DE2641884A1

DE2641884A1 - Gasbindevorrichtung - verfahren zur herstellung einer farbfernsehbildroehre unter verwendung dieser gasbindevorrichtung und durch dieses verfahren hergestellte farbfernsehbildroehre

Info

Publication number: DE2641884A1
Application number: DE19762641884
Authority: DE
Inventors: Wilhelmus Adrianus Van Gils
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1975-09-30
Filing date: 1976-09-17
Publication date: 1977-03-31
Also published as: JPS5832732B2; US4077899A; BE846679A; IT1071396B; GB1532024A; FR2326778A1; CA1071176A; BR7606436A; FR2326778B1; NL7511482A; ATA718876A; AT348033B; ES451925A1; ES457039A1; DE2641884C3; DE2641884B2; JPS52147963A

Description

Dr.-Tns. TTans-r,iitri.Ji Zcller

N.V.PHILIPS«GLOEILAMPENFABRIEKEN, EINDHOVEN/NIEDERLANDE

"Gasbindevorrichtung - Verfahren zur Herstellung einer Farbfernsehbildröhre unter Verwendung dieser Gasbindevorrichtung und durch dieses Verfahren hergestellte Farbfernsehbildröhre"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasbindevorrichtung mit einem in einen Metallhalter gepreßten Pulvergemisch von Nickel und einer Barium-Aluminium-Legierung, aus dem durch Erhitzung Barium als das gasbindende Metall verdampft werden kann.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zur Herstellung einer Farbfernsehbildröhre unter Verwendung dieser Gasbindevorrichtung sowie auf eine durch dieses Verfahren hergestellte Farbfernsehbildröhre.

Eine derartige Gasbindevorrichtung ist allgemein bekannt und hat insb. bei der Herstellung von Kathodenstrahlröhren, wie

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Farbfernsehbildröhren, Anwendung gefunden. Nachdem die Röhre evakuiert worden ist, werden die darin zurückgebliebenen Restgase von einer auf der Innenseite der Röhrenwand angebrachten Schicht eines gasbindenden Metalls gebunden. Zum Anbringen dieser Schicht gasbindenden Metalls wird die Gasbindevorrichtung meistens durch induktive Erhitzung auf eine derart hohe Temperatur gebracht, daß zwischen dem Nickel und der Barium-Aluminium-Legierung eine exotherm verlaufende Reaktion in Gang gesetzt wird, bei der das Nickel das Aluminium bindet und bei der das Barium verdampft. Das verdampfte Barium schlägt als eine dünne Schicht gasbindenden Metalls auf einem Teil der Innenoberfläche der Röhre nieder und behält seine gasbindende Wirkung während der Lebensdauer der Röhre.

In bezug auf die Herstellung der Gasbindevorrichtung sowie auf deren Brauchbarkeit in einer Elektronenstrahlröhre müssen eine Anzahl Bedingungen erfüllt werden:

Um serienmäßig Gasbindevorrichtungen in einem automatisierten

Herstellungsvorgang fertigen zu können, ist es notwendig, daß die pulverförmigen Bestandteile des Gemisches, mit dem der Halter der Vorrichtung ausgefüllt wird, homogen vermischt werden können. Das Gemisch muß weiter günstige Fließeigenschaften aufweisen, so daß die Halter auf reproduzierbare Weise ausgefüllt werden können. Aus den hergestellten Gasbindevorrichtungen muß eine reproduzierbare Menge Barium verdampft werden können, während der Rückstand gut haftend in dem Halter zurückbleiben soll. Die Brauchbarkeit der Gasbindevorrichtung wird weiter zu einem wesentlichen Teil durch das Ausmaß der chemischen Beständigkeit des Gemisches gegen die Einwirkung der Umgebungsatmosphäre bestimmt. Die chemische Zusammensetzung des Gemisches soll sich nicht frühzeitig unter den während der Speicherung der Gasbindevorrichtung vorherrschenden Bedingungen oder während der Herstellung der Röhren, in denen sie verwendet werden, ändern.

