KR100350345B1 - 수은분산배합물,이를포함하는장치및수은을전자관내측에도입하기위한방법 - Google Patents

Abstract

부분적으로 산화된 후일지라도 활성 단계 동안 60% 이상의 양의 수은을 배출하도록 적용되는 수은 분산 화합물은 Hg와 제 2 금속 예컨대 Ti, Zr 및 이들 혼합물과의 수은 분산 금속간 화합물 A, 뿐만아니라 CU 및 제 2 금속 예컨대 Sn, In Ag 또는 이들의 화합물을 포함하는 촉진 합금 또는 금속간 화합물 B를 포함하고, 또한 재료 A와 B의 화합물을 포함하는 수은 분산 장치가 기술되어 있으며, 그 밖에도 상기 장치 중 하나를 개방된 관 내면으로 도입하는 단계와 그리고 계속해서 관을 밀봉한 후 550 내지 900℃의 온도에서 Hg가 유리 되도록 이들을 가열하는 단계를 포함하는 전자관에 수은 도입하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

수은 분산 배합물, 이를 포함하는 장치 및 수은을 전자관 내측에 도입하기 위한 방법{A COMBINATION OF MATERIALS FOR MERCURY-DISPENSING DEVICES, METHOD OF PREPARATION AND DEVICES THUS OBTAINED}

본 발명은 수은 분산 장치의 제조를 위한 재료의 배합물, 이에 따라 제조된 수은 분산 장치 및 수은을 전자관 내로 도입하기 위한 방법에 관한 것이다.

예를 들어 수은 아크 정류기, 레이저, 다양한 종류의 문자-숫자가 조합된 디스플레이 및 특히 형광등과 같은 전자관 내에서 소량의 수은을 사용하는 것은 널리 공지되어 있는 사실이다.

이들 장치내의 수은의 정확한 적량은 장치의 질적인 면에 있어서나 생태학적 이유에 있어서 극히 중요하다. 사실상, 수은 원소의 높은 독성은 그것을 포함한 장치가 수명을 다 했을 때 또는 사고로 장치가 파손되었을 때 생태학적으로 심각한 문제를 일으킨다. 이들 생태학적 문제는 가능한 한 소량의 수은을 사용함과 동시에 또한 관의 그 기능과 양립될 수 있어야 한다. 이에 대한 고려들이 최근에는 법률적 범위에 포함되어, 최근 국제적 규약의 경향은 장치에 도입될 수 있는 수은의 양을 높은 수준으로 제한하고 있다. 예를 들어 표준의 형광등은 램프당 전체의 양이 10mg 이하로 사용하는 것이 제안되어 있다.

종래에는, 수은은 액체 형태로 관에 도입되었다. 그러나 무엇보다도 첫 번째로, 액체 수은을 사용하는 것은 실온에서 그것의 높은 증기압으로 인해 공장내에서 관의 제조시 저장 또는 처리와 관련하여 문제를 일으키며, 두 번째로는 액체 형태로 수은을 관에 도입하는데 문제가 되는 것은 수은을 정확하고 재생가능하게 마이크로리터 정도의 수준의 부피로 투여하는 것은 매우 어려우며 이러한 어려움으로 인해 필요 이상으로 큰 양으로 도입해야 한다.

이들 문제점을 극복하기 위해, 자유로운 형태(free form)의 액체 수은을 사용하는 것과는 다른 다양한 기술을 개발해왔다. 캡슐에 포함되어 있는 액체 수은을 사용하는 것이 몇몇의 종래 기술에 공지되어 있다. 이들 방법은 예를 들어, 금속 캡슐을 사용하는 것으로 언급된 미합중국 특허 4,823,047호 및 4,754,193호와 수은용기가 유리로 된 미합중국 특허 4,182,971 및 4,278,908에 기술되어 있다. 여기서는 관을 폐쇄한 후에, 수은은 용기를 파손되게 하는 열처리 수단에 의해 배출된다. 이들 방법은 일반적으로 약간의 장애를 갖는다. 무엇보다도 처음에는 캡슐을 제조하고 관내에 그들을 설치하는 것은 그들이 작은 크기의 관 내부에 도입될 때 특히 복잡해질 수 있다. 두 번째로는 특히 유리로 만들어진 캡슐이 파손되는 경우에는 관의 질에 악 영향을 미칠 수 있는 재료의 파편이 생성될 수도 있어서, 이에 대해, 미합중국 특허 4,335,326호에는 수은 함유 캡슐이 차례로 캡슐 내부에 파편에 대한 쉴드(shield)로 작용되도록 하는 어셈블리가 기술되어 있다. 더 나아가 격렬한 수은의 배출로 관의 내부 구조가 손상될 가능성도 있다. 결국에 이들 시스템은 액체 수은을 사용하는 단점을 가지고 있어서 이에 따라 이들은 수밀리 그램의 수은을 정확하고 재생할 수 있게 투여하는 문제는 완전히 해결되지 않는다.

