NL8501183A - Geleidingsgestel voor een weergeefbuis. - Google Patents

Description

*%-......... v -1- 24669/Vk/mvl

Korte aanduiding: Geieidingsgestel voor een weergeefbuis.

De uitvinding heeft betrekking op een geieidingsgestel voor een weergeefbuis.

5 Een elektronische weergeefbuis voert diverse soorten weergeefbewerkingen uit in een bol onder verlaagde druk of een hermetisch gesloten bol gevuld met een inert gas onder toepassing van lichtuitstraling, veroorzaakt door een ontlading, fosforactivering, elektrische verwarming of dergelijke. De weergeefbuis kan bijvoor-10 beeld worden toegepast als weergeefmechanisme in elektronische rekenapparatuur, elektronische polshorloges, automatische verkoop-automaten of dergelijke.

In een weergeefbuis van dit type wordt een keramisch substraat met een anode als elektrode en een laagvormige bedrading hierop 15 gevormd als een multilaag en andere elektronische elementen opgebouwd in een vlakke glazen kolf met bedradingen die hier uitsteken.

De volgende karakteristieken zijn vereist voor de bedrading en een draadgestel als precurser hiervoor.

(1) Omdat onlangs de vraag is ontstaan naar een weergeef-20 buis met hogere energie heeft het geieidingsgestel bij voorkeur een hoge geleidbaarheid om aan een dergelijke vraag te voldoen. Een verhoging in de geleidbaarheid resulteert ook in een verlaging aan krachtverlies.

(2) In een weergeefbuis met een hogere energie heeft een 25 geieidingsgestel bij voorkeur een hoge geleidbaarheid van de warmte om effectief de warmte af te geven die wordt ontwikkeld na het in werking zijn van de weergeefbuis.

(3) Omdat een draadgestel in het algemeen een dikte heeft van 0,15 tot 0,4 mm, heeft het de neiging te deformeren, gewoonlijk 30 door buiging, tijdens de vervaardiging hiervan en de opbrengst hiervan wordt verlaagd. Daarom heeft het draadgestel bij voorkeur een hoge bestandheid tegen deformatie.

(4) Omdat een draadgestel een ingewikkelde vorm heeft, moet het een makkelijke bewerkbaarheid met behulp van een machine hebben.

35 (5) Omdat een weergeefbuis vaak in de buitenlucht wordt ge bruikt (bijvoorbeeld wanneer de weergeefbuis is gebouwd in een buitenshuis aangebrachte automatisch verkoopautomaat), moeten de corresponderende bedradingen een hoge bestandheid tegen corrosie hebben.

35 0 1 1 03 . V , >£ -2- 24669/Vk/mvl (6) Omdat de geleidingsdraden uit de glazen kolf of bol steken door een laag smeltende glaslaag voor het afsluiten van de glazen kolf, moet het gestel van draden niet worden gehinderd bij het afsluiten met behulp van een laag smeltend glas.

5 Van de bovenvermelde karakteristieken die vereist zijn voor de draden of het draadgestel, zijn de karakterstieken (1) tot (4) het meest van belang.

Er zijn geen bekende draadgestellen die voldoen aan de bovenvermelde zes karakteristieken.

10 Een conventionele draad met een samenstelling van een legering van 42% Ni-6% Cr-Fe wordt bijvoorbeeld gebruikt ter verkrijging van goede afsluiteigenschappen met een laag smeltend glas. Het gestel van draden van dit type heeft een goede hechtingssterkte met glas en kan makkelijk machinaal worden bewerkt. Het draadgestel heeft echter een 15 zwakke bestandheid tegen corrosie en de elektrische geleidbaarheid en de geleidbaarheid van warmte kan ook nog worden verbeterd.

Zodoende is een doelstelling volgens de uitvinding het verkrijgen van een draadgestel met een hoge elektrische en warmte-geleidbaarheid, hoge bestandheid tegen deformatie en corrosie, een goede 20 hechtingssterkte met glas en dat makkelijk machinaal kan worden bewerkt.

