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Die Erfindung betrifft Glaszusammensetzungen zur Anwendung bei
Kathodenstrahlröhren und insbesondere Glaszusammensetzungen,
die in Rückprojektionsröhrenanwendungen eingesetzt werden. Die
Gläser sind gegen "Braunfärbung" sehr resistent; d. h., die
sichtbare Verdunkelung des Teils des Glases, der einem
fokussierten Hochspannungs-Elektronenstrahl ausgesetzt ist, und der
üblicherweise mit einer Beschädigung der Glasfläche durch den
Elektonen- und Röntgenstrahl verbunden ist.
Hintergrund der Erfindung
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Es ist seit langem bekannt, daß die Entstehung einer
unerwünschten Braunfärbung in der Glasoberfläche durch das auf das
Glas gerichtete Elektronenbombardment entsteht, wobei
gleichzeitig eine Röntgenstrahlung erzeugt wird. Die Einwirkung
einer Röntgenstrahlung auf das Glas erzeugt ein Phänomen, das
als Bräunung durch Röntgenstrahlung bezeichnet wird. Dieses
Phänomen wurde als zeitweise Verdunkelung einer Glasfläche
definiert, die durch die Einwirkung von Röntgenstrahlen auf
das Glas und die hierdurch hervorgerufene Schädigung des
Glases hervorgerufen wird. Im Gegensatz dazu bewirkt das
Auftreffen von Hochspannungs-Elektronen auf ein Glas eine ständige
Verfärbung (Bräunung) in der Glasfläche.
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Die Verwendung von Ceroxid (CeO&sub2;), um eine Verfärbung durch
Röntgenstrahlung zu verhindern, wurde in der US-Patentschrift
Nr. 2477329 von DeGier et al. offenbart. Es wurde gefunden,
daß Titandioxid (TiO&sub2;) ein wirksamer Ersatz für CeO&sub2; ist, es
jedoch nicht vollständig ersetzen kann. Um aufgrund der hohen
Kosten den eingesetzten CeO&sub2;-Anteil zu verringern, wird
üblicherweise eine Kombination aus CeO&sub2; und TiO&sub2; eingesetzt. Da
TiO&sub2; dem Glas in großen Anteilen eine Färbung verleiht, darf
der Gesamtgehalt an TiO&sub2; nicht über 1% liegen.
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Es wurden zumindest zwei Theorien vorgeschlagen, um das
Phänomen der Braunfärbung durch Elektronen zu erklären. Die erste
Theorie führt die Braunfärbung auf die Reduktion einiger
chemischer Spezies in ihren metallischen Zustand zurück. Diese
Theorie wird ebenfalls in der oben genannten US-Patentschrift
Nr. 2477329 beschrieben, die vorschlug, die Konzentrationen an
leicht reduzierbaren Metalloxiden, insbesondere von Bleioxid,
in der Gaszusammensetzung zu minimieren. Eine kürzlich
beschriebene Theorie führt die Braunfärbung auf eine Veränderung
in der Atomanordnung in der Glasstruktur an solchen Stellen
zurück, an die die Glaszusammensetzung keine leicht
reduzierbaren Oxide aufweist.
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Aufgrund der oben genannten Faktoren enthielten die Gläser,
die als Frontplatten für Kathodenstrahlröhren, beispielsweise
Fernsehröhren und Rückprojektionsröhren, ausgelegt waren,
möglicherweise CeO&sub2;, mit oder ohne TiO&sub2;, und sie enthielten im
wesentlichen keine reduzierbaren Metalloxide wie Bleioxid.
