KR790001794B1 - 전자관 캐소우드의 제법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전자관 캐소우드의 제법

제 1 도는 본 발명의 설명에 제공되는 캐소우드의 절반을 단면으로 한 확대 측면도.

제 2 도는 본 발명의 설명에 제공되는 캐소우드 구체(構體)의 절반을 단면으로 한 확대 측면도.

제 3 도는 본 발명의 제법인 산화처리의 설명에 제공되는 배치도.

제 4 도는 크롬의 상태도.

제 5 도는 물의 노점(露点)과 수증기압과의 관계를 나타낸 곡선도.

제 6 도는 Ni의 상태도.

제 7 도는 W의 상태도.

제 8 도는 산화크롬의 상태도.

본 발명은, 예컨대 텔레비전 수상관 캐소우드에 적용하여 알맞는 전자관 캐소우드의 제법에 관한 것이다.

통상적인 텔레비전 수상기에 있어서는, 수상기의 전원스위치를 넣었을 때, 즉각, 화상이 영출(映出)되어지도록 오프시에 있어서도 캐소우드를 어느 정도 가열해 두는 이른바 예열방법이 채용되고 있다.

이 경우, 오프시에는 히이터 회로에 저항기가 삽입되어지도록한 것으로서, 그 소비전력은 일반적으로 사용할 때와 같은 정도이다. 예컨대 컬러 텔레비전 수상기에 있어서는, 오프시에 있어서도 항상 수(數)왓트의 전력이 소비되고 있다.

그런데 근래에 있어서 절전면에서 볼 때 이 오프시의 소비전력이 문제로 되어 있으며, 또 항시 통전이 되어 있다는 것은 안정성에 있어서도 문제가 있으며, 장래 이 예열은 회피되는 경향에 있는 것이다.

현재 쓰여지고 있는 일반적인 캐소우드는, 제 1 도에 나타낸 것처럼 캐소우드 슬리이브(1)내에 히이터(2)가 삽입된 방열형 구성(傍熱型構成)이 채용되고 있다. 그 캐소우드 슬리이브(1)은, 니켈 Ni을 주체로 하고, 이것에 강도를 보유하기 위해 텅그스텐 W를 수% 함유시킨 조성금속으로 구성된다.

이 슬리이브(1)의 일단에는, 캡(4)이 감착(嵌着)된다. 이 캡(4)은, 산화물 캐소우드 재(材)(3)이 도포되어져 열전자 방사면을 구성하는 베이스 메탈로서의 단면판(4a)과 이와 직교(直交)하는 방향으로 연장되는 원통상 측벽부(側壁部)(4b)와를 가지고 이루어지며, 이 측벽부(4b)에 있어서 점 P로 나타낸 것처럼 슬리이브(1)에 스포트 용접되어 있다. 캡(4)은 Ni을 주체로 하여 이에 환원재로서의 마그네슘 Mg, 텅그스텐 W가 첨가된 조성을 갖는다. 이들 캡(4) 및 슬리이브(1)는 금속광택을 갖는다. 이 캡(4)을 갖는 슬리이브(1)는, 세라믹 등으로서 된 지지기판(5)에 식립(植立)된 단자핀(6)에 전기적 및 기계적으로 연결된다.

이 슬리이브(1)의 핀(6)에 대한 연결은, 슬리이브(1)에 V자상인 탭 즉, 지지부재(7)를 용접해 두고, 이 부재(7)를 핀(6)에 용접하므로서 행한다.

이와같은 캐소우드를 이용한 텔레비전 수상기는, 예열을 행하지 않을 경우, 진원스위치를 넣고난 후, 실제로 화상이 영출될 때까지의 시간, 즉, 캐소우드가 소정의 온도 예컨대 710℃정도로 승온하여 열전자가 방사되는데 요하는 시간은 10수초 이상에 달한다.

이와 같은 시간은 즉시 영출에 승관되어 온 시청자의 만족을 줄 수 없는 것이다.

따라서, 이 분야에 있어서는 이 캐소우드의 스위치 온시의 승온(昇溫)을 어떻게 해서든지 급준(急峻)하게 할 수 있는가가 커다란 문제로 되어 있다.

이 상승(上昇)을 빠르게 하는 제 1 의 방법으로서는, 전원 스위치의 온시에 일시적으로 대전류를 통하게 하는 것이 고려되지만, 이런 경우, 히이터의 손모가 심해져서 수명이 짧아지는 염려가 생긴다. 또, 제 2 의 방법으로서는, 캐소우드의 열용량을 될수있는 대로 적게 하는 것이 고려되어진다.

