils eine schwache Röntgenstrahlung ab. Diese entsteht, wenn der hochenergetische Elektronenstrahl abgebremst wird. Das Maximum der von einer Farbfernsehröhre abgegebenen Röntgenstrahlung liegt z. B. für 25 000 V bei einer Wellenlänge von ca. 0,07 nm, für 35 000 V bei einer Wellenlänge von ca. 0,05 nm. Die Emission dieser Röntgenstrahlen durch den Glaskolben hindurch muß auf einem so kleinen Wert gehalten werden, daß in der Nähe des Gerätes befindliche Personen keinen Schaden leiden. Aus diesem Grund hat man Glaskolben hergestellt, die als wesentlichen Bestandteil Bleioxid enthalten. Das Absorptionsvermögen solcher Gläser für Röntgenstrahlung ist zwar gut; es ergeben sich jedoch Nachteile, insbesondere verfärbt sich das von der Röntgenstrahlung und von dem Elektronenstrahl getroffene Glas. Diese Verfärbung Ist besonders bei Frontscheiben von Farbfernsehröhre!! nachteilig, da die Qualität und die Farbhelligkelt beeinträchtigt werden.
Zur Beseitigung dieser Bräunung wird, wie der eingangs genannten DE-AS 10 91 716 als bekannt zu entnehmen ist, der Bleioxid enthaltenden Glaszusammensetzung Ceroxld beigemischt. Bei Verwendung von Bleioxid In Verbindung mit Ceroxid ergibt sich jedoch der Nachteil, daß die Dichte des Glases und damit auch das Gewicht der Röhre zunehmen. Schätzungswelse erhöht sich das Gewicht einer Farbfernsehröhre von 63.5 cm Breite pro Zunahme der Glasdichte um 0,01 um 37,82 g.
Es lsi Aufgabe der Erfindung, einen Glaskolben für Kathodenstrahlblldwledergaberöhren der aus der DE-AS 10 91 716 bekannten Art dahingehend zu verbessern, daß er bei hinreichend hohem Absorptionsvermögen für Röntgenstrahlung und geringer Neigung zur Verfärbung beim Beschüß mit Röntgenstrahlen und Elektronen ein geringeres Gewicht aufweist.
Die Aufgabe wird durch den Glaskolben des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung geht allgemein von den zur Zeit in der Industrie für die Herstellung von Kathodenstrahlbildwie-
!0 dergaberöhren verwendeten Gläsern aus. An diese Röhren werden während des normalen Betriebs im allgemeinen Spannungen von etwa 20 000 bis 40 000 VoI angelegt. Da die Erfindung auf die Zusammensetzung des Glases gerichtet ist, aus dem die Frontscheibe und der trichterförmige Teil der Kathodenstrah'bildwiedergaberöhre hergestellt wird, kann auf die Darstellung einer solchen Röhre verzichtet werden. Vorzugsweise verwendete Glassorten sind Soda-Pottasche-Barium-Siliks'.glaser und Soda-Pottasche-BIei-Barium-Silikatgläser, denen Stronti umoxid eingearbeitet ist. Sie fallen in den in der nachste henden Tabelle I aufgeführten Zusammensetzungsbereich:
Tabelle I Bestandteil Gewichtsprozent
SiO2
Na2O
K2O
Al2O3
CaO
MgO
BaO
SrO
PbO
Li2O
MnO
■>5 TiO2
Sb2O3
CeO2
Seltene Erden
45-70
3-10
5-15
0- 6
0- 8
0- 3
0-20
bis zu 15
0-30
0- 2
0- 2
0- 2
0- 1
0- 1
1
0- 1
bis zu
Andere Oxide können in kleinen Mengen vorhanden sein, solange sie die wesentlichen Eigenschaften des Glases nicht beeinträchtigen, z. B. Alkallmetalloxide, wie Rb2O, CS2O In Mengen bis zu 2 Gew.-%; NlO, CoO und dgl., um dem Glas eine gewünschte Farbtönung zu verleihen. Beispielsweise Ist die Frontscheibe einer Farbfernsehröhre normalerweise grau, was durch Zugabe solcher Farbmittel erreicht wird. In der Tabelle I ist die Menge
fco Strontiumoxid mit bis zu 15 Gew.-% angegeben; sie kann jedoch auch bis zu 20 Gew.-% betragen, wobei das zusätzliche SrO zwar die Absorptionseigenschaften des Glases nicht nachteilig beeinträchtigt, jedoch seine Schmelz- und Verarbeitungseigenschaften verändert und
t" zur Korrosion der Schamotteauskleidung des Glasschmelzofens führen kann. Der bevorzugte Bereich für das In dem Glas enthaltene Strontiumoxid ist daher etwa 2 bis etwa IO Gew.-% des Glases.
