Электронно-лучевая трубка

 

ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ТРУБКА, содержащая вакуумную оболочку с размещенными в ней электронно-оптической системой, включающей осесимметг 33 9U9.1 рично расположенные катодно-подогревательный узел с оксидным катодом и модулятор, выполненный в виде полого цилиндра, с дном которого контактирует металлический спейсер, вьтолненный в виде полого цилиндра, опирающаяся на катодно-подогревательный узел, и нераспыляемым газопоглотителем , вьшолненным в виде слоя пористого титана, отличающаяся тем, что, с целью увеличения ресурса , газопоглотитель закреплен на цилиндрической поверхности спейсера и вьтолнен с пористостью 59-73%, а в спейсере на участке его контактирования с дном модулятора вьтолнены (Л сквозные отверстия.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1120867 (59 4 Н 01 Л 29/48, 7/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

А0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2.1) 3565029/18-21 (22) 28.01..83 (46) 07.09.86. Бюл. 9 33 (72) Г.О.Давыденко, А.И.Короткий, Н.И.Ковитова, А.И.Нехаев, С.Н.Поливин, В.В.Селютин, В.И.Саламатин, А.И.Сергиенко, В.А.Сорокоумов и В.И.Шиповский (53) 621.3.032.94(088.8) (56) Патент США 11 3552818, кл. 316-11, 1971.

Авторское свидетельство СССР

1l 178911, кл. Н О1 J 29/48, 1963. (54)(57) ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ТРУБКА, содержащая вакуумную оболочку с размещенными в ией электронно-оптической системой, включающей осесимметрично расположенные катодно-подогре-. вательный узел с оксндным катодом и модулятор, выполненный в виде полого цилиндра, с дном которого контактирует металлический спейсер, выполненный в виде полого цилиндра, опирающаяся на катодно-подогревательный узел, и нераспыляемым газопоглотителем, выполненным в виде слоя пористого титана, отличающаяся тем, что, с целью увеличения ресурса, газопоглотитель закреплен на цилиндрической поверхности спейсера и выполнен с пористостью 59-73Х а в спейсере на участке его контактировання с дном модулятора выполнены сквозные отверстия.

1120867 2

Изобретение относится к конструкциям электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) с оксидным катодом, в частности приемнъгх трубок цветного изображения.

ЭЛТ может быть использована для длительного поддержания оптимальной восстановительной атмосферы в вакуумной оболочке трубок, что существенно влияет на их ресурс.

Известна ЭЛТ, в вакуумной оболочке которой размещены теневая маска и электронно-оптическая система с оксидным катодом, а между маской и цилиндром сведения установлен нераспыляемый газопоглотитель, размещенный в кольцевой канавке, выполненной в металлическом конструктивном элементе. В этой конструкции газопоглотитель нагревается с помощью электромагйитного поля, создаваемого автономным источником энергии до температуры, достаточной для выделения из газопоглотителя восстановительного газа — водорода. Выделенный водород сорбируется поверхностью теневой маски в заданном интервале температур с последующей десорбцией его в результате электронной бомбар дировки в процессе работы прибора.

Полученный таким образом в объеме прибора водород участвует в восстановительном процессе на катоде.

Недостатками этой трубки являются отсутствие локализации восстановительной атмосферы в непосредственной близости от катода, необходимость использования автономного источника энергии для нагревания газопоглотителя, неуправляемость процесса десорбции водорода с поверхности маски, поскольку выделенный водород поглощается развитой поверхностью находящегося в приборе газопоглотителя, а также другими элементами конструкции, в результате чего не обеспечивается оптимальное давление внутри оболочки прибора в процессе его эксплуатации.

Все "-то ограничивает практические возможности восстановительной атмосферы, усложняет и удорожает процесс стабилизации однородности эмиссионной поверхности оксидного катода и в итоге снижает ресурс ЭЛТ.

Известна также ЭЛТ, содержащая вакуумную оболочку с размещенными в ней электронно-оптической системой, включающей осесимметрично расположен. ные катодйо-подогревательный узел с

Целью изобретения является увеличение ресурса трубки за счет повьппения эффективности использования га-, зопоглотителя.

Для достижения указанной цели в предлагаемой ЭЛТ, содержащей вакуумную оболочку с размещенными в ней электронно-оптической системой, включающей осесимметрично расположенные катодно-подогревательный узел с ок,сидным катодом и модулятор, выполненный в виде полого цилиндра, с

55 дном которого контактирует металлический спейсер, выполненный в виде полого цилиндра, опирающегося на катодно-подогревательный узел, и нерас;

40 оксидным катодом и модулятор, выполненный в виде полого цилиндра, с дном которого контактирует металлический спейсер, выполненный в виде полого цилиндра, опирающегося на катодно-подогревательный узел, и нераспыляемым газопоглотителем, выполненным в виде слоя пористого титана.