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Bei Erhöhung der Elektronenspannung während des Betriebs der
Röhren bestand die Notwendigkeit, die
Röntgenstrahlabsorptionsfähigkeit der Frontgläser zu erhöhen, um den Betrachter
zu schützen und die Widerstandsfähigkeit des Glases gegen
Braunfärbung durch Röntgenstrahlung und durch
Elektronenbombardment zu erhöhen. Wie ohne weiteres erkennbar ist, müssen
die Glaszusammensetzungen jedoch ebenfalls einer Matrix aus
chemischen und physikalischen Eigenschaften genügen, um den
Erfordernissen der Röhrenhersteller zu genügen; weiterhin
müssen
die Schmelz- und Formungseigenschaften, die vom
Glashersteller gefordert werden, um dem Glas die gewünschte
Konfiguration zu geben, erfüllt werden. Demnach wird das Glas
üblicherweise einen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten über
den Temperaturbereich von 25º-200ºC von etwa 97-100 x 10&supmin;&sup7; /ºC,
eine obere Entspannungstemperatur von nicht unter etwa 475ºC,
eine untere Entspannungstemperatur von nicht unter etwa 440ºC
und einen elektrischen Widerstand, ausgedrückt in Log R, von
größer als 9 bei 250ºC und als von großer als 7 bei 350ºC,
aufweisen. Das Glas wird eine Liquidustemperatur von unter
etwa 1100ºC aufweisen.
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Es war demnach eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung,
die Beständigkeit von Gläsern, die als
Kathodenstrahlröhrenfrontplatten ausgelegt sind, gegen Braunfärbung bei Einwirkung
von Röntgenstrahlung und Elektronenbombardment zu vergrößern,
während gleichzeitig die chemischen und physikalischen
Eigenschaften alsauch die Schmelz- und Formungsverhalten, die
üblicherweise in zur Anwendung als
Kathodenstrahlröhrenfrontplatten ausgelegten Glaszusammensetzungen vorliegen, beibehalten
werden.
Zusammenfassung der Erfindung
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Vor 1968 verwendeten Glaszusammensetzungen, die als
Kathodenstrahlröhrenfrontplatten bestimmt waren, Bariumoxid (BaO) als
primären Bestandteil zur Absorption von Röntgenstrahlung. Die
US-Patenschrift Nr. 3464932 von Connelly et al. wies auf die
verbesserte Effizienz von Strontiumoxid (SrO) als
Absorptionsmittel für Röntgenstrahlung über den Wellenlängenbereich von
0,35 bis 0,7 Å hin. Aufgrund der Notwendigkeit, die oben
genannten Eigenschaften im Glas aufrecht zu erhalten, wurde SrO
nicht vollständig durch BrO ersetzt, sondern es wurde
stattdessen eine Kombination aus BrO und SrO verwendet, wobei die
Anteile eines jeden dieser Bestandteile über einen
beträchtlichen
Bereich schwankte, wie aus zahlreichen Patenschriften
hervorgeht, die seit der Erteilung des oben genannten Patents
Nr. 3464932 erschienen. Die meisten dieser Patentschriften
setzten CeO&sub2; mit oder ohne TiO&sub2; ein, um eine Braunfärbung durch
Röntgenstrahlung zu vermeiden, und sie vermieden leicht
reduzierbare Metalloxide, um eine Braunfärbung durch Elektronen zu
verringern. Die nachfolgenden Beispiele sollen dies
veranschaulichen:
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Die Patentschrift Nr. 3464932 offenbart Gläser, die im
wesentlichen, ausgedrückt in Gew.%, aus
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bestehen.
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Die US-Patentschrift Nr. 3805107 von Boyd beschreibt Gläser,
die im wesentlichen, ausgedrückt in Gew.% aus
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bestehen.
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Die JP-A-58 120 537 offenbart ein Glas, das eine hohe
Röntgenstrahlabsorptionsleistung aufweist und das durch
Röntgenstrahlen und Elektronenstrahlen nicht verfärbbar ist, wobei das
Glas eine spezifische Zusammensetzung aufweist, bestehend aus
SiO&sub2;, Al&sub2;O&sub3;, Li&sub2;O, Na&sub2;O, K&sub2;O, SrO, BaO, ZnO, MgO, CaO, ZrO&sub2;,
TiO&sub2;, CeO&sub2; und Sb&sub2;O&sub3;.