Die erflndungsgemäßen Glassorten, insbesondere die der bevorzugten Ausführung haben einen Littletonpunkt von etwa 625 bis etwa 700° C, einen oberen iCühipunkt von etwa 425 bis zu etwa 525° C und eine spezifische Dichte von etwa 2,57 bis 2,8 g/cm'. Besonders geeignet sind Gläser einer Dichte von etwa 2,62 g/cm3.
Um die Röntgenstrahtenabsorption eines SrO-haltigen Glases gegenüber einem SrO-freien Glas zu zeigen, wurden zunächst die nachstehend aufgeführten Glassätze hergestellt.
Tabelle II
Fortsetzung
Bestandteile Glas A Glas B Tabelle III Bestandteil
Glas A
Glas B
SiO2
Na2O
K2O
AI2O3
PbO
BaO
SrO
F,
66,3 7,5 6,8 3,8 2,5
11,2
1.05
66,3 7,5 6,8 3,8 2,5 8,7 2,5 1.05
Bestandteil
Quarzsand (Portage Sand) 2770 2770
Kalzinierte Soda 523 523
Anorganische Nitrate (Niter) 61 61
Kalzinierte Pottasche 393 393
Bariumkarbonat 745 580
Bleiglätte 127 127
Montana-Feldspat 764 764
Foote-Mineralspodumen 146 146
Strontiumkarbonat — 182
Natriumsilikatfluorid 89 89
Manganerz 4,3 4,3
Antimonoxid 43 43
Schmelzblaumischung 3,2 3,2
Grüne Nickeloxidmischung 0,9 0,9
Jeder Glassatz wurde in einem Platintiegel in einen Schmelzofen eingebracht, in dem eine Temperatur von 15100C herrschte. Nach vier Stunden wurde der Schmelzofen auf 12600C abgekühlt und die Glassätze insgesamt 5'/j Stunden in dem Ofen belassen. Zum Umrühren wurden Splralrührer verwendet; in dem Schmelzofen war ein Überschuß von 0,5% Oj. Wenngleich als Quelle für das Strontiumoxid in dem Glas Strontiumkarbonat bevor:ugt wird, lassen sich auch Strontiumoxid, Strontiurnsilikat oder Strontiumnitrat verwenden.
Die Glasschmelzen wurden zu Platten vergossen und dann abgekühlt. Die Gläser A und B hatte die nachstehenden errechneten Zusammensetzungen (in Gew.-%) und Eigenschaften:
Glas A
Glas B
-O2*)
Li2O
MnO
CaO
Sb2O3
Co3O4
NiO
Eigenschaften
1. Littletonpunkt
2. oberer Kühlpunkt
3. unterer Kühlpunkt
4. Dichte (g/cm3)
5. Spezifischer Volumenwiderstand (p)
in Ohm · cm bei 350° C
(ausgedrückt als log von p)
*) Mangel an O2 in der Zusammensetzung infolge des Vorhandenseins von F^.
Nach Schleifen und Polieren zeigen die vorstehenden Gläser einer Röntgenstrahlung gegenüber die nachfolgenden Eigenschaften, die mittels Standardverfahren gemessen wurden:
Tabelle IV
-0,4 -0,4
0,2 0,2
0,06 0,06
0,2 0,2
0,8 0,8
0,003 0,003
0,02 0,02
650° C 657° C
448° C 452° C
417°C 421° C
2,623 2,629
6,70 6,78
Eigenschaften Glas A Glas B
26 8,5
1) Durchlässigkeit
für Röntgenstrahlung mR/h
(Milliröntgen pro Stunde)
a) 3,81 mm Dicke 56
b) 4,448 mm Dicke 20
2) Verfärbung
durch Röntgenstrahlung
5 Minuten nach der
Bestrahlung bei einer
Wellenlänge von
a) 400 nm 24 % 22 %
b) 500 nm 5,8% 5,8%
c) 600 nm 2,4% 2,8%
3) Elektronenbräunung
bei einer Wellenlänge
von 400 nm
a) 30 Minuten nach Bestrahlung 21,1%
b) 24 Stunden nach Bestrahlung 16,3%
16,3% 14,8%
Aus der vorstehenden Tabelle läßt sich ersehen, daß 2,5% Strontiumoxid in Glas B anstelle einer gleichen Menge von BaO In Glas A die Absorptionseigenschaften In erheblichem und überraschendem Maße verbessert.