미합중국 특허 4,808,136 및 유럽 특허 출원 EP-568,317호에는 램프가 폐쇄될 때 가열함에 의해 계속해서 배출되는 수은으로 적셔지는 다공성 재료의 태블릿 또는 작은 구를 사용하는 것이 기술되어 있다. 그러나 또한 이들 방법은 수은을 태블릿에 장입하는 복잡한 조작이 필요로 되는데 수은의 배출된 양은 재생하기가 어렵다.

이들 문제는, X와 Y가 0 내지 13 사이에서 변경될 수 있고 그 합계(X+Y)는 3내지 13 사이에 변경될 수 있고 Z가 1 또는 2일 수도 있는 일반식 Ti_xZr_yHg_z를 갖는 수은의 금속간 화합물의 사용을 기술한 본 출원인의 명의로 미합중국 특허3,657,589호에 의해 극복될 수 있다.

이들 화합물은 특정 화합물에 따라 가변하는 수은 배출 개시온도를 가지지만, 그러나 그들은 대기중에 그리고 비워진 용적 내에서 약 500℃까지는 모두 안정할 수 있어서, 이에 따라 수은 분산 장치가 약 400℃의 온도에 이르게 되는 동안 전자관의 어셈블리의 작용과 양립할 수 있다. 관을 패쇄한 후, 통상적으로 약 30초 동안 750℃ 내지 900℃ 사이에서 재료를 가열함에 의해 수행되는 활성 조작에 의해, 상기 수은은 상기-인용된 화합물로부터 배출된다. 이 가열은 Hg-분산 화합물의 금속 지지체를 레이저 방사 또는 유도 가열함에 의해 달성된다. 본 출원인에 의해 상표명 St505로 제조되고 판매되는, 특히 상표 "STAHGSORB"로서 링-형의 용기에서 압축된 분말 또는 태블릿의 압축된 분말의 형태로 시판되는 St505, 또는 상표 "GEMEDIS"로서 금속 스트립 상에 라미네이트된 분말형태의 Ti₃Hg 화합물을 사용하여 유리한 결과를 얻는다.

이들 재료는 종래 기술과 관련하여 다양한 장점을 제공한다.

- 상술한 바와 같이, 이들은 온도가 약 350∼400℃에 이르게 되는, 관의 제조 공정 동안, 수은이 증발되는 위험을 피한다.

- 인용된 미합중국 특허 제 3,657,589호에 기술된 바와 같이, 게터(getter) 재료는 관 조작을 간섭하는 CO, CO₂, O₂, H₂및 H₂O와 같은 가스의 화합흡착을 목적으로 하여 수은 분산 화합물에 용이하게 부가될 수 있다. 게터는 수은을 배출시키기 위해 동일한 열처리를 하는 동안 활성화된다.

- 배출된 수은의 양은 용이하게 제어 가능하고 재생 가능하다.