Een draadgestel voor een weergeefbuis volgens de uitvinding is hierdoor gekenmerkt, dat het is vervaardigd uit een legering die 15 tot 30 gew.% chroom bevat en de rest in hoofdzaak ijzer is. De legering bevat bij voorkeur 0,1 tot 1,0 gew.% titaan en/of 0,05 tot 25 1,5 gew.% aluminium. Met name bevat de legering 0,001 tot 1 gew.% zeld zame aardelementen.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de volgende beschrijving waarbij is verwezen naar de bijgevoegde tekening, waarbij: 30 fig. 1 een bovenaanzicht geeft van een draadgestel volgens een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding, fig. 2 een dwarsdoorsnede is van een voorbeeld van een weergeefbuis en

fig. 3 een vergrote dwarsdoorsnede is over lijn III-III

35 van fig. 1.

Zoals boven aangegeven is het draadgestel volgens de onderhavige uitvinding vervaardigd uit een legering bestaande uit 15 tot 8501183 -3- 24669/Vk/mvl 30 gew.% chroom en de rest is in hoofdzaak ijzer. Chroom verbetert de bestandheid tegen corrosie van het draadgestel zonder dat de geleidbaarheid van de elektriciteit en de warmte wordt verminderd en regelt de thermische uitzettingscoëfficient van het draadgestel zodat deze *7 —7 o 5 varieert van 115 x 10 tot 98 x 10 cm/cm/ C.

Wanneer het chroomgehalte komt boven 30 gew.%, wordt de geleidbaarheid van de warmte (0,05 cal./sec./cm/°C of meer en in het algemeen 0,06 tot 0,08 cal./sec./cm/°C) en de elektrische geleidbaarheid (2,0% IACS of meer en in het algemeen 2,5 tot 3,0% IACS) van het draad-10 gestel verminderd. Anderzijds wanneer het chroomgehalte minder is dan 15 gew.%, kan een gewenste werking niet worden verkregen. Het gehalte aan chroom is bij voorkeur 16 tot 25 gew.%.

Een legering die wordt toegepast voor het vervaardigen van de weergeefbuis, althans het draadgestel hiervan volgens de onder-15 havige uitvinding, bevat bij voorkeur titaan en/of aluminium. Wanneer dergelijke elementen worden toegevoegd, worden de afsluiteigenschappen van het draadgestel met glas verbeterd zonder dat de geleidbaarheid van warmte en elektriciteit worden verminderd. Wanneer titaan wordt toegevoegd, wordt voorkomen dan de α-fase die er de oorzaak van is 20 dat glas scheurt, wordt neergeslagen in de legering van austeniet (γ-fase) tijdens afkoelen. Verder wordt een film van chroomoxide gemakkelijk gevormd op het oppervlak van het draadgestel bij een pre-oxidatiestap (die later zal worden beschreven). Wanneer aluminium wordt toegevoegd wordt makkelijk een dichte film van chroomoxide gevormd.

25 Wanneer het gehalte van deze toevoegstoffen te hoog is, worden de ge-leidbaarheden van warmte en elektriciteit verminderd; indien deze te laag zijn kan de gewenste werking niet worden verkregen. Het gehalte aan titaan moet 0,1 tot 1,0 gew.% zijn en bij voorkeur 0,2 tot 0,5 gew.%. Het aluminiumgehalte moet 0,05 tot 1,5 gew.% zijn en bij 30 voorkeur 0,1 tot 0,5 gew.%.

De legering waaruit het draadgestel volgens de uitvinding wordt vervaardigd, kan een zeldzaam aardmetaal bevatten. Voorbeelden van dergelijke zeldzame aardelementen zijn scandium (Sc), yttrium (Y), lanthaan (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), 35 promethium (Pm), samarium (Sm), europium (Eu), gadollinium (Gd), therbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Ito), ytterbium (Yb) en lutetium (Lu). Een zeldzaam aardelement verbetert de 0 1 1 $ * v v i 1 O ~j ψ * -*· -4- 24669/Vk/mvl bestandheid tegen corrosie van de legering voor het vervaardigen van draadgestel. Wanneer het gehalte aan het zeldzame aardelement te hoog is, worden de afsluitende eigenschappen van de legering met het glas verminderd evenals de geleidbaarheid van de warmte en de elektrische 5 geleidbaarheid; indien het gehalte te laag is, kan het gewenste effekt niet worden verkregen. Het gehalte aan zeldzaam aardelement moet 0,001 tot 1 gew.% bedragen en is bij voorkeur 0,01 tot 0,5 gew.%.