Ein Beispiel, bei dem die Gasbindevorrichtung einer in dieser Hinsicht besonders ungünstigen Atmosphäre ausgesetzt wird, ist

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in der GB-PS 1,226,728 beschrieben. Darin handelt es sich um ein Verfahren zur Herstellung einer Farbfernsehbildröhre, bei dem notwendigerweise die Gasbindevorrichtung in der Röhre montiert wird, bevor das Frontglas mittels eines Glasemails an dem Konus der Röhre befestigt wird. Das Miteinanderverbinden dieser Umhüllungsteile erfolgt in einem Ofen bei einer Temperatur von etwa 450⁰C und dauert etwa 1 Stunde. Unter derartigen Bedingungen wird das Nickel der bekannten Gasbindevorrichtungen wenigstens teilweise in Nickeloxid umgewandelt. Dieses Nickeloxid reagiert beim Erhitzen der Gasbindevorrichtung derart heftig mit dem Barium-Aluminium, das aus dem in den Halter gepreßten Gemisch Feststoffteilchen weggeschleudert werden. Derartige Teilchen können Flecke auf dem Bildschirm herbeiführen oder einen Kurzschluß zwischen den Elektroden des Elektronenstrahlerzeugungssystems zur Folge haben. Die bisher bekannten Maßnahmen zur Lösung dieses Problems haben sich auf das Anbringen einer Schutzschicht oder -folie über die freie Oberfläche des in den Halter gepreßten Gemisches beschränkt. Auch wurde vorgeschlagen, das Nickelpulver durch eine Nickelverbindung mit größerer chemischer Beständigkeit, wie eine Nickel-Titanverbindung, zu ersetzen. Obgleich diese Maßnahmen in der Tat zu einer größeren Beständigkeit der Gasbindevorrichtung gegen atmosphärische Einflüsse führen, wird im Vergleich zu einer Gasbindevorrichtung, bei der diese Maßnahmen nicht getroffen sind, eine niedrigere Ausbeute an Barium erhalten, was in gewissen Fällen unerwünscht sein kann.

Untersuchungen haben ergeben, daß die Eigenschaften des pulverförmigen Gemisches sowohl in bezug auf die Herstellung der Gasbindevorrichtung als auch in bezug auf deren Brauchbarkeit in einer Elektronenröhre erheblich verbessert werden können, wenn die Korngrößenverteilung der Bestandteile des Gemisches, insb. die spezifische Oberfläche des Nickelpulvers, gewissen Anforderungen entspricht.

Nach der Erfindung ist eine Gasbindevorrichtung mit einem in

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einen Metallhalter gepreßten Pulvergemisch von Nickel und einer Barium-Aluminium-Legierung, aus dem durch Erhitzung Barium als das gasbindende Metall verdampft werden kann, dadurch ge kennzeichnet, daß das Gemisch zu 40 bis 60 Gew. % aus Nickelpulver mit einer spezifischen Oberfläche von weniger als 0,15 m /g und einer mittleren Korngröße von weniger als 80 ,um besteht, während das Barium-Aluminium-Pulver eine mittlere Korngröße von weniger als 125 /um aufweist.

Unter Korngröße ist hier die maximale Abmessung eines Kornes zu verstehen. Bei einer vorgegebenen Korngröße wird das Maß, in dem die Form der Körner von der reinen Kugelform abweicht, durch die spezifische Oberfläche der Körner bestimmt. Weiter ist die spezifische Oberfläche für die Sauerstoffmenge entscheidend, die während einer Erhitzungsbehandlung vom Nickelpulver aufgenommen wird.

Eine günstige Zusammensetzung des Gemisches wird mit Nickelpulver erhalten, das eine Korngrößenverteilung mit einer mittleren Korngröße zwischen 30 und 60 ,um aufweist.

In einer auch in bezug auf die übrigen Eigenschaften der Gasbindevorrichtung besonders günstigen Zusammensetzung des Gemisches weist das Nickelpulver die folgende Korngrößenverteilung auf:

0 Gew.% ^. 15 /um

0,1 - 0,2 Gew.% £ 20 /Um

3 - 10 Gew.% < 30 ,um

22 - 60 Gev.% I^ 40 /um

70 - 96 Gew.% ^ 50 /Um

86 - 99 Gev.% Z. 55 /Um

97 - 100 Gew.% ^. 65 /um

Durch passende Wahl der Korngrößenverteilung des Nickelpulvers kann die von der Gasbindevorrichtung aufgenommene Sauerstoff-

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menge während des Miteinanderverbindens des Konus und des Frontglases der Röhre derart beschränkt werden, daß die Brauchbarkeit der Gasbindevorrichtung erhalten bleibt. In bezug auf diese Brauchbarkeit spielt weiter die Korngröße des Barium-Aluminium- Pulvers in Verbindung mit der des Nickelpulvers eine wichtige Rolle. Diese Korngrößen sollen derart aufeinander abgestimmt sein, daß die Bestandteile homogen vermischt werden können und eine gute Kontaktoberfläche zwischen dem Barium-Aluminium und dem Nickel erhalten wird.