이들의 화학적, 물리적 특성 및 용도의 용이성에도 불구하고, 이들 재료는 포함된 수은이 활성 처리를 하는 동안 완전히 배출되지 못하는 단점을 갖는다. 사실상, 수은-함유 전자관을 제조하는 공정은 유리 용해(예컨대 형광등의 실링) 또는 프릿(frit) 실링에 의해 수행되는 관-폐쇄 조작을 수행하는데 예컨대, 저-용융점의 페이스트의 수단에 의해 2개의 예정형의 유리 부재를 용접하는 것이다. 이들 조작을 하는 동안 수은-분산 장치는 350℃∼400℃까지 간접가열을 수행할 수도 있으며, 이 단계에서 장치는 용융된 유리에 의해 복사된 가스나 증기에 노출되고 그리고 대부분의 모든 산업 공정에 있어서는 공기에 노출된다. 이들 조건하에서, 수은 분산 재료는 표면 산화를 수행하고, 이 산화의 최종 결과는 활성 공정을 하는 동안 전체 수은 함량의 약 40%의 수율이다.

활성 조작하는 동안 배출되지 않은 수은은 계속해서 전자관의 수명기간 천천히 배출된다.

수명 사이클이 시작하는 것으로부터 상기 관이 명백하게 작동하여야만 한다는 사실과 함께, 이러한 특징은 이론적으로 필요한 수은량보다 약 배의 양을 장치에 도입하여야 하는 필요성을 낳는다.

이들 문제를 극복하기 위해, 유럽 특허 출원 EP-A-091,297호(미국 특히 제 4,464,133호와 동일)는 Ti₃Hg 또는 Zr₃Hg 화합물에 Ni 또는 Cu 분말을 부가하는 것이 제안되어 있다. 이 출원에 따라서 수은 분산 화합물에 Ni 및 Cu를 부가하면, 여기서 얻은 재료의 배합물의 용융이 수초 동안 대부분의 수은을 배출시키도록 조력한다. 이 출원에는 Ni4%-Ti96% 조성물에 있어서는 770℃의 용융 온도로 잘못 주어져 있지만, Cu-66%-Ti34% 조성물에 대해서는 약 880℃에서 Ni81%-Ti19% 조성물(원자 퍼센트)에 대해서는 1280℃를 범위로 하는 시스템 Ni-Ti, Ni-Zr, Cu-Ti 및 Cu-Zr의 공융 온도에서 용융이 일어난다. 이 출원에서 알 수 있는 것은 수은 함유 화합물은 관 작업 동안 변경되므로, 이를 보호할 필요가 있으며, 이 목적으로, 용기의 내측에서 생성된 수은 증기의 압력에 의해 활성 동안 파손되는 강, 구리 또는 니켈 시트의 수단에 의해 분말 용기를 패쇄하는 것이 제안된다. 이 방법은 완전히 만족스럽지는 않는데, 사실상, 캡슐을 사용하는 방법에서 일어나는 바와 같이, 수은은 매우 결렬하게 방출되며, 관의 부분에 손상을 입힐 수 있고, 또 이 용기의 제조는 꽤 복잡한데, 이것은 작은 크기의 금속 부재를 용접하는 것을 필요로 하기 때문이다. 나아가, 이 출원에는 지시된 배합물의 우수하게 평가된 수은 방출 특성을 지지하는 실험적 자료를 포함하고 있지 않다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 하나 또는 그 이상의 단점을 극복하게 하는 전자관 내에서 수은을 분산시키기 위한 재료의 향상된 화합물을 제공하는 것이다.

특히, 본 발명의 목적은 부분적으로 산화한 후 일지라도 사용되는 전체 량의 수은을 감소시킬 수 있도록 활성화 단계 동안 60% 이상의 수은의 양을 배출시킬 수 있는 수은을 분산시키기 위한 재료의 향상된 배합물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 본 발명의 재료의 배합물을 포함하는 수은 분산 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 수은을 필요로 하는 전자관으로 본 발명의 장치의 수단에 의해 수은을 도입하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따라, 이들 및 다른 목적은 하기의 물질로 제조된 재료의 수은이 분산된 배합물을 사용함에 의해 달성된다 ;

-수은; 및 티타늄, 지르코늄과 이들 혼합물 중에서 선택된 수은 분산 금속간 화합물 A.

- 구리; 및 주석, 인듐, 은 또는 이들의 혼합물 중에서 선택된 제 2금속과, 그리고 가능하게 전이 원소중에서 선택된 제 3의 금속을 포함하는 화합물 B로서, 전이 금속이 성분 B의 전체량의 0%초과 10% 이하의 양으로 존재하는 합금 또는 금속간 화합물 B.