Конструкция такой трубки позволяет обогащать остаточную атмосферу в вакуумной оболочке прибора водородом, выделяющимся при нагревании пористого титана в процессе изготовления прибора, и тем самым стабилизировать активность катода. Однако в данном случае для этих целей необходимо использование автономных источников высокочастотной энергии для разогрева титана, введение дополнительных технологических операций и конструктивных элементов, что усложняет процесс изготовления ЭЛТ и увеличивает энергетические затраты. Другим существенным недостатком известного технического решения является то, что восстановительное активирование происходит неэффективно, поскольку зона выделения восстановительноГо газа не локализована в прикатодной области, а сам процесс обогащения остаточной ат-, мосферы водородом, т.е. поддержание, давления водорода в нрикатодном пространстве постоянным, практически происходит только в период изготовления прибора. При эксплуатации такого прибора титан находится в неразогретом состоянии (не выделяет водород), что не позволяет увели.чить ресурс трубки путем поддержания требуемых эмиссионных свойств оксидного катода в процессе его эксплуатации.

1120867 4 пыляемым газопоглотителем, выполненным в виде слоя пористого титана, газопоглотитель закреплен на цилиндрической поверхности спейсера и выполнен с пористостью 59-73%, а в

5 спейсере на участке его контактирования с дном модулятора выполнены сквозные отверстия.

В ЭЛТ предложенной конструкции пористый титановый газопоглотитель, 1О спеченный с поверхностью спейсера, расположенного вблизи оксидного катода, нагревается за счет энергии, выделяемой катодной гильзой, до

400 С и выше в процессе обработки 15 о катода и до 300 С и выше в процессе эксплуатации прибора, что достаточно для активировки титанового газопоглотителя, откачки образующихся при активировке газов (C0, СО, Н О, 20

СН, Н ) через отверстия в спейсере и обеспечения его работоспособности.

В результате такого нагревания титана происходит частичное поглощение продуктов разложения оксида, обра- 25 зующихся в процессе обработки катода, а также происходит выделение водорода, участвующего в дальнейшем восстанбвлении активного вещества (бария), т.е, в подцержании требуе- gp мой эмиссионной способности оксидного катода. Причем эффективность указанных процессов увеличивается за счет наличия отверстий в спейсере, расположенных в непосредственной близости от оксидного покрытия катода и обеспечивающих перемещение потоков газовой среды.

При указанном постоянстве температуры нагрева титанового газопоглоти- 4о теля обеспечивается постоянство давления водорода в прикатодном пространстве, что обусловлено свойствами титана, заключающимися в уменьшении или увеличении давления водорода в 45 зависимости от температуры, концентрации водорода в титане и парциального давления водорода в системе.

На указанные процессы существенное влияние оказывает также пористость SO титанового газопоглотителя. При этом низкая пористость (ниже 59%) требует высокой температуры активировки и высокой температуры поглощения. Например, при пористости около 35% тем-у пература активировки составит около о

750 С, температура поглощения — окоЭ ло 600 С, а сорбционная емкость уменьшится в 2,5 раза по сравнению с газопоглотителем, пористость которого составляет 59-73%. С другой стороны, использование титана, пористость которого превышает 73% приводит к уменьшению механической прочности газопоглотителя, увеличению стоимости (по данным экспериментальной проверки), что определяет верхнюю границу пористости.

Таким образом, в ЭЛТ имеет место дополнительное восстановление окислов бария как при изготовлении прибо" ра, так и при его эксплуатации за счет образования в прикатодном пространстве постоянной по давлению восстановительной атмосферы. Это приводит к увеличению эксплуатационного ресурса прибора, работающего в режиме, когда его долговечность ограничена прежде всего отравлением активного вещества катода. При этом отсутствует необходимость в использовании дополнительных источников энергии и дополнительных конструктивных элементов.

Кроме того, использование титанового газопоглотителя, пористость которого составляет 59-73%, позволяет снизить температуру активировки и рабочую температуру до значения, совпадающего с температурным режимом катодно-модуляторного узла на стадии изготовления трубки, а также в процессе ее эксплуатации.

На фиг.l показана ЭЛТ, вид сбоку; на фиг.2 — разрез ее катодно-модуляторного узла.

Предлагаемая ЭЛТ содержит вакуум ную оболочку I, в горловине которой размещена электронно-оптическая система, включающая катодно-модуляторный узел 2 и управляющие электроды

3, и экран 4 с люминоформо-мозаичным покрытием 5. Перед экраном размещен рамо-магнитный узел с теневой маской 6, закрепленной на раме 7.

В оболочке размещен также распыпяемый газопоглотитель 8. Катодно-модуляторный узел содержит катодную гильзу 9 с оксидным покрытием 10 подогреватель ll, закрепленный на опорной керамической шайбе 12, фиксируемой держателем 13 и спейсером

14 в модуляторе 15. На цилиндричес" кой поверхности спейсера закреплен нераспыпяеьый газопоглотитель 16, .выполненный из титана с пористостью

1!?0867

59-737, а в теле спейсера 14 на участке его контактирования с дном модулятора 15 выполнены сквозные отверстия 17.