20 02
5		 5 222 6 Glas E Glas F Glas C Glas Durchlässigkeit für Glas F
I Dabei wird auch die Elektronenbräunung etwas verrin Fortsetzung die folgenden Ergeb-
■*^ gert und die Bräunung durch Röntgenstrahlung nicht 7,7 7,7 Puchlässigkeit für 12,8 12,9 12,1
wesentlich erhöht. Die Eigenschaften des Glases B, ein Bestandteil Glas C Glas D 8 7 Q 9 Röntgenstrahlung
schließlich Littletonpunkt, oberer Kühlpunkt, unterer O1 1 bei einer Dickj von
I Kühlpunkt, Dichte und spezifischer Volumenwiderstand, IO Na2O 6,3 7,1 4,2 4,2 19,05 nm in mR/h
sind im Vergleich zu den entsprechenden Eigenschaften K2O 8,0 9 η 1,5 1,5
HI des Glases A nicht nennenswert verändert. CaO 4,1 Oj\J 6,0 D Glas E Strontium-
I Weiterhin wurden vier Gläser aus den nachstehenden. MgO 1,5 4,2 6,0 enstrahlenabsorption
in Gewichtsteilen angegebenen Zusammensetzungen BaO 18,0 1,5 1,25
Λ C 		9,0 14,8 erhalten wird wie für 2% Bariumoxid.
hergestellt; Glas C enthält kein Strontiumoxid, die Gläser !5 SrO 12,0 - 0,5 1,25
D, E und F sind Gläser nach der Erfindung- F2 1,25 3,0 0,2 0,5
-O2 - 0,5 1,25 0,02 0,2
Tabelle V 20 CeO2 0,2 0,5 0,5 0,02
NiO 0,02 0,2 0,001 0,5 Die Ergebnisse zeigen, daß für ein Prozent 5
Bestandteil Glas C Glas D *) Glas E *) Glas F *) Sb2O3 0,5 0,02 0,5 0,001 oxid im Glas die gleiche Röntg
f.' Quarzsand 2400 2510 2597 2684 CoO 0,002 0,5 694 0,5
(Portage Sand) 25 TiO2 0,5 ojr.i 692
. ■*- Kalzinierte 362 432 484 484 Littletonpunkt 689 0,5 504
Soda (0C) 689 509
anorganische 60 60 60 60 oberer 508
Nitrate (Niter) Kühlpunkt
(0C)		 506 463
Pottasche 536 536 588 670 30 unterer 466 467
Nephelinsyenit 720 720 720 720 Kühlpunkt
Bariumkarbonat 1175 780 385 (°C) 465 2,68
Dichte 2,81 2,62
Flußspat 130 130 130 130 35 (g/cm3) 10,292
Nat ium- 33 33 33 33 Gewicht einer 10,774 2,74 10,036
antimonat 63,5 cm breiten
Rohdolcmitkalk 365 365 365 365 und 11,43 mm 10,518
Strontium- - 220 436 655 40 dicken Front
karbonat scheibe für eine
Fernsehröhre
Cerkonzentrat 16 16 16 16 in kg
TiO2 (Titanox) 25 25 25 25
Schmelzblau 3,2 3,2 3,2 3,2 45 Die vier Gläser wurden geschliffen und poliert. Dann
Schwarzes 1,1 1,1 1,1 1,1 wurde nach Standardverfahren die
Nickeloxid Röntgenstrahlung bestimmt, wobei
nisse erhalten wurden:
*) nach der Erfindung
50
Jeder Glassatz wurde In einem Platintiegel bei einer Tabelle VII
Temperatur von 1510° C in einem Schmelzofen bei über
schüssigem 0,5%igem Sauerstoff geschmolzen. Nach vier
Stunden wurde auf 1260° C abgekühlt. Während der
Schmelzperiode von 5'Λ Stunden wurden Platten aus den 55
vier Glasschmelzen gegossen.
Die vier Gläser hatten die nachstehend angegebenen
theoretischen Zusammensetzungen in Gew.-%:
60
Tabelle VI
Bestandteil Glas C Glas D Glas E Glas F
SiO2 56,5 58,7 60,4 62,2
Al2O3 3,5 3,5 3,5 3,5

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Glaskolben für Kathodenstrahlbildwiedergaberöhren. der aus einem «richterförmigen Teil und einer Frontscheibe besteht und innerhalb des Kolbens erzeugte Röntgenstrahlung in ausreichendem Maße zu absorbieren vermag und dessen Frontscheibe aus einem CeO2-haltigen Glas besteht, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Frontscheibe aus einem Glas besteht, das als für die Absorption von Röntgenstrahlen wesentlichen Bestandteil Strontiumoxid enthält.
2. Glaskolben nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Glas enthaltene Strontiumoxidmenge bis zu etwa 20 Gew.-% des Glases beträgt.
3. Glaskolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Glas enthaltene Strontiumoxidmenge etwa 2 bis 10 Gew.-% des Glases beträgt.
4. Glaskolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas ein Soda-Pottasche-Barium-Silikatglas oder ein Soda-Pottasche-Blei-Barium-Silikatglas ist.
DE2002222A 1969-02-17 1970-01-20 Glaskolben für Kathodenstrahlbildwiedergaberöhren Expired DE2002222C2 (de)

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