본 발명의 수은 분산 장치는 상기 재료 A 및 B의 배합물을 포함하고, 가능한 한 추가로 게터 재료 C를 포함하는 한편, 본 발명에 따른 공정은 관을 밀봉시킨 후에 약 10초 내지 1분 사이의 시간 동안 550℃ 내지 900℃ 사이의 온도에서 수은이 배출된다.

본 발명의 추가의 목적 및 장점은 첨부된 도면을 참조로 다음의 상세한 설명으로부터 더 명백하게 될 것이다.

이후에는 수은 분산제로서 규정되는 본 발명의 배합물의 성분 A는 참조로 더 상세하게 설명될 인용될 US 특허 3,657589호에 기술된 바와 같은 일반식 Ti_xZr_yHg_z에대응하는 금속간 화합물이다. 상기 일반식에 대응하는 재료 중에서 Zr₃Hg 및 특히 Ti₃Hg가 바람직하다.

본 발명의 배합물의 화합물 B는 성분 A로부터 수은의 배출이 용이하도록 하는 작용을 가지며, 이후에는 또한 촉진제로서 규정될 것이다. 이 성분은 구리(제 1금속); 및 주석, 인듐, 은 또는 이들 배합물 사이에서 선택된 제 2 금속; 그리고 가능하게는 전이원소 중에서 선택된 제 3의 금속을 포함하는 합금 또는 금속간 화합물이다.

본 발명의 화합물 B의 성분을 만드는 2 성분 또는 3 성분 조성물의 원소들 사이의 원자비는 구성 요소에 따라 변경된다.

주석 또는 인듐과, 그리고 구리의 2 성분 합금의 경우에 있어서, 최적의 범위는 다음과 같다.

- 중량을 토대로 약 3% 내지 약 6% 구리의 Cu-Sn.

- 중량을 토대로 약 40% 내지 약 60% 구리의 Cu-In.

또한 화합물 B의 전체량의 0%초과 10% 이하의 양으로 전이 금속중에 선택된 원소를 부가함에 의해 전술한 것으로부터 수득된 3개 또는 그 이상의 금속 합금을 사용하는 것이 가능하다.

Cu-Ag 2 성분 합금의 경우에 있어서, 2개의 성분 사이의 비는 중량을 토대로 약 10% 내지 80%의 Cu, 바람직하게는 중량을 토대로 20% 내지 50%의 Cu의 범위로 할 수도 있다.

상술한 화합물 중에서 Sn-Cu를 포함하는 것들은 용이한 제조 및 기계적 특성에 대해 특히 바람직하고, 대부분의 조성물은 비 화학양론적 화합물 CU₆Sn₅에 대응하는 54.5% 내지 56.5% (원자 %) 구리를 포함한다.

본 발명의 화합물 성분 A와 B 사이의 중량비는 폭넓은 범위로 변경될 수도 있고, 그러나 일반적으로는 20 : 1 내지 1 : 20 및 바람직하게는 10 : 1 내지 1 : 5 사이에 포함된다.

본 발명의 배합물의 성분 A 및 B는 다양한 물리적 형태로 사용될 수도 있지만, 두 성분에 대해서 동일한 것은 필요로 되지 않는다. 예를 들어 성분 B는 금속지지체의 코팅 형태로 존재할 수 있고, 성분 A는 롤링에 의해 성분 B에 고착되는 분말로서 존재할 수도 있다. 그러나 양성분이 250㎛보다 작은 입자 크기 및 바람직하게는 10 내지 125㎛의 입자 크기를 갖는 미세분말의 형태로 있을 때 가장 최적의 결과가 얻어진다.

두 번째로는, 본 발명은 A와 B 재료의 배합물을 사용하는 수은이 분산된 장치에 관한 것이다. 상술한 바와 같이, 종래 기술 시스템에 관해 본 발명의 재료들의 장점 중에 하나는 환경으로부터 기계적으로 보호해야 할 필요성이 없으며 이에 따라 폐쇄된 용기에 제한을 가하지 않는다. 계속해서, 본 발명의 수은 분산 장치는 다양한 기하학적 형태로 제조될 수 있으며, 배합물의 재료 A와 B는 지지체 없이 또는 통상적으로 금속제인 지지체 상에서 사용될 수 있다.

