[发明专利]阴极射线管面板玻璃

说明书

本领域涉及用于阴极射线管、尤其是彩色电视显像管的面板玻璃的组合物。

用于电视图像管类型的阴极射线管的面板由具有一组（amatrix）物理特性的透明玻璃制成，该物理特性受制造阴极射线管的工艺过程所规定。该玻璃也必须具有高度的X射线吸收率和阻止由于受到高速电子轰击的X射线辐照而引起的变色（该领域术语为“致黑”）现象。

随着电视显像管制造商提高了加在极上的电压，人们更加关切所述X射线吸收性能。当阳极电压上升时，来自阴极的电子束速度进一步提高。该电子束轰击并穿透铝膜、荧光屏和管子面板而发射X射线。可以想像，所加电压愈高则面板玻璃对X射线吸收要求愈高。因此，以往玻璃对波长为0.6埃（）的X射线吸收系数为26cm^-1就认为十分满意，而现在认定该系数在0.6埃时应上升到至少为28cm^-1。

近些年，商用电视管有使用越来越高阳极电压的趋势。事实上，现在一些管子使用电压达40KV或更高。当该电压增加时，X射线的短波端下降。如，对于30kv的短波限是0.41埃;对于40kv则该短波限是0.31埃。于是，目前需要使吸收率在0.3埃时尽可能地高，同时仍然维持对于0.6埃的线性吸收系数（μ）为28cm^-1的最低工业标准。对于0.3埃的线性吸收系数需至少为8.5cm^-1。

虽然利用氧化铅吸收X射线是本技术领域众所周知的，玻璃中存在氧化铅当它遭到电子轰击时会使玻璃形成永久性的“致黑”。德杰尔（De Gier）等人在美国专利No.2477，329中论述到：由电子轰击产生的玻璃致黑现象，可通过从玻璃组成成分中排除容易还原的氧化物、尤其是氧化铅等而使之基本上避免。该专利也注意到：这种由X射线使玻璃变色能通过在玻璃成分中包含CeO₂使之减少。

美国专利No.3，464，932（Connelly等）讨论了获得具有高X射线吸收系数玻璃的替换手段。该专利评论到：某种玻璃具有的最终值将由该玻璃组成的各成分的各质量吸收系数的组合产生。因此，要保证玻璃具有所需要的高X射线吸收系数，则要求使用各种具有高吸收系数的成分。该专利特别论述了SrO和BaO对波长范围0.35-0.77埃之间的X射线吸收的有关特征。

然而，如上所示，除了提供X射线吸收和阻止因X射线和高速电子的碰撞而引起的变色外，面板玻璃也必质满足一组如下所示宽范围的物理特性。

第一，该玻璃必须具有97-100×10^-7/℃的线性热膨胀系数（25°-300℃）;

第二，该玻璃必须具有不低于约500℃的退火点（annealing  point），和具有不低于约455℃的应变（strain）点;

第三，该玻璃必须具有250℃时大于9和350℃时大于7的电阻率（log  R）;

第四，该玻璃在液态温度下必须具有至少为100，000泊的粘度（10，000Pa.s）。

近年，玻璃制造商已遇到了愈来愈多的对使用会污染环境的材料的限制。如，含有氟化物的材料经常用作附加的熔剂以改进玻璃的熔化能力。砷也被习惯用于排除玻璃熔化过程中出现的气泡。遗憾的是，成批熔化过程中氟和砷的挥发产生了大气污染问题。因此，玻璃制造商已开始排除应用含有砷和氟化物的材料作为原料。

本上不含铅、砷和氟的制造电视显像管的玻璃组合物已投放商业市场。为了保持必要的X射线吸收水平，二氧化锆常用来代替铅掺入到这些玻璃组合物中，

不幸的是，这些含有二氧化锆的玻璃非常难于熔化，除掉氧化铅和氟则阻碍了熔化速度。不用氧化砷减低了澄清速度，于是需要更长的时间才能使玻璃不含气态夹附物。锆石（氧化锆的原料）的溶解也慢。这会在玻璃中产生不溶化的原料及增加气态夹附物的数量。

结果是，为了获得高质量的玻璃，就必须增加玻璃的熔化温度或增加在熔化温度下的保持时间。这两个方法的任一个都会减少给定时间的玻璃产量。可想像到，这两个方法都会增加玻璃的总生产成本。

本发明主要目的在于提供具有特别适用于生产彩色电视显像管的阴极射线管面板性能的一族玻璃。

本发明的进一步目的在于所提供的玻璃具有在0.6埃上至少为28cm^-1和在0.3埃上至少为8.5cm^-1的X射线吸收系数，且能防止因高速电子碰撞引起的“致黑”。

本发明的另一目的是提供容易熔化可高速生产基本上不含杂物的玻璃。