Günstige Ergebnisse werden erzielt, wenn nach der Erfindung 80 - 90 Gew.% des Barium-Aluminium-Pulvers eine Korngröße von weniger als 100 /um aufweisen.

Eine Gasbindevorrichtung nach der Erfindung kann ohne Bedenken während mindestens einer Stunde einer feuchten Atmosphäre von etwa 450 C ausgesetzt werden. Eine derartige Gasbindevorrichtung eignet sich daher besonders gut zur Anwendung in einem Verfahren zur Herstellung einer Farbfernsehbildröhre, bei dem die Gasbindevorrichtung in der Röhre montiert wird, bevor der Glaskonus der Röhre an dem Frontglas befestigt wird. Die Eigenschaften des Pulvergemisches sind in bezug auf die homogene Vermischung der Bestandteile, die Fließeigenschaften und die Bariumausbeute beim Verdampfen derart günstig, daß die Anwendung der gesamten Gasbindevorrichtung Vorteile im Vergleich zu den bekannten Gasbindevorrichtungen bietet, in denen Barium-Aluminium-Pulver mit einer mittleren Korngröße zwischen 150 und 300 /Um und Nickelpulver mit einer spezi-

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fischen Oberfläche von mehr als 0,15 m /g gebräuchlich sind.

In bezug auf die Verankerung des Rückstandes an dem Halter der Gasbindevofrichtung können ggf. zusätzliche Vorkehrungen getroffen werden, indem ein gelochter flacher Metallring vorgesehen wird, der durch Punktschweißen an dem Boden des Halters befestigt wird.

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Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Gasbindevorrichtung nach der Erfindung mit einem ringförmigen Halter in axialem Schnitt,

Fig. 2 und 3 Korngrößenverteilungen von Nickelpulver bzw. Bar ium- Aluninium-Pulver, die die er findungs gemäße Aufgabe erfüllen und

Fig. 4 einen axialen Schnitt durch eine Farbfernsehbildröhre, die unter Verwendung der in Fig. 1 dargestellten Gasbindevorrichtung hergestellt ist.

Der Halter in Fig. 1 besteht aus einem U-Profil 1 aus Chrom-Nickel-Stahl, deren Schenkellänge h 2 mm, deren Steglänge b = 5 mm und deren Wandstärke 0,25 mm betragen. In das U-Profil 1 ist ein pulverförmiges Gemisch von 1 Gewichtsteil Barium-Aluminium (BaAl,) und 1 Gewichtsteil Nickel gepreßt. Auch ist es möglich, das Gemisch als einen vorgeformten Körper in den Halter zu pressen. Die Korngröße des Nickelpulvers entspricht der in Fig. 2 dargestellten Verteilung, während die des Barium-Aluminium-Pulvers der in Fig. 3 dargestellten Verteilung entspricht. Darin ist als Abszisse die Korngröße in Mikrometer aufgetragen. Bei einer bestimmten Korngröße kann auf der senkrechten Achse in Gew.?6 jene Fraktion abgelesen werden, die Körner enthält, die kleiner als die betreffende Korngröße sind. So gilt für den Punkt P auf der in Fig. 2 gezeigten Kurve, daß Y Gew.% des Nickelpulvers aus Körnern besteht, deiai Korngröße kleiner als X /Um ist. Auf analoge Weise gilt für den Punkt P¹ auf der in Fig. 3 gezeigten Kurve, daß Y¹ Gew.% des Barium-Aluminium-Pulvers aus Körnern besteht, deren Korngröße kleiner als X¹ ,um ist.

Die in Fig. 4 schematisch dargestellte Farbfernsehbildröhre enthält einen Hals 10, einen Konus 11 und ein Frontglas 12. Auf der Innenseite des Frontglases ist eine Schicht 13 rot, grün und blau aufleuchtender Gebiete angebracht, die auf bekannte Weise ein Streifenrauster oder ein Punktemuster bilden.