수은 분산제가 필요한 몇몇의 전자관은 그들의 정확한 작동을 위해 CO, CO₂,H₂, O₂또는 수증기와 같은 가스의 잔류량을 제거하는 게터 재료 C의 존재를 필요로 한다. 예를 들어 형광등의 경우이다. 이들 응용예에 있어서, 게터는 인용된 US 특허 3,657,589호에 기술된 방법에 따라 동일한 수은 분산 장치의 수단에 의해 도입되는 것이 바람직하다.

실례의 게터 재료는 다른 것들 중에서 티타늄, 지르코늄, 탄탈, 니오븀, 바나듐 및 이들의 혼합물과 같은 금속과, 또는 니켈, 철, 알루미늄과 같은 다른 금속과 이들과의 합금으로 예컨대 St101이란 이름으로 본 출원인에 의해 제조되는 Zr 84 중량%, Al 16 중량 % 조성을 갖는 합금, 또는 St198 및 St199의 이름으로 각각 출원인에 의해 제조되는 금속간 화합물 Zr₂Fe 및 Zr₂Ni을 포함한다. 이 게터는 수은이 관내측에서 배출되게 되는 열처리를 하는 동안 활성화된다.

상기 게터 재료 C는 다양한 물리적 형태로 존재할 수도 있지만, 그러나 250㎛ 이하, 바람직하게는 10 내지 125㎛ 사이의 입자 크기를 갖는 미세 입자의 형태로 사용된다.

A와 B 재료의 총 중량과 게터 재료 C의 중량 사이의 비는 일반적으로 약 10 : 1 내지 1 : 10및 바람직하게는 5 : 1 내지 1 : 2를 범위로 할 수도 있다.

본 발명의 몇몇의 가능한 실시예는 도면을 참조로 설명된다.

제 1의 가능한 실시예에 있어서, 본 발명의 장치는 제조를 용이하게 하기 위해 원통형 또는 평행육면체 형을 갖는 A 및 B (가능하다면 C) 재료의 압축되고 지지되지 않은 분말로 만들어진 태블릿으로 단순하게 이루어진다. A+B(+C)의 실시예를 제 1도에 도시하였다.

지지된 재료의 경우에 있어서, 이 장치는 제 2도에 도시된 바와 같이 링의 형태를 갖는다. 제 2도는 장치의 평면도를 도시하였고, 제 2a도는 장치(20)의 선 II-II을 따라 단면도를 도시하고 있다. 이 경우에, 상기 장치는 A 및 B (가능하계 C 도 포함) 재료를 포함하는 도우넛 형의 채널이 갖춰진 지지체(21)로 만들어진다. 상기 지지체는 일반적으로 금속, 및 바람직하게는 니켈 평판 스틸이다.

이와 같이, 상기 장치는 장치(30)의 평면도를 나타내는 제 3도에 도시된 바와 같이 스트립 형태로 만들어 질 수 있고, 장치(30)의 III-III 따라 취해진 단면은 제 3a도 및 제 3b도에서 도시된 바와 같다. 이 경우에, 지지체(31)는 바람직하게는 니켈-평판 스틸로 만들어진 스트립으로 이루어지는데, 이 스틸 위에 A 및 B (가능하다면 C도 포함) 재료는 냉압법 (롤링 (rolling))에 의해 고착될 수도 있다. 이 경우에, 게터재료 C의 존재가 필요한 경우에는 A, B 및 C가 혼합되어 스트립의 하나 또는 양면 상에서 롤링될 수도 있는데(제 3a도), 그러나 바람직한 실시예에서는 제 3b도에 도시된 바와 같이 재료 A 및 B는 스트립의 한 표면에 놓여지고 재료 C는 스트립의 반대편에 놓여진다.

더 나아가 본 발명은 상술한 장치를 사용함에 의해 전자관으로 수은을 도입하기 위한 방법에 관한 것이다.