Het draadgestel volgens de onderhavige uitvinding wordt vervaardigd volgens een bekende methode uit de legering met de bovenver-10 melde samenstelling. De legeringscomponenten worden bijvoorbeeld toegevoegd in een te voren bepaalde verhouding zoals boven aangegeven en gesmolten. Na afkoelen wordt het gietstuk van de legering geperst tot een dikte van ongeveer 5 cm. Het aldus bewerkte gietstuk van de legering wordt heet gerold tot een dikte van 0,5 cm. Daarna wordt het 15 gloeien, de koude bewerking en dergelijke uitgevoerd ter vervaardiging van een dunne plaat met een dikte van 0,15 tot 0,4 mm. De dunne plaat wordt gestanst ter verkrijging van een draadgestel met een vorm zoals bijvoorbeeld is weergegeven in fig. 1.

Met verwijzing naar fig. 1 blijkt dat het draadgestel 10 20 bestaat uit een hoofdgestel 12, inwendige draden 14 en naar buiten stekende draden 16. Het draadgestel wordt verwarmd in natte waterstof (met een dauwpunt van bijvoorbeeld 25 tot 30 °C) bij een temperatuur van 800 tot 1000 °C en bij voorkeur 900 tot 1000 °C en een zwarte film die chroomoxide bevat, wordt op het oppervlak gevormd. Wanneer de oxidefilm 25 te dik is, kan deze makkelijk worden verwijderd voor het door solderen aanbrengen van de uitwendige geleidingsdraden 13, hetgeen later wordt uitgevoerd. Zodoende heeft de film van het chroomoxide in het algemeen een dikte van ongeveer 0,5 ym of minder.

Het draadgestel met de hierop gevormde film van chroom-30 oxide wordt verbonden met een uit meerdere lagen bestaand gemetalliseerd keramisch substraat 22 op te voren bepaalde plaatsen zoals weergegeven in fig. 2 en wordt afgesloten met glasplaten 24. Daarbij worden de naar buiten stekende draden van het draadgestel 10 en de glasplaten 24 afgesloten met een fritglas zoals frit-natriumhydroxide houdend glas. De 35 uitwendige draden strekken zich naar buiten uit vanaf het geheel via een laag 26 van fritglas.

Hierbij moet worden opgemerkt dat wanneer de draadjes van elke uitwendig stekende draad 16 van het draadgestel worden gebogen zoals 8501183 r · -5- 24669/Vk/ravl weergegeven in fig. 3, zodat deze een krommingsstraal hebben van 1/10 of meer (bijvoorbeeld ongeveer 0,02 mm) van de dikte hiervan, worden voortreffelijke afsluiteigenschappen met het glas verkregen. Anderzijds wordt elke naar buiten uitstekende draad 16 zodanig gebogen, dat hierbij wordt 5 voorkomen dat het fritglas stroomt of een uitsteeksel wordt verkregen waardoor voortreffelijke afsluiteigenschappen met het glas worden verkregen.

Het draadgestel volgens de onderhavige uitvinding heeft een voortreffelijke elektrische geleidbaarheid (geleidbaarheid van 2,0% IACS of meer en bij voorkeur 2,5% IACS of meer), een warmtegeleidbaarheid, 10 bestandheid tegen deformatie en corrosie, bewerkbaarheid met behulp van een machine en afsluiteigenschappen met glas. De bestandheid tegen corrosie kan worden uitgedrukt in een modulus ten aanzien van de longitudinale elasticiteit. Het draadgestel volgens de uitvinding heeft een modulus 2 van de longitudinale elasticiteit van 20.000 kg/mm of meer en in het 2 15 algemeen van 20.000 tot 21.000 kg/mm . Een conventioneel draadgestel vervaardigd uit een legering van Fe-42% Ni-6% Cr heeft een lage modulus van 2 de longitudinale elasticiteit, te weten 16.000 kg/mm . Daarom heeft het conventionele draadgestel de neiging te worden gedeformeerd tijdens het vervaardigen, hetgeen resulteert in een lage bewerkingsopbrengst.