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Die JP-A-58 120 536 offenbart ein Glas, das durch
Röntgenstrahlung und Elektronenstrahlung schwer färbbar ist und das
eine spezielle Zusammensetzung aufweist, bestehend aus SiO&sub2;,
Al&sub2;O&sub3;, Li&sub2;O, Na&sub2;O, K&sub2;O, MgO, CaO, SrO, BaO, ZrO&sub2;, TiO&sub2;, Sb&sub2;O&sub3;,
CeO&sub2; und ZnO.
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Die JP-A-62 288 134 offenbart ein Glas, ausgedrückt in Gew.%,
bestehend aus 59-63% SiO&sub2;, 0,5-2,5% Al&sub2;O&sub3;, 0-2,5% Li&sub2;O, 3-6%
Na&sub2;O, 7-12% K&sub2;O, 6-12% SrO, 6-12% BaO, 0-1% ZnO, 0-5% MgO, 0-5%
CaO, 0-3% ZrO&sub2;, 0,1-1% TiO&sub2;, 0,1-1% CeO&sub2;, 0-1% Sb&sub2;O&sub3; und 0-1%
As&sub2;O&sub3;, Na&sub2;O Gew.%/(Na&sub2;O+K&sub2;OGew.%) = 0,15-0,40 und das kein PbO
enthält.
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Diese Gläser weisen einen
Röntgenstrahlabsorptionskoeffizienten bei 0,6 x 10&supmin;¹&sup0; m von wenigstens 28 cm auf, und sie sind
gegen Braunfärbung durch Elektronenstrahlung beständig.
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Die US-Patentschrift Nr. 4277286 von Boyd et al. betrifft die
Gläser, die im wesentlichen kein PbO und andere, leicht
reduzierbare Metalloxide enthalten und das im wesentlichen,
ausgedrückt in Gew.%, besteht aus
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Die US-Patentschrift Nr. 4337410 von van der Geer et al.
beschreibt Gläser, die im wesentlichen, ausgedrückt in Gew.%,
bestehen aus
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wobei Na&sub2;O : Na&sub2;O+K&sub2;O = 0,4-0,47 und BaO+2SrO+2ZrO&sub2;+3PbO> 32.
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Die US-Patentschrift Nr. 4734388 von Cammeron et al.
beschreibt Gläser, die im wesentlichen, ausgedrückt in Gew.%,
bestehen aus
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Die US-Patentschrift Nr. 4830990 von Connelly beschreibt
Gläser, die im wesentlichen, in Gew.%, aus
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bestehen.
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Die US-Patentschrift Nr. 5108960 von Boek et al. beschreibt
Gläser, die im wesentlichen, ausgedrückt in Gew.%, bestehen
aus:
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Die US-Patentschrift Nr. 5215944 von Jones beschreibt Gläser,
die im wesentlichen, ausgedrückt in Gew.%, bestehen aus
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Es ist ohne weiteres aus einer kursorischen Betrachtung der
oben genannten Patentschriften ersichtlich, daß die
Grundzusammensetzungen der Frontplattengläser im wesentlichen aus
Na&sub2;O+K&sub2;O+SrO+BaO+SiO&sub2; zusammengesetzt waren, wobei häufige
wahlweise Bestandteile an Al&sub2;O&sub3;, CaO, MgO, ZnO, ZrO&sub2; und einem
Läuterungsmittel vorlagen.
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Es wurde oben beschrieben, daß bei Erhöhung der Spannungen der
Elektronenstrahlen der Grad der Braunfärbung durch die
Elektronen zunahm. Um den Mechanismus, der dem Phänomen der
Bräunung durch Elektronenstrahlen zugrundeliegt, besser zu
verstehen, wurden Laboruntersuchungen durchgeführt, deren Ergebnisse
unten angegeben sind.
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Es wurde beobachtet, daß dann, wenn die Oberfläche der
Alkalimetallionen enthaltenden Frontplattengläser mit
hochenergetischen Elektronen bombardiert wird, eine negative Raumladung
entsteht. Als Anwort auf diese negative Raumladung werden
positiv geladene Alkalimetallionen in diese Richtung gelenkt.