이 방법은 상술한 재료의 수은 분산 화합물을, 바람직하게는 상술한 장치(10, 20 또는 30) 중 하나의 형태로 관 내측에 도입하는 단계 및 자유로운 수은을 얻도록 배합물을 가열하는 단계를 포함한다. 상기 가열 단계는 예를 들어 복사, 고주파 유도 가열, 또는 지지체가 높은 전기 저항성을 갖는 재료로 만들어질 때는 지지체를 통해 전류를 흐르게 함에 의해 가열하는 것과 같은 임의의 적절한 수단으로 수행될 수도 있다. 이 가열은 분당 약 10초 내지 1분 동안 500 내지 900℃의 온도에서 유효하게 이루어지는데, 이 온도에서 수은 분산 배합물로부터 수은이 배출되게 한다. 500℃ 이하의 온도에서는 수은은 거의 분산되지 않고 반면에 900℃ 이상의 온도에서는 장치에 인접한 전자관의 부분들로부터 탈가스함으로써 유해한 가스가 발생하거나 또는 금속 증기가 형성될 위험성이 있다.

본 발명은 추가로 다음 예에 의해 설명될 것이다. 제한적이지 않은 예는 당해 기술분야에서 숙련된 자들에게 설명하고자 몇몇의 예를 설명하여 본 발명을 실제로는 어떻게 적용하고, 가장 최적으로 달성하기 위해서는 어떻게 해야 하는지를 나타내고 있다. 예 1 내지 9는 재료를 배출시키고 촉진시키는 재료들의 제조 방법에 관한 것으로서 반면에 예 10 내지 23은 밀봉 조작을 모의 실험하면서 열처리한 후 수은 배출에 대한 시험에 관한 것이다. 다음 시험에 대한 합금 및 화합물을 제조하는데 사용되는 모든 금속은 최소한 99.5%의 순도를 갖는다. 예들 조성물에 있어서, 모든 예는 특별한 지칭이 없다면 중량을 토대로 한다.

예 1

이 예는 수은 분산 재료의 Ti₃Hg의 조성물을 설명하였다.

143.7g의 티타늄이 스틸 크래이들(cradle)에 놓여지고 그리고 30분 동안 약 700℃의 온도 및 10^-6mbar의 압력에서 로 처리에 의해 탈기된다. 불활성 대기상에서 티타늄 분말을 냉각시킨 후에 200.6g의 수은을 석영 관의 수단에 의해 크래이들에 도입된다. 계속해서 크래이들은 패쇄되고 약 3시간 동안 약 750℃에서 가열된다. 냉각시킨 후, 상기 생성물은 120㎛ 매쉬-크기의 표준체를 통과하는 분말이 얻어질 때까지 분쇄된다.

본질적으로 결과된 재료는 분말에서 대해 수행되는 회절시험에 의해 확인된 바와 같이 Ti₃Hg로 이루어진다.

예 2-10

이들 예는 본 발명의 배합물의 부분을 만드는 촉진 합금을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이 합금은 알루미나 크래이들에 정량된 양의 출발금속을 장입하고 계속해서 진공 유도로에 도입함으로써 제조된다. 이 금속 혼합물은 대응하는 합금의 용융 온도보다 약 100℃ 높은 온도에서 가열되고, 이들의 균일성을 유지하도록 5분 동안 이 온도에서 유지하고, 그리고 종국적으로는 강 잉곳(ingot)-주형에서 주조된다. 각각 잉곳은 블래이드 밀에서 분쇄되고 그리고 이 분말은 예 1에서와 같이 체로 걸러진다. 합금을 제조하는데 사용되는 각 금속의 g의 양을 표 1에 나타내었다.표에서 TM은 전이 금속을 나타낸다.

예 11-26

예 11 내지 16은 관 패쇄(이후에는 일반적으로 밀봉으로 언급함)를 하는 동안 장치가 접하는 조건을 모의 시험하는 공기 중에서의 열처리 후의 혼합물로부터의 수은 배출 시험에 관한 것이다.

밀봉의 모의 시험에 대해, 150g의 각 분말 혼합물은 제 2도와 같이 링-형의 용기에 장입되고 공기 중에서 다음의 열 순환을 하게 된다.