20 De onderhavige uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden.

Een materiaal voor het draadgestel van een weergeefbuis werd bereid zoals weergegeven in de tabel en de geleidbaarheid van de warmte en de elektrische geleidbaarheid en de bewerkbaarheid onder ver-25 hoogde temperatuur werden gemeten. Het gestelmateriaal werd onderworpen aan een pre-oxidatie in een oven met een waterstofatmosfeer met een dauwpunt van ongeveer 30 °C en op een temperatuur van 900 tot 1000 °C gehouden gedurende 30 tot 50 minuten. Daarna werd de bestandheid tegen corrosie en de afsluiteigenschappen met glas gemeten. Een test voor het 30 bepalen van de bestandheid tegen corrosie werd uitgevoerd waarbij elk materiaal voor het gestel werd onderworpen aan een zoutsproeitest gedurende 2 uren en de verkregen resultaten met de respectieve materialen werden vergeleken. De afsluiteigenschappen werden getest waarbij elk materiaal voor het gestel werd onderworpen aan een pre-oxidatie en werd 35 afgesloten met behup van fritglas, waarna het 24 uren werd bewaard en daarna werd het onderzocht om te zien of glasscheuren waren opgetreden.

In tabel A zijn de voorbeelden I-VI samengevat, evenals de

* - A -ï '<* A

- « <.£ · 3 ** -6- 24669/Vk/mvl ter vergelijking dienende voorbeelden 1-3, in welke tabel de samenstellingen van de diverse legeringen zijn aangegeven en in tabel B zijn de eigenschappen samengevat van de legeringen zoals weergegeven in tabel A.

5 TABEL A

component en gehalte (gew.%) zeldzaam

Ni Cr Ti Al aard- Fe element 10--------- voorbeeld I — 18 — — rest voorbeeld II — 18 0,34 — rest 15 voorbeeld III — 18 — 0,21 — rest voorbeeld IV — 18 — — Y 0,02 rest voorbeeld V — 18 0,28 0,11 — rest 20 ------------------------------------------------------------------------------- voorbeeld VI — 18 0,49 0,21 La0,01 res^ vergelijkend 42 6 __ „ — rest voorbeeld 1 vergelijkend n __ __ — rest ° voorbeeld 2 vergelijkend __ 35 __ __ ~ rest voorbeeld 3 i.l' “ ,Λ· 4* 4 Q f ij w' J I f öö -7- 24669/Vk/ravl ΓΊ-^-1-1-1-1 ΓΠ i I I s

ü? ^ ί υ i ό ! o I ή ' 5 I! ^ I I I

2 3 SlSiSISSSlSs^Sfil ! 5® ^l00!60!60!00!'!;;!!®!* * ^ si f δ ί δ ! δ i δ ! S jj f j i § ^ ï s ï s 1 s ! s è ® -° ! 1 s !! ! -π i i " ! ! £ I !!!!!!! ! ό 2 α,* Ϊ 1 ! ! ! 11 ϊ ί ο © ό !!!!!!!!! δ 111 212!2ί^!^!ω!!|!|!| * 5 g m & ! §> ί S ! S j & j & jj & } 00 } Ν g