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Diese Anziehung ergibt eine Schicht, die an Alkalimetallionen
verarmt ist, da sie unter die Oberfläche des Glases gezogen
werden. Die Tiefe der Raumladung kann berechnet werden und ist
proportional dem Quadrat der Beschleunigungsspannung,
dividiert durch die Dichte des Glases. Der Grad der Braunfärbung
scheint in Glasproben mit Schichten, die stärker an
Alkalimetallionen verarmt sind, schlechter zu sein. Es wurde eine
sekundäre Ionenmassenspektrometrie (SIMS) eingesetzt, um ein
Profil der Alkalimetallionenkonzentration als Funktion der
Tiefe in einem Bereich zu bestimmen, der den Elektronen
ausgesetzt wird. SIMS-Profile wurden von einer Probe eines
Frontplattenglases erhalten, das kommerziell von Corning
Incorporated, Corning New York unter dem Code 9039 vermarktet wird und
das stark beschleunigten Elektronen (32 Kilovolt, 0,5mA/16cm²,
72 Stunden) ausgesetzt worden war und einer Probe des gleichen
Glases, das nicht auf diese Art und Weise behandelt wurde. Das
Glas mit dem Corningcode 9039 wies die nachfolgende ungefähre
Zusammensetzung, ausgedrückt in Gew.% auf Oxidbasis, auf:
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Die Prüfung der zwei Profile zeigte, daß die obersten 1,6um
der Glasprobe mit dem Code 9039, die dem Elektronenstrahl
ausgesetzt war, stark an Alkalimetallionen verarmt war, wobei nur
sehr geringe Änderungen in den Konzentrationen der
verbleibenden Bestandteile festzustellen waren. Es wird angenommen, daß
Elektronen bis zu einer Tiefe von 1,6 um in das Glas
eindringen und die beweglichen und positiv geladenen
Alkalimetallionen anziehen, wodurch ein SiO&sub2;-reicher oberer Bereich
verbleibt, der über einer an Alkalimetallionen verarmten Zone
liegt. Die braune Verfärbung ergibt sich aus der reduzierenden
Wirkung der freien Ionen.
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Die Untersuchungen führten zu der Hypothese, das die Wanderung
der Alkalimetallionen die primäre Ursache für die durch
Elektronen hervorgerufene Braunfärbung bildet, was zu dem Schluß
führte, daß entweder eine alkalimetallfreie
Glaszusammensetzung oder eine Glaszusammensetzung mit Alkalimetallionen mit
einer nur geringen Mobilität für eine Frontplatte optimal sein
wird. Drei Proben von Gläsern, die im wesentlichen keine
Alkalimetallionen enthielten, wiesen nach Einwirkung eines
Elektronenstrahls keine braune Verfärbung auf. Diese Ergebnisse
scheinen die oben genannte Hypothese zu bestätigen. Falls
demnach das Bombardment mit Elektronen nicht in irgendeiner Weise
elektrisch kompensiert wird (beispielsweise durch das
Vorhandensein von Alkalimetallionen) wird sich deshalb in der
Glasoberfläche eine Ladung aufbauen und alle anderen Elektronen
abstoßen. Schließlich werden die Elektronen zur Oberfläche der
Frontplatte diffundieren und über den Grundierungsfilm
entladen werden.
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Insoweit diese drei alkalimetallfreien Glaszusammensetzungen
kein CeO&sub2; enthielten, wies jede eine braune Verfärbung auf,
wenn sie einer Röntgenstrahlung ausgesetzt wurde. Die
Tatsache, daß keine durch Röntgenstrahlung verursachte Braunfärbung
beobachtet wurde, wenn die Gläser einem Elektronenstrahl mit
hoher Spannung ausgesetzt wurden, unterstützt jedoch die
Erklärung, daß nach der anfänglichen Einwirkung von Elektronen,
die das Glas mit einer Ladung versehen hatten, keine weiteren
Elektronen in das Glas traten und demnach keine
Röntgenstrahlung entstand.