이를 위해서는, 캐소우드 슬리이브 또는 그 캡을 엷게 하지만, 이 경우 슬리이브에 있어서는 기계적 강도가 충분히 얻어지지 않으며, 또 열전자 방사면의 베이스 메털이 되는 갭은 수명의 점에서 130μ 정도의 커다란 두께를 필요로 하므로, 이 캐소우드의 열용량을 적게 하는 것만에 의해서 상승을 빠르게 하는 데는 상당한 무리가 있다. 다시, 제 3 의 방법으로서는, 캐소우드 슬리이브의 내면을 흑색화하여 히이터로부터의 복사열을 유효하게 흡수할 수 있게 하는 것이 고려되어진다. 이 경우, 히이터로부터의 복사열을 제법 효율적으로 흡수할 수가 있어서 상승은 빠르게 되어지지만, 캐소우드 슬리이브의 외면이 광택면이기 때문에 이 슬리이브로부터의 열의 복사가 적다. 따라서 이 경우, 상승에 있어서 만족할 수 있는 정도의 전력을 주면, 캐소우드의 온도가 소정의 온도로 유지되지 않고 증가되어 가고 만다. 그래서 이 경우, 슬리이브의 내외양면을 흑색화하여 적도(適度)의 전력을 주어, 슬리이브 내면의 흑색화에 의해서 히이터로부터의 복사열을 효과적으로 흡수하여 상승을 빠르게 하여, 슬리이브 외면의 흑색화에 의해서, 슬리이브가 가열되었을 때, 이것으로부터의 열을 방산시켜서, 결국 캐소우드 온도를 소정의 동작온도로 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 캐소우드 슬리이브의 내외양면을 흑색화하는 방법으로서는, 흑색도료를 슬리이브에 도포하는 것이 고려되지만, 이 도료를 균일한 두께로, 더우기 양산적(量産的)으로 도포하는 것은 어려운 것이다.

그래서 니켈 슬리이브의 표면을 산화시켜서 흑색화시키는 것도 고려되어지지만 이 경우, 니켈을 산화시키는 작업이 비교적 구찮으며 또 이 슬리이브 표면이 산화물층으로 덮여지면 이것에 캡을 덮어서 스포트 용접할 경우, 이 용접이 불충분하게 된다. 그렇다고 해서 슬리이브에 캡을 용접한 후 그 니켈을 산화시키면, 캡도 산화되어 버려서, 이것에 산화물 캐소우드재료를 도포했을 때 그 피착강도가 낮아진다는 결점이 생긴다.

본 발명은, 상기한 여러가지 결점을 전부 배제하고, 전원스위치의 투입 후, 5초 대 또는 5초 이내로 화상 영출이 가능한 전자관 캐소우드를 얻을 수 있는 전자관 캐소우드의 제법을 제공하려는 것이다.

본 발명에 있어서는, 제 2 도에 나타낸 것처럼 캐소우드 슬리이브(1)를 설치, 그 일단면에 이것을 폐쇄하는 단면판(4a)와 이것에서부터 직각방향으로 연장되는 원통측벽(4b)을 갖는 캡(4)을 덮어서, 캡(4)의 측벽(4b)을 슬리이브(1)에 점 P로 나타낸 것처럼 스포드 용접한다. 그리고 이 슬리이브(1)에 대한 캡(4)의 부착 후, 또는 전에 슬리이브(1)의 타단의 외면에 V자상 탭, 즉 지지부재(7)를 용접한다. 여기에, 캡(4)은 통상의 것과 같이 니켈 Ni를 주체로 하여, 화원제로서의 마그네슘 Mg, 텅그스텐 W가 소량 첨가된 조성을 가지고 형성할 수 있고, Cap(4)의 측벽(4b)은 열용량의 점에서 엷게 한 편이 좋으며, 또 지지부재(7)는 열전도도가 낮은 하스테로이 B 등으로서 구성할 수 있다.

그리고, 특히 본 발명에 있어서는 슬리이브(1)를 니켈Ni와크롬 Cr과의 합금, 예를 들면 Ni가 80중량% Cr가 20중량%를 갖는 합금으로 이루어진다. 이 Ni-Cr는 기계적 강도가 크므로 그 두께를 30μ 정도로 얇게 하여도 충분한 강도를 유지할 수 있다.

그리하여, 이와 같이 슬리이브(1)에 캡(4)와 지지부재(7)이 부착된 캐소우드 구체(構體)(8)에 특수한 산화처리를 행하여, 슬리이브(1)에 함유된 크롬성분만을 산화시켜서 그 표면을 흑색화한다.

이 특수한 산화처리란, 구체(8)를 제 3 도에 나타낸 것과 같이 수분을 함유한 수소가스가 송입(送入)된 가열로(爐)(9) 중에서 500-1,000℃의 가열처리하는 것에 의하여 행한다. 도시된 예에서는 수소가스를 물(10) 중을 통하는 것에 의해서 수분을 함유시켜서 가열로(9)에 송입되도록 한 경우이다. 가열로(9) 중의 기압은, 대기압보다 조금 큰 정도의 예컨대 10³토르(Torr)로 선택할 수 있는 것으로, 이 수분을 함유한 수소가스 중에서의 열처리는, 가열온도에 의해서도 달라지지만, 가열온도를 500-1,000℃로 선택할 때는, 1분-1시간, 바람직하기로는 5-15분간 행한다.