χ 0 ί. ! ! ! .C

ϊ, > 0 ι ι ι ® §· !!!!!>> ·α §·η§ ; ι ϋ 1 1 δ

a·0*» 1 !! 1 I S

-----1-1-π-1 I I II ι ·£ _ ! ι ι I I II I I 0 .1 I I I ; ! II I ! ι 111 51515151 ·:-12 IIμ 15 ι is 3 lil·111! 5 2 ! ! i I ! !! ! ! a 2 0 « ' ! ι 'j ι I υ g ® 00 I } ' ' f LO ο -Τ-ΤΓ————ι—ι—5—! g* g i <£ ijl!!!!!! δ Ο 0 2 o i ϊ ΐ 1 ί ί !! ! ! «3 ?>S o’ £ £ ! £ ί £ ! £ ί 3 !! S ! Ê i § 2 > J 2 © f 0 Ο I Ο I ο ! ο I Ο I Ο Η Ο } CD C3 Ό 0 § δ II 2 ο ο ο ο Ο Ο Η ο j Ο J ο g* g £ δ·° 3 1 ! ι υ I j ®·° ? 3 ο ! 1 ^ c 1 _~—ί—ί—ί—ί—ί—S—ι—I— °» «j 1::1:::1 || 3§ : : j j 1 ? ί:«: ι - * i ° l l:g!S!s:M::ss!81“ ££ 1= a. Si· »; «f «j s S&ë!!:! § || ι . J ; j N || Ü 0 j Ü 0 I g $ _ii_-j-ΐ-i-1-1—ü—i-!- -h| δ s i i ! ! j ii j i I" , g Ü 1 ! i !! I ! 0ou 0tOCC Μ 00Ι00Ι«1ΐΜΙΙ0ρΐ|ωΐ «)|Μ g 0 «"g-H 3 1 3 1 -5 3 3 3 !! 3 ! N ! N §8 •5c>c SlSlg g aisiiSiSlS Ëï 2d.2S i!<2!2 <2 <2 5!!5!ci§ # 3 S ® 3 § ® * « i « Ï 03 1! °> 1 s Λ δ § ,-ι « x: © m t a > 0X3W.C , 0

Q-. Ü -H ü Ü4J

« Μ K w ! ! i I 1_Ü--!- 3 ----}- I π I I 0 3

I { 1 ! I ii I ι Q 4J

J ι I I ι II I I

I Μ I I I " 1 1 "T

Μ Η I > ι Μ II Ό I Ό I Ό * M μ Η M > l> II C *- I C C\J I C Π H,l II 0 10 I 0 _ "

•n j ό I Ό I Ό I Ό I Ό II ϋ Ό I ^ Ό I ^ fl W

2 IS IS IS iS t r—1 II Ό r-l I ηπ I ΉΗ C

m m 0 0 10 I 0 II -H 0 I -H 0 I -H 0 -H

m I 0 I 0 I 0 I 0 I 0 It rH 0 I i-Ί 0 I *·10 | q ι Γ} ι ο I £, I Ό II 0 *3 I 0 £> I 0 -Q £* g g g g |g it, ii taO ί- I bO ί- I bO Si ® Ο I Ο I Ο I Ο 1 Ο I O ll£«0l£*0IS*0 § Ο I Ο I Ο I Ο I Ο I O II<DOI<DOI<DO O.

> ! > ! > ! > ι > ι >!!>>!>>!>> o

I I I I I If _f_I

/'· Γ: t 1 S 3 W V· —*

Claims (8)

1. Draadgestel vervaardigd uit een legering, met het kenmerk, dat deze 15 tot 30 gew.% chroom bevat en de rest in hoofdzaak ijzer is, 5 naast niet vermijdbare bestanddelen.

2. Draadgestel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de legering ten minste een element bevat gekozen uit de groep bestaande uit 0,1 tot 1,0 gew.% titaan en 0,05 tot 1,5 gew.% aluminium.

3. Draadgestel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de 10 legering 0,001 tot 1 gew.% zeldzame aardelementen bevat.

4. Draadgestel volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de legering 0,001 tot 1 gew.% zeldzaam aardelement bevat.

5. Draadgestel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de elektrische geleidbaarheid niet minder is dan 2,0% IACS.

6. Draadgestel volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de elektrische geleidbaarheid niet minder is dan 2,5% IACS.

7. Draadgestel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de modulus van de longitudinale elasticiteit niet minder is dan 2 20.000 kg/mm . Eindhoven, april 1985

35 G 1 1 8 3