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Es ist jedoch davon auszugehen, daß das Vorliegen von
insgesamt etwa 12,5-15% an Alkalimetalloxiden in den
Glaszusammensetzungen, die als Frontplatten verwendet werden, diesen
Frontplatten die gewünschten Eigenschaften verleiht. Aufgrund
der erkannten hohen Beweglichkeit von Natriumionen wurden
Untersuchungen durchgeführt, um ihre Konzentrationen zu
verringern,
bei gleichzeitiger Zunahme der Anteile der größeren,
weniger beweglichen Kaliumionen. Als Ergebnis dieser
Untersuchungen wurde festgestellt, daß eine signifikante Verringerung
der Braunfärbung durch Elektronen dadurch ermöglicht wird, daß
Na&sub2;O-Anteile von etwa 3-5% Na&sub2;O und ein K&sub2;O-Gehalt eingesetzt
werden, sodaß das Gewichtsverhältnis K&sub2;O : Na&sub2;O bei etwa 1,6
bis 2,6 und das Molverhältnis von K&sub2;O : Na&sub2;O bei > 1 liegt.
Diese Veränderungen in den Na&sub2;O- und K&sub2;O-Anteilen erfordern die
Abänderungen in den Anteilen der anderen Bestandteile.
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Es wurde bereits oben beschrieben, daß die Zugabe an Cerium
zum Glas dem Schutz gegen Verdunkelung durch Röntgenstrahlung
dient. Man nimmt an, daß der Übergang von Ce³&spplus;/Ce&sup4;&spplus; kompetitive
Fangstellen bereit stellt, die bei sichtbaren Wellenlängen
nicht absorbieren. Demnach liegt ein Cerdioxidgehalt von
wenigstens 0,5% CeO&sub2; vor. TiO&sub2; dient als Hochtemperaturflußmittel
und wirkt zusammen mit dem Cerdioxid bei der Verringerung der
Solarisation und der Röntgenstrahlbräunung. Demnach werden
mehr als 0,25% an TiO&sub2; aufgenommen. Zugaben an CeO&sub2; in Anteilen
von über etwa 1% und von TiO&sub2; in Anteilen von mehr als etwa 1%
bedrohen die Farbgebung (gelb/braun) des Glases, wodurch seine
anfängliche Transmission verringert wird und im Falle einer
Farbprojektion die Farbreinheit gestört wird. Gleichwohl
beträgt in den bevorzugten Glaszusammensetzungen die Summe an
CeO&sub2;+TiO&sub2;> 1. Schließlich wird, da leicht reduzierbare
Metalloxide signifikant zur Braunfärbung durch Elektronen beitragen,
die Konzentration an Sb&sub2;O&sub3;, das als Läuterungsmittel dient,
nicht über etwa 0,5% betragen, und sie wird bevorzugt nicht
über etwa 0,3% betragen.
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Zusammengefaßt zeigen die erfindungsgemäßen Gläser nicht nur
eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen die Bräunung durch
Elektronen, sondern sie weisen auch lineare
Wärmeausdehnungskoeffizienten über den Temperaturbereich von 25º-300ºC von
etwa 97-100 x 10&supmin;&sup7;/ºC, obere Entspannungstemperaturen von nicht
unter etwa 475ºC, untere Entspannungstemperaturen von nicht
unter etwa 440ºC und spezifische elektrische Widerstandswerte,
ausgedrückt als Log R, von über 9 bei 250ºC und von über 7 bei
350ºC auf. Was ihre Schmelz- und Formungsfähigkeiten
anbelangt, weisen die erfindungsgemäßen Gläser
Liquidustemperaturen von unter etwa 1100ºC auf.