제 4 도는, 노(爐)(9) 내의 수소의 압력을 10³토르로 했을 때의 가열온도 T와 노내의 물의 분압(分壓) PH₂O에 대한 크롬의 산화상태를 나타낸 것으로, 횡축에는 온도 T(℃)로 표시하고 종축에는 물의 분압 PH₂O(토르)를 그 막(幕)으로 표시한 것이다.

동도면에 있어서 직선 a보다 아래쪽에서는 크롬은 산화되지 않고 Cr의 형을 이루어, 직선 a보다 위쪽에 있어서 Cr₂O₃가 생성된다. 그러나 직선 a의 근방에서는 일부가 아직 산화되지 않고 Cr의 형식을 취하며, 일부가 Cr₂O₃의 형을 취한다는 불안정성을 가지므로, 그 흔들림을 고려하여 동도면의 파선 a'보다 위쪽의 조건하에서의 열처리를 행하여 슬리이브(1)의 크롬산화를 행한다. 또, 여기서, 그 가열온도는 500-1,000℃로 선택하는 것으로 500℃ 이상으로 선택하는 이유는 500℃ 미만에서는 산화가 극히 표면만으로 행하여져서 흑화(黑化)가 불충분하게 된다든가, 또는 반응속도가 늦어져서 양산성(量産性)이 결여된다는 결점이 생기게 되는 것이며, 1,000℃이 하로 선택하는 이유는 1,000℃를 넘어서면 지지부재(7)가 연화(軟化)한다든가, 가열수단이 대형화되는 등의 결점이 생기게 되는 것이다. 따라서 이들의 조건을 충족시키기 위한 산화처리는 제 4 도에 있어서 사선(斜線)을 붙인 부분, 즉 직선 a'보다 위쪽에서, 500℃의 선 b와 1,000℃의 선 C에 의해서 둘러쌓인 범위에서의 산화처리를 행한다. 그러나 노중의 수소압 PH₂O를 10³토르로 할 때에는, 이 압력 중의 물의 포화분압은 파선 d로 나타낸 위치(log PH₂O 2.88 위 위치)이므로, 각 선 a', b, d, c로 둘러쌓인 범위로 산화를 행한다는 것으로 된다. 다시, 실용상에 있어서는, 물의 분압은 상온으로 냉각되었을 때, 예컨대 슬리이브(1)를 노(9)에서 인출했을 때에 이 수분이 이슬(露)이 되어 부착되는 일이 없도록 실온(25℃)으로서의 노점(露點)의 수증기압 23.8토르 이하로 선택하는 것이 바람직하며, 그 값은 제 4 도에 파선 e호로 나타낸(logPH₂O=1.38) 이하로 선택하는 것이 바람직하다. 제 5 도는 노점(露點)과 수증기압의 관계를 나타낸 곡선이다.

상기한 바와 같이 상기 상화처리를 행하면 슬리이브(1)의 구성재료 중의 Cr만이 슬리이브(1)의 표면에 있어서 산화되어 흑색화된다.

이 경우, 슬리이브(1)의 표면의 흑색화는 제법 짇다. 이것은 슬리이브(1)의 표면에 존재하고 Cr이 산화됨과 동시에, 내부에 존재하는 Cr도 가열에 의해서 표면으로 확산되어 나와서, 이것이 산화되기 때문에 짙은 흑색이 출현되는 것으로 생각되어진다.

또, 상기 산화처리를 행하여도, Ni는 아무런 산화가 되지 않는다는 것을 확인했다.

제 6 도는 Ni의 상태도로서, 선 f는 노중(爐中)의 수소의 압력 PH₂를 10³토르로 했을 때의 Ni와 NiO와의 경계선으로, 이선 f보다 하측에서는 Ni는 산화되는 일 없이 그대로의 형을 유지하고 있다. 따라서, 적어도 제 4 도에서 설명한 선 a', b, d, c로 둘러쌓인 조건하에서는 이것이 산화되는 일이 없다. 따라서 Ni를 주체로 하여 Cr이 함유되지 않은 캡은 이것이 산화되지 않으며, 흑화되지 않는다.

