專利名稱：提高陰極射線管純平玻屏安全性能的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于陰極射線管玻殼生產領域，特別涉及到提高陰極射線管純平玻屏安全性能的方法。
背景技術：
用于陰極射線管的玻殼包括三部分。第一部分是玻屏，它用作顯示圖像用的熒光屏(Screen)，該屏又包括前方的屏平面和側面的裙部分，第二部分是防止X射線向外輻射用的錐體部分(Funnel)，第三部分是安裝電子槍的管頸部分(Neck)。屏和錐用低熔點玻璃(Frit)在450℃封接在一起。
防爆帶加在屏的裙部周圍，其作用是防止真空管因受外界沖擊破裂后玻璃四出濺射而傷人。
抽成真空后的陰極射線管，其外側受大氣壓力的作用而發(fā)生微小的形變，在屏面向裙部過渡處(簡稱R部)形變最大，此處為該管的薄弱環(huán)節(jié)。在抽真空即排氣的過程中，要將玻殼加熱到400℃以上，在加熱、降溫過程中玻殼受到暫時熱應力的作用，此熱應力與大氣壓力疊加后使得排氣成為陰極射線管生產中玻殼損耗相當大的一個工序。顯像管用玻殼采用平面化設計以后，為了不降低其安全指標，通常都在玻殼顯示屏平面R部的內側，進行加厚補償。而補償過多，玻屏成型難度加大，又會使玻屏有效面和邊緣位置的光透射比相差太大，影響成像質量。在已有技術中，已對此類問題作過較多描述。如1998年5月13日公開的旭硝子株式會社申請的專利號為97121286.4的發(fā)明專利″陰極射線管的玻璃真空管殼″，它考慮到因真空應力引起的疲勞破裂，熒光屏部分應具有某一曲率半徑和壁厚，以減少真空引力，通常將屏的裙部制作得較厚，屏整體并不一同加厚。近年來為了圖象清晰度問題提出不對稱地形成熒光屏部分曲率半徑，獲得最大真空張應力的范圍，而不必要求屏部分的厚度增加許多，在該專利中，以29”屏為例，通過物理強化方式，至少在屏板一個外側部分產生壓應力，通過規(guī)定過渡R部分所述區(qū)域的曲率半徑與壁厚間的關系，減少真空張應力。然而，該已知技術中只做了數值分析，并沒有指出獲得上述狀態(tài)的方法步驟。在另一篇已有技術，1998年2月公開的旭硝子株式會社的專利申請“陰極射線管的玻璃屏面”，專利號為98105299.1，它給出了一個基本上平坦的熒光部分，用于陰極射線管的玻璃屏，屏中央部分和周邊部分之間厚度差較小，通過物理強化提高玻璃屏面強度，且基本上不增加重量，但這篇專利與前篇同樣沒有給出解決問題的技術方案，僅停留在分析及表明其結果上。而本公司積十數年在陰極射線顯象管和顯示管用的玻殼行業(yè)中的生產實踐的豐富經驗，充分地分析了玻屏玻錐各部分應力分布及獲得減少應力的處理方法，從而總結出本發(fā)明“提高陰極射線管純平玻屏安全性能的方法”本發(fā)明要解決的技術問題是不增加或少增加厚度補償，又不降低彩管的安全特性。