- 약 5초 동안 실온에서부터 400℃로 가열과정

- 30초 동안 400℃에서 등온과정

- 약 1초가 소요되는, 400℃에서 350℃로의 냉각과정

- 30초 동안 350℃에서의 등온과정

- 약 2분정도가 소요되는, 실온으로의 자연 냉각과정

이후에, 수은 배출 시험은 진공 챔버내에서 30초 동안 850℃에서 처리된 샘플들을 유도 가열시키고 그리고 보랏트 (Volhart)에 따른 콤프렉스메트릭 티트레이션 (complexometric titration)의 방법을 통해서 분산 장치 내에 남아 있는 수은을 측정함에 의해 처리된 샘플 상에서 수행된다.

이 시험의 결과는 표 2의 예 17-26에 요약되어 있으며, 이것에서 수은 분산된 화합물 A, 촉진재료 B (예 2-10에 언급된 배합물은 괄호안에 지시됨), 성분 A와 B사이의 성분비 밀 수은 수율이 나타나 있다.

비교 예는 별표(*)에 의해 표시되었다.

표 2의 자료로부터 알 수 있는 것은 본 발명의 촉진제와의 배합물은 활성 단계 동안 60% 이상의 수은을 생산할 수 있도록 함으로써, 이에 따라 전자관으로 유입되어야 하는 전체 수은량이 감소되게 된다.

나아가, 본 발명의 촉진제와의 배합물은 다른 중요한 장점을 제공하며, 즉 종래 기술의 재료에 허용된 것 보다 낮은 온도와 시간에서 활성 조작을 수행할 수 있게 한다. 사실상, 산업적으로 용인할 수 있는 활성 시간을 갖추기 위해서는 Ti₃Hg 단독으로는 약 900℃의 활성 온도를 필요로 하고, 반면에 본 배합물은 동일한 시간동안 온도를 850℃로 감소시키거나 또는 이와 달리 동일 온도에서 조작시간을 감소하게 한다 ; 양쪽 경우에, 내부에 존재하는 모든 재료의 배기로 인한 관내부의 오일을 감소시키고 그리고 활성화에 요구되는 에너지의 양을 감소시키는 이중의 장점이 달성된다.

제 1도는 본 발명의 실시예의 수은 분산 장치의 사시도.

제 2도는 본 발명의 다른 가능한 실시예에 따른 장치에서의 평면도.

제 2a도는 제 2도에서 II-II에서 취한 단면도.

제 3도는 본 발명의 또 다른 장치의 평면도.

제 3a, 3b도는 제 3도에서 III-III에서 본 각각 다른 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10, 20, 30: 장치

21, 31 : 지지체

Claims (6)

1. 수은; 및 티타늄, 지르코늄과 이들의 혼합물중 선택된 제 2 금속을 포함하는 수은 분산 금속간 화합물 A로 이루어진 수은 분산 배합물에 있어서,

   구리; 및 주석, 인듐 또는 은, 이들의 혼합물 중에서 선택된 제 2 금속을 포함하는 촉진 합금 또는 금속간 화합물 B를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수은 분산 배합물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 촉진 합금 또는 금속간 화합물 B가 구리; 및 주석 또는 인듐 또는 이들의 혼합물 중에서 선택된 제 2 금속과; 그리고 전이 원소중 선택된 제 3 금속을 포함하며, 상기 전이 금속은 상기 화합물B 성분의 전체 중량의 0%초과 10% 이하의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 수은 분산 배합물.
3. 제 1항의 A 재료와 B 재료의 배합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 수은 분산 장치.
4. 제 3항에 있어서, 게터 재료 C를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수은 분산 장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 게터 재료 C가 티타늄, 지르코늄, 탄탈, 니오븀, 바나듐 및 이들의 혼합물, 또는 상기 금속들과의 니켈, 철 또는 알루미늄의 합금 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 수은 분산 장치.
6. 수은을 전자관 내측에 도입하기 위한 방법에 있어서,

   제 3항 내지 제 5항중 어느 한 항의 장치를 관에 도입하는 단계와, 관을 밀봉한 후, 수은이 자유롭게 되도록 10초 내지 1분 사이의 시간 동안 550℃ 내지 900℃의 온도에서 상기 장치를 가열하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 방법.