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Die erfindungsgemäßen Glaszusammensetzungen sind im
wesentlichen bei ihrer Formgebung farblos und weisen im wesentlichen
kein ZnO, PbO und andere leicht reduzierbare Metalloxide auf,
mit der Ausnahme der Aufnahme von Sb&sub2;O&sub3; als Läuterungsmittel,
sie weisen im wesentlichen keine braune Verfärbung auf, wenn
sie Elektronen mit hoher Spannung ausgesetzt werden, und sie
bestehen im wesentlichen, ausgedrückt in Gew.% auf Oxidbasis,
aus etwa:
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Die Ausdrücke "im wesentlichen farblos" und "sie weisen im
wesentlichen keine braune Verfärbung auf" bedeuten, daß im
Glas keine Verfärbung in einem solchen Anteil vorliegt, der
ausreichend ist, daß die Verfärbung ohne weiteres visuell
wahrnehmbar ist. Weiterhin bedeutet der Ausdruck "im
wesentlichen frei von", daß der Anteil des vorhandenen Metalloxids,
falls überhaupt ein Metalloxid vorliegt, so gering ist, daß er
keinen wesentlichen Einfluß auf die Glaseigenschaften
aufweist. Derartige Anteile stellen üblicherweise
Verunreinigungsanteile dar.
Stand der Technik
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Es ist davon auszugehen, daß die oben beschriebenen
verschiedenen Patentschriften den wichtigsten Stand der Technik
umfassen.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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Die Tabelle I betrifft eine Gruppe von Glaszusammensetzungen,
ausgedrückt in Gewichtsteilen auf Oxidbasis, die die
erfindungsgemäßen Gläser veranschaulicht. Insoweit die einzelnen
Bestandteile insgesamt ewta 100 ergeben, können die in der
Tabelle I angegebenen Werte aus praktischen Gründen als
Gewichtsprozent angesehen werden. Weiterhin umfassen die
tatsächlichen Ansatzbestandteile beliebige Materialien, entweder
Oxide oder andere Verbindungen, die beim Zusammenschmelzen zum
gewünschten Oxid in den entsprechenden Anteilen umgewandelt
werden. Beispielsweise können LiCO&sub3; und SrCO&sub3; die Quellen für
Li&sub2;O bzw. SrO darstellen. Das Gewichtsverhältnis K&sub2;O : Na&sub2;O
(Gew.) und das Molverhältnis K&sub2;O : Na&sub2;O (Mol) werden für jede
Zusammensetzung angegeben.
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Die Ansatzbestandteile wurden vermengt, in einem Wirbelmischer
innig vermischt, um eine homogene Schmelze sicherzustellen und
dann in Platinschmelztiegel überführt. Die Tiegel wurden in
einen bei etwa 1550ºC arbeitenden Ofen überführt, und die
Ansätze wurden etwa 4 Stunden lang geschmolzen. Anschließend
wurden die Schmelzen in Stahlformen gegossen, um Glasplatten
der Größe von etwa 20,3 x 10,2 x 1,3 cm (8" x 4" x 0,5")
auszubilden, und diese Glasplatten wurden sofort in einen bei
etwa 593ºC arbeitenden Kühlofen überführt. Die Untersuchungen
der drei Gläser, die kommerziell für
Rückprojektionsrohranwendungen vermarktet werden, sind aus Vergleichsgründen ebenfalls
mit aufgenommen (Beispiel A, B und C).
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Es ist davon auszugehen, daß die obige Beschreibung sich auf
die Laborpraxis bezieht. Die in der Tabelle I angegebenen
Zusammensetzungen können in wesentlich größeren Mengen unter
Verwendung üblicher kommerzieller Glasschmelzeinheiten und
Glasformungstechniken geschmolzen und geformt werden. Es ist
lediglich notwendig, daß die Ansätze auf eine ausreichend hohe
Temperatur erhitzt werden, um die Ansätze zu schmelzen und bei
dieser Temperatur bei einem ausreichend langen Zeitraum
gehalten werden, um eine homogene Schmelze sicherzustellen, und
anschließend wird die Schmelze abgekühlt und gleichzeitig zu
einem Glaskörper mit der gewünschten Gestaltung geformt.
TABELLE I
TABELLE I (Fortsetzung)
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* Lediglich Verunreinigung. Nicht absichtlich in den
Glasansatz eingeführt.