또, 제 7 도는 W의 상태로서 선 g는 노중(爐中)의 수소의 압력 PH₂를 10³토르로 했을 때의 W와 WO₃와의 경계선으로 선 g보다 하측에서는 W는 산화되는 일이 없이 그대로 형을 유지하고 있다. 이 경우, 제 4 도에서 설명한 선 a', b, d, c로 둘러쌓인 조건하에서, 일부 산화가 생기는 부분이 존재하지만,이 W의 산화의 속도는 Cr의 그것에 비해 충분히 늦으므로, 실제상은 거의 문제가 없다. 또, Mg에 관해서는 상기한 Cr에 대한 산화시에 이것이 산화되지만, 이것이 산화되어도 문제는 없으며, 종래의 캐소우드의 제조공정에 있어서도, 캐소우드 재(材)의 피착전의 아닐공정에서 Mg는 산화되어져 버리고 있지만, 이것에 의해서 그 기능이 저하한다거나 캐소우드 재의 피착강도가 저하한다 하는 일은 생기지 않는다.

제 8 도는, 상기한 산화처리에 의해서 생성된 Cr₂O₃의 산소분압 PO₂와 온도 T에 대한 상태도로서, 이것에서 명확해진 바와 같이, 전자관, 예컨대 수상관 내의 고도의 진공 아래 (10^-8-10^-10토르 정도)에서 안정하게 Cr₂O₃의 상태를 유지할 수가 있는 것을 알 수 있다.

상기한 바와 같이 하여 슬리이브(1)의 흑화처리후는, 제 1 도에 대해서 설명한 것처럼 새라믹 지지기판(5)에, 이에 천설(穿設)된 투공(透孔)에 슬리이브(1)를 관통시킨 상태로 기판(5)에 식립된 단자핀(6)에, 지지부재 즉 V자 탭(7)을 용접하여 부착한다. 이 경우, 컬러텔레비전 수상관의 캐소우드를 얻고저 할 경우이면, 도시하지 않으나 공통된 기판(1)에 세 개의 캐소우드 구체를 배열하여 부착한다. 그 후, 세정처리(洗淨處理)를 행하여 건조수소 분위기 중에서의 열처리에 의한 아닐을 행하고, 그 후 캡(4)의 단면판(4a)위에 캐소우드 산화물재를 취부(吹付)한다. 이 경우, 캡은 이것이 흑화되어 있지 않으므로 캐소우드(3)의 피착은 강고(强固)하게 행하여진다.

또, 상기한 예에서는 구체(8)를 기판(5)에 부착하기 전에 크롬의 산화(흑화)처리를 행한 경우이지만, 어떤 경우에는 이 부착 후에 산화(흑화)처리를 행한 후 산화물재의 취부를 행할 수도 있는 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 슬리이브(1)를 Ni-Cr 합금으로 구성하여, 그 Cr만을 산화시키도록 하여 캐소우드재가 도포된 캡(4)에는 흑화처리가 행하여지지 않도록 하였으므로 캐소우드재의 피착강도를 저하시키는 일이 없이, 긴 수명의 캐소우드를 얻을 수가 있다.

또, 이 흑화처리는 슬리이브(1)에 캡(4), 지지부재(7)를 용접(熔接)에 의해서 부착한 후에 행하여지는 것이므로 흑화처리에 의해서 이들의 용접이 저해되는 일은 없다. 또, 상기한 본 발명 제법에 의해서 얻어진 캐소우드는, 슬리이브의 내외면이 흑화되어 있으므로, 서두에서 설명한 것에 의하여 명확한 바와 같이 히이터에 소요의 전력을 주는 것에 의해서, 슬리이브(1)의 내면의 흑화에 의하여 전원투입시 그 열을 충분히 흡수하여 캐소우드 온도에 빠르게 상승을 얻을 수가 있는 것이다.

또, 캐소우드 온도가 상승했을 때는 슬리이브(1)의 외면의 흑화에 의하여 이로부터 열복사를 발생하여 캐소우드가 필요한 이상으로 온도가 상승하는 것을 회피할 수 있는 것이다.

또, 슬리이브(1)로서 기계적 강도가 큰 Ni에 의하여 구성하므로 그 두께를 얇게 할 수가 있어, 그만큼 열용량을 적게 할 수 있는 이익도 있다.

그리하여, 이와 같이 해서 얻어진 캐소우드를 이용한 텔레비전 수상기는 전원을 투입(온)하여서부터 5초대로 화면이 영출되는 것을 확인하였다.

상기한 예는, 본 발명을 텔레비전 수상기에 적용한 경우이지만, 다른 전자관 캐소우드를 얻을 경우에 본 발명을 적용하여 동등한 효과를 얻어낼 수 있는 것이 명백하다.

Claims (1)

1. 도면에 표시하고 본문에 상술한 바와 같이, 니켈-크롬 합금으로 이루어지는 슬리이브에, 니켈을 주체로 한 베이스메탈과, 지지부재와를 용접한 후, 상기 슬리이브의 크롬성분만을 산화시켜 슬리이브의 표면을 흑화(黑化)하는 전자관 캐소우드의 제법.

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