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Weiter enthält die Röhre eine metallene Maske 15» die, wie eine metallene magnetische Abschirmkappe 17, auf einem metallenen Tragrahmen 16 befestigt ist. Eine erfindungsgemäße Gasbindevorrichtung 21, die mit einem metallenen ringförmigen Halter versehen ist, wird am Ende eines Metallstreifens V festgeschweißt. Das andere Ende des Metallstreifens 19 wird bei auf der Abschirmkappe 17 festgeschweißt. Bei so montierter Gasbindevorrichtung wird mittels eines Glasemails 18 das Frontglas 12 an dem Konus 11 befestigt. Dazu wird das Gebilde während einer Stunde in einem Ofen einer Temperatur von 450 C ausgesetzt. Dann wird das schematisch dargestellte Elektronenstrahlerzeugungssystem 14, mit dem drei Elektronenstrahlen erzeugt werden können, in dem Hals angeordnet und wird die Röhre evakuiert. Schließlich wird durch eine induktive Erhitzung der Gasbindevorrichtung die exotherm verlaufende Reaktion zwischen dem Barium-Aluminium (BaAl,) und dem Nickel in Gang gesetzt, wobei das Barium aus der Vorrichtung ausgelöst wird und sich als eine dünne Schicht gasbindenden Metalls auf innerhalb des durch die Maske 15 und die Abschirmkappe 17 gebildeten Raumes liegenden Oberflächen ablagert. Die Lage und die Anordnung der Gasbindevorrichtung sind derart, daß der zwischen der mit 24 bezeichneten Linie und dem Elektronenstrahlerzeugungssystem liegende Teil einer auf der Innenoberfläche der Röhre angebrachten Widerstandsschicht 25 nicht mit Barium bedeckt wird. Eine derartige Widerstandsschicht bezweckt nämlich, die schädlichen Folgen, die ein etwaiger Hochspannungsdurchschlag in der Röhre für bestimmte Einzelteile in der mit ihr verbundenen Steuerschaltung haben kann, auf ein Mindestmaß zu beschränken. Bei einer gebräuchlichen Befestigung der Gssbindevorrichtung auf dem EIe ktronenstrahlerzeugungssystem oder auf einem mit diesem Elektronenstrahlerzeugungssystem verbundenen Element wird diese Widerstandsschicht durch das niedergeschlagene Barium wieder kurzgeschlossen, was bei der oben angegebenen Anordnung der Gasbindevorrichtung verhindert wird.

PATENTANSPRÜCHE:

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ie

Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE;

1. Gasbindevorrichtung mit einem in einen Metallhalter gepreßten Pulvergemisch von Nickel und einer Barium-Aluminium-Legierung, aus dem durch Erhitzung Barium als das gasbindende Metall verdampft werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch zu 40 bis 60 Gew.% aus Nickelpulver mit einer

2 spezifischen Oberfläche von weniger als 0,15 m /g und einer mittleren Korngröße von weniger als 80 .um besteht, während das Barium-Aluminium-Pulver eine mittlere Korngröße von weniger als 125 /um aufweist.

2. Gasbindevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Nickelpulver eine Korngrößenverteilung mit einer mittleren Korngröße zwischen 30 und 60 /Um aufweist.

3. Gasbindevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Nickelpulver die folgende Korngrößenverteilung aufweist:

0 Gew.% L 15 /um

0,1 - 0,2 Gew.% £ 20 /um

3 - 10 Gew.% <£ 30 /um

22 - 60 Gew.% C 40 /um

70 - 96 Gew.% £ 50 /um

86 - 99 Gew.% ^ 55 /um

97 - 100 Gew.% <. 65 Ann

4. Gasbindevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß 80 - 90 Gew.% des Barium-Aluminium-Pulvers eine Korngröße von weniger als 100 /Um aufweist.

5. Verfahren zur Herstellung einer Farbfemsehbildröhre, bei dem an einer innerhalb der Glasumhüllung der Röhre liegenden Stelle eine Gasbindevorrichtung angebracht wird, die ein in einen Metallhalter gepreßtes Gemisch von Barium-Aluminium-Pulver und Nickelpulver enthält, wonach mindestens zwei Teile PHN 8167 - 9 -

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OFHGlNAL INSPECTED

der Umhüllung der Röhre bei hoher Temperatur miteinander verbunden werden, dann die Röhre evakuiert und schließlich aus der Gasbindevorrichtung das Barium verdampft und als eine Schicht gasbindenden Metalls für etwa in der Röhre zurückgebliebene Restgase niedergeschlagen wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gasbindevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche verwendet wird.

6. Farbfernsehbildröhre, die durch das Verfahren nach Anspruch 5 hergestellt ist.

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