Требуемое расстояние между оксидным покрытием 10 и внутренней поверхностью модулятора 15 задается спейсером 14, изготовленным из металла, смонтированным на одной оси с катод- ной гильзой 9 и опирающимся на кера- 10 мическую шайбу 12 и внутреннюю поверхность модулятора 15. Пористый титановый газопоглотитель 16 может быть изготовлен, например, методом свободной засыпки с последующим спе- 15 канием в вакууме, что позволяет получить пористость газопоглотителя

59-737..

Предлагаемая трубка работает следующим образом. 70

При подключении выводов электронно-оптической системы к источнику гитания с целью обработки оксидного покрытия 10 подогреватель 11 накаляется и нагревает катодную гильзу 9, которая, в свою очередь, нагревает спейсер 14, расположенный в непосредственной близости от катодной гильзы 9, до 400 С и вьппе. Указанный нагревательный процесс длится 30

30-60 мин, в этот период происходит тепловое активирование титанового газопоглотителя 16, который приобретает при этом эксплуатационные свойства. Дальнейший процесс обработки оксидного покрытия 10 происходит в условиях, когда газопоглотитель частично поглощает продукты разложения, образующиеся при обработке оксида, и одновременно выделяет либо погло- 10 щает водород и тем самым обеспечивает регулирование парциального давления водорода в остаточной атмосфере внутренней оболочки 1. При этом водород имеет свободный доступ в прика- .15 тодное пространство через отверстия

17 в спейсере 14. В результате этого в прикатодном пространстве формируется восстановительная атмосфера, активно способствующая образованию 50 чистого бария на поверхности оксидного покрытия 10, что определяет в дальнейшем эмиссионные свойства оксидного катода.

Бо время эксплуатации трубки элек- 55 тронные потоки, которые формируются электронно-оптической системой, создают цветное изображение на экране

4, 11ри этом в результате бомбардировки внутренних элементов кинескопа происходит десорбция соединений, не поглощенных активным слоем распыляемого газопоглотителя 8, что в дальнейшем приводит к отравлению оксида.

Наряду с этим в процессе эксплуатации трубки происходит восстановление активного вещества катода (бария) в условиях, когда титановый газопоглотитель 16 обеспечивает поддержание давления водорода в прикатодном пространстве постоянным. !

Кроме тепловой активировки геттерного вещества в трубке заявляемой конструкции упомянутый процесс может осуществляться также во время откачки, когда выделяющиеся газообразные вещества (СО, СО, Н О, СН, Н ) свободно откачиваются и удаляются из откачиваемого объема, чему в значительной мере способствует наличие отверстий 17 в спейсере 14.

Тепловая активировка титанового газопоглотителя в предлагаемой трубке происходит практически при каждом эксплуатационном цикле, поскольку спейсер 14 с нанесенным на его поверхность слоем пористого титана находится вблизи катодной гильзы 9.

Следовательно, продолжительность влияния эксплуатационных свойств титана на восстановительную атмосферу в ЗЛТ, а точнее — в прикатодном про— странстве, увеличивается. Это значит, что оптимальные параметры восстановительной атмосферы (парциальное давление водорода, температура) могут сохраняться B ксплуатируемой электронной трубке более длительное время, что благоприятно сказывается на сроке службы прибора.

Наряду с этим указанное увеличение срока службы трубки не связано с дополнительными энергетическими затратами (как это имеет место в трубках известных конструкций), необходимыми для тепловой активировки титанового газопоглотителя в процессе эксплуатации, а также не требует введения дополнительных технологических операций при изготовлении трубки, поскольку известный конструктивный элемент — спейсер в данном случае наряду с основной выполняет дополнительную функцию и служит в качестве несущей металлической

1120867

f1 10

1Р

Риг. 2

Редактор С.Титова

Корректор М.Самборская

Техред Л. Сердюкова

Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4845/1

Производственно †полиграфическ предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 основы для закрепления титанового газопоглотителя.

Для количественной оценки указан-. ного положительного эффекта были изготовлены цветные кинескопы предлагаемой конструкции и проведены испытания на долговечность этих приборов.

В качестве базовой ЭЛТ использован кинескоп 61ЛКЗЦ (приемная ЭЛТ цветного телевизионного изображения), гарантийная наработка которого составляет 5000 ч.

По результатам проведенных испытаний ресурс усовершенствованных кинескопов 61ЛКЗЦ увеличился в 1,21,5 раза.

Кроме того, как показала опытная проверка, тепловая обработка оксида в цветных кинескопах типа 61ЛКЗЦ может осуществляться при температуре, 10 которая на 2-10Х ниже обычной, что уменьшает энергетические затраты на изготовление продукции.