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Von den abgekühlten Glasplatten wurden Proben abgetrennt, und
der elektrische Widerstand der physikalischen Eigenschaften
dieser Gläser wurden unter Verwendung von auf dem Glasgebiet
üblicher Technik bestimmt. Der lineare
Wärmeausdehnungskoeffizient
über den Temperaturbereich (Exp.) von 25-300ºC wird
x10&supmin;&sup7;/ºC angegeben; der Erweichungspunkt (S.P.), die obere
Entspannungstemperatur (A.P.) und die untere Entspannungstemperatur
(St.P.) werden in ºC angegeben; die Dichte (Dens.) wird in
Gramm/cm³ angegeben; der Röntgenstrahlabsorptionskoeffizient
bei einer Wellenlänge von 0,6 Å (mm) wird in cm&supmin;¹ angegeben;
die elektrischen Widerstände, gemessen bei 250ºC und 350ºC,
sind in Log R 250 bzw. Log R 350 angegeben. Der elektrische
Widerstand eines Glases wird als Maß für die Mobilität der
Alkalimetallionen verwendet. Die innere Liquidustemperatur
(Liq.) wird in ºC angegeben. Einige ähnliche Messungen wurden
an Stücken kommerziell erhältlicher Gläser durchgeführt.
TABELLE II
TABELLE II (Fortsetzung)
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Neben einer qualitativen visuellen Begutachtung des
Transmissionsverlustes der Gläser nach dem Aufprall von
Hochspannungselektronen wurden verschiedene Gläser einer Testprozedur
unterzogen, die eine quantitative Bewertung des
Transmissionsverlustes bei drei verschiedenen Wellenlängen im sichtbaren
Bereich ermöglichte. Das Testverfahren umfaßte das Einwirken
eines Elektronenstrahls auf geschliffene und polierte
Glasproben mit einer Dicke von 4,85 bis 4,86 mm, wobei der
Elektronenstrahl 32 Kilovolt und 0,5 mA/16 cm² über einen Zeitraum von
72 Stunden aufwies. Vor dem Einwirken des Elektronenstrahls
wurden die Proben mit einer grünen phosphoreszierenden Schicht
und mit metallischen Aluminium beschichtet und 30 Minuten lang
bei 430ºC hitzebehandelt.
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Jeder der Proben 1-6 zeigte nur eine sehr geringe Verdunkelung
nach Exposition durch Hochspannungselektronen, während die
Proben 7 und A-C eine beträchtliche Verfärbung aufwiesen. Die
Beispiele 1 und A-C wurden dem oben beschriebenen
Testverfahren unterzogen. Die Tabelle III zeigt das Prozentverhältnis
der Transmission vor und die Transmission nach der 72stündigen
Exposition bei drei verschiedenen Wellenlängen im sichtbaren
Bereich, nämlich 450 nm, 546 nm und 638 nm.
TABELLE III
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Die Unterschiede in der Zusammensetzung zwischen den
vorliegenden erfindungsgemäßen Gläsern und denjenigen der Beispiele
7 und A-C sind in speziellen Anteilen relativ gering; jedoch
ist ihr sehr beträchtlicher Einfluß auf die Beständigkeit des
Glases gegen Verfärbung durch das Auftreffen von
Hochspannungselektronen offensichtlich. Das Beispiel 7 enthält ZnO.
Sowohl die Beispiele A alsauch B enthalten ZnO, und sie weisen
einen niedrigen BaO-Gehalt auf. Das Beispiel 7 enthält im
wesentlichen kein Ti und weist eine hohe Na&sub2;O-Konzentration und
ein geringes K&sub2;O/Na&sub2;O-Verhältnis auf. Es ist ziemlich
offensichtlich, daß die vorliegenden erfindungsgemäßen Gläser
signifikant weniger beschädigt und verfärbt werden als Gläser
mit Zusammensetzungen, die außerhalb der erforderlichen
Bereiche liegen.
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Das Beispiel 1 zeigt die bevorzugteste Glaszusammensetzung.