發(fā)明內容
本發(fā)明需要解決的技術問題，是要在減少玻屏顯示面內側向裙部過渡處進行厚度補償的已知技術基礎上，通過具體工序操作，改變玻屏的應力分布，用物理強化的方法來提高純平屏玻殼的安全性能，關鍵是對玻屏進行高應力處理。本發(fā)明的目的是采用以下的技術方案來完成的，提高陰極射線管純平玻屏安全性能的方法，包含對玻屏進行高應力處理，其特征在于，壓制成型后的玻屏，在進入退火爐進行高應力處理處理時，主要由加熱、保溫、慢冷及快冷四個階段進行，在整體較低的溫度下進行保溫處理，保溫的溫度范圍應在460℃-530℃。保溫溫度的設置依據產品尺寸、結構形狀、用戶要求而定。一般比通常的退火溫度低20℃～30℃。
對玻屏進行高應力處理后，在玻殼內外表面層預留了較大的壓縮應力，其作用是處于真空狀態(tài)的玻殼受到外部壓力作用后，其內表面中心和邊緣部向裙部過渡的地方，受到張應力作用，而張應力過大是導致陰極射線管爆縮的一個主要原因。預留有較大壓縮應力后，可以抵消部分因玻殼形變產生的張應力。因而，可以提高整管的防爆性能。
屏玻璃料滴自成型溫度約900℃，落入模具中，壓制成型后，玻璃溫度急劇下降到600℃以下，由液態(tài)在幾秒鐘內變成固態(tài)，由于玻璃的導熱系數低，致使從模具取出的屏表面層玻璃和中間層玻璃溫度相差很大，特別是角部，表層和中間層溫差更大，如果不進行退火處理，在自然狀態(tài)下冷卻過程中，屏玻璃會因為殘留的熱應力過大而破裂。因此，必須進行退火處理。
玻屏的退火處理主要由加熱、保溫、慢冷及快冷四個階段進行1.加熱玻屏進入退火爐，將其加熱到一定的溫度。玻璃在受熱時，其表面層受壓應力，內層受張應力。由于玻璃的抗壓強度比其抗張強度高得多，所以加熱速度可以較快。但在加熱過程中要考慮玻屏結構及玻屏各處厚度上的不均勻性、玻璃表面的微裂紋、玻璃缺陷、由溫度梯度所產生的暫時應力、玻璃的抗張強度、退火爐橫向溫度分布的不均勻性等因素，加熱速度控制在合適的范圍內，可在10-50℃/分，否則將發(fā)生玻屏破裂。
2.保溫其目的為了調控玻璃中的永久應力，將玻屏加熱到低于玻璃轉變溫度附近的某一溫度，可在460℃-530℃，進行保溫均熱處理，以消除玻璃各部分的溫度梯度，使得玻屏各部分的溫度分布趨于均勻，并使應力部分松弛，將玻屏內的熱應力控制在所要求的范圍內。由于玻璃粘度較大，應力雖然能夠部分松弛，但不會發(fā)生可測得出的變形。
3.慢冷根據預留應力的大小，來選擇適當的慢冷速度，可在5-10℃/分，其目的是在應變點之上溫度時，調控玻璃表面層和中間層的溫度差，輔助控制預留應力的大小。
4.快冷當玻屏溫度降到應變點以下溫度時，玻璃由粘彈性變成彈性體，在保證玻屏不致因熱應力而破損的前提下，可以盡可能快的速度10-30℃/分進行冷卻。
應力測量和控制，無應力的玻璃是均質體，具有各向同性的性質。光通過這樣的玻璃，其各方向上速度相同，折射率也相同，不產生雙折射現(xiàn)象。當玻璃中存在應力時，受力部位玻璃的密度發(fā)生變化，玻璃就成為光學上的各向異性體。利用有應力玻璃的雙折射現(xiàn)象通過測量光程差的辦法間接測量應力的大小。光程差可用偏光儀測定。用玻璃單位厚度上光程差來直接表示，其單位為nm/cm。
應力計算公式R＝θλ/(180d)θ為旋轉角度，單位度；λ為光程差單位nm；d為被測樣品厚度單位cm。
玻屏應力檢測部位可以選擇有效面、角部、裙部及封接面?？梢詼y量有效面表面應力、斷面應力、角部殘留應力和封接面殘留應力，在成型工藝條件確定后，各部分應力具有相應的量的關系。依據玻屏尺寸和用戶要求及檢測手段、檢測時效，我們選擇了封接面為檢測部位，通過控制封接面殘留應力的大小作為日常檢測、監(jiān)控手段。封接面應力可以及時檢測，及時發(fā)現(xiàn)應力的異常波動，做到及時反饋、及時對策。所述封接面各邊的壓縮應力控制范圍為150-500nm/cm。隨品種的差異選擇具體的監(jiān)控數值。本發(fā)明的有益效果是在生產工序上對玻屏進行高應力處理后，使玻殼內外表面層預留了較大的壓縮應力，可抵消玻屏上所產生的張應力，提高陰極射線管純平屏的安全性，同時在不必要求增加屏厚度的情況下，可使屏面平坦，獲取清晰圖象。


圖1為純平屏面玻殼受力示意圖；圖2為非純平屏面玻殼受力示意圖；圖3為屏錐封接示意圖。
具體實施例方式
參照圖1表示純平屏平面玻殼受力示意圖，其中玻屏為1，它在各狀態(tài)下的應力情況如下表所示


表中所述強度指耐水壓強度，方法是將玻屏和玻錐用低熔點玻璃粉于封接爐內在460℃保溫50分鐘，然后冷卻到室溫。再放入壓力容器內，注入水，用連通管通過管徑處與外界相連，使管殼內保持1大氣壓。在管殼外施加壓力，玻殼破裂時的壓力即為耐水壓強度。S/E應力是指玻屏封接面出的殘留綜合壓縮應力。
參照圖2表示非純平屏面的受力示意圖，玻屏為1’，圖3為屏錐封接示意圖，其中2為封接面，3為玻錐，4為管頸，它們構成陰極射線管完整的玻殼。
權利要求
1.一種提高陰極射線管純平玻屏安全性能的方法，包含對玻屏進行高應力處理，其特征在于，壓制成型后的玻屏，在進入退火爐進行處理時，主要由加熱、保溫、慢冷及快冷四個階段進行，在整體較低的溫度下進行保溫處理，保溫的溫度范圍應在460℃-530℃。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述退火處理中的加熱，其速度控制范圍為10-50℃/分；所述退火中的保溫，其保溫范圍為460℃-530℃；所述退火中的慢冷，其慢冷速度范圍為5-10℃/分；所述退火中的快冷，其快冷速度范圍為10-30℃/分。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述封接面各邊的壓縮應力控制范圍為100-500nm/cm，隨品種的差異選擇具體的監(jiān)控數值。
全文摘要
提高陰極射線管純平玻屏安全性能的方法，屬于陰極射線管玻殼生產領域，對玻屏進行高應力處理，壓制成型后的玻屏，在進入退火爐進行處理時，主要由加熱、保溫、慢冷及快冷四個階段進行，在整體較低的溫度下進行保溫處理，保溫的溫度范圍應在460℃－530℃。在生產工序上對玻屏進行高應力處理后，使玻殼內外表面層預留了較大的壓縮應力，可抵消玻屏上所產生的張應力，提高陰極射線管純平屏的安全性，同時在不必要求增加屏厚度的情況下，可使屏面平坦，獲取清晰圖象。
文檔編號C03B25/00GK1539770SQ200310103380
公開日2004年10月27日 申請日期2003年10月29日 優(yōu)先權日2003年10月29日
發(fā)明者李留恩, 賈偉, 侯四洲, 馬江順, 李保安, 王培堂 申請人:河南安彩高科股份有限公司