СПОСОБ ЭЛЕКТРОВАКУУМНОЙ ОБРАБОТКИ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ Российский патент 1995 года по МПК H01J9/38 

Изобретение относится к электровакуумным приборам и может быть использовано в производстве электронно-лучевых трубок (ЭЛТ).

Известен способ электровакуумной обработки ЭЛТ, включающий откачку, обезгаживание, активировку катода, отпай, распыление газопоглотителя, высоковольтный прожиг и тренировку трубок [1].

Недостатком этого способа является то, что на тренировку ЭЛТ поступают со сравнительно низким вакуумом, примерно 1˙10^-4 - 1˙10^-5мм рт.ст., что может привести к частичному отравлению и разрушению катода положительными ионами.

Известен также способ электровакуумной обработки ЭЛТ, включающий откачку, обезгаживание, активировку катода, отпай, распыление газопоглотителя, высоковольтный прожиг и тренировку. Повышение вакуума в ЭЛТ достигается за счет включения накала и очистки ускоряющего электрода электрическим током при распылении газопоглотителя [2].

Недостатком данного способа является то, что в процессе очистки при распылении газопоглотителя электронный луч не достигает экрана ЭЛТ и очистка электродов ведется локально, т.е. происходит очистка катода и ускоряющего электрода, причем 70% всей остаточной газовой среды составляют углеводороды (С_nН_m). В дальнейшем в процессе тренировки углеводороды распадаются с непрерывным осаждением атомарного углерода на поверхность катода, поскольку тренировка происходит в триодном режиме (катод + модулятор + ускоряющий электрод). Область ионизации и соответственно разложения C_nH_m составляет примерно 1 см длиной и диаметром 0,6 мм.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ электровакуумной обработки ЭЛТ, включающий откачку, обезгаживание, активировку катода, отпай, распыление газопоглотителя, высоковольтный прожиг и тренировку ЭЛТ с перегревом катода и расфокусировкой электронного пятна. Этот способ выбран нами в качестве прототипа [3].

Недостатком этого способа является то, что создание электронного пятна на экране ЭЛТ производится без подачи напряжения на фокусирующий электрод и без включения развертки электронного луча. При этом только незначительная часть электронного тока достигает экрана в виде расфокусированного неподвижного пятна, что не создает условий для быстрого разложения углеводородов и роста вакуума перед тренировкой прибора.

Предлагаемый способ электровакуумной обработки ЭЛТ, включающий откачку, обезгаживание, активировку катода, отпай, распыление газопоглотителя, высоковольтный прожиг и тренировку ЭЛТ с перегревом катода и расфокусировкой электронного пятна, согласно изобретению, на начальном этапе тренировки ЭЛТ производят засветку экрана сфокусированным электронным лучом величиной 0,3 I_кmax путем подачи номинальных ускоряющих напряжений в течение времени, определяемого из соотношения
t = K · ln , где К - константа (К = 2,3);
V - объем кинескопа, л;
S - скорость поглощения газов газопоглотителем и внутренними поверхностями оболочки, л/с;
Р₁ и Р₂ - давления остаточных газов в кинескопе до и после засветки экрана, мм рт.ст.

Сопоставительный анализ показывает, что заявленное решение отличается от прототипа тем, что на начальном этапе тренировки производят засветку экрана сфокусированным электронным пучком величиной 0,3 I_кmax путем подачи номинальных ускоряющих напряжений в течение времени, определяемого из соотношения
t = K · ln .

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявленное решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "Существенные отличия". Признак о времени засветки экрана электронным лучом вытекает из соотношения
t = K · ln .

Скорость повышения вакуума зависит от объема прибора V и скорости поглощения ионизированных газов газопоглотителем и внутренними поверхностями колбы S. Это существенный признак.

Признак о величине тока луча 0,3 I_кmax во время засветки экрана выбран исходя из необходимости создания условий режима работы ЭЛТ близкого к рабочему. Величина тока луча 0,3 I_кmax несколько превышает рабочий ток ЭЛТ, что ускоряет процесс разложения углеводородов и повышение вакуума. Ток I_кmax - это максимальный ток катода, когда на модулятор по отношению к катоду подается нулевой потенциал, а на ускоряющие электроды подают номинальные напряжения. Это также существенный признак.

Учитывая, что после распыления газопоглотителя определяющим компонентом остаточной газовой среды прибора являются углеводороды (свыше 70%), после засветки экрана ЭЛТ электронным лучом и подачи повышенного напряжения накала происходит бурное разложение углеводородов на газообразный водород, который поглощается газопоглотителем, и атомарный углерод, который оседает на внутренние поверхности прибора (например, для метана:
CH₄ -> C + 2H₂).

Предлагаемый способ обеспечивает при растровой засветке экрана ЭЛТ перед тренировкой быстрое разложение углеводородов C_nH_m и осаждение углерода на внутреннюю поверхность конуса и экрана прибора, а не на катод, как это имеет место в триодном режиме.

Применение предлагаемого способа электровакуумной обработки позволяет повысить вакуум в приборе примерно на порядок и тем самым достичь высоких и стабильных эмиссионных характеристик катода в процессе тренировки ЭЛТ.

П р и м е р. Опробование способа электровакуумной обработки проводилось на кинескопах 16ЛК8Б. В процессе электровакуумной обработки в откачанных кинескопах после обезгаживания покрытий, активировки катода, отпая и распыления газопоглотителя на начальном этапе тренировки на подогреватель катода подается напряжение, равное 1,3-1,4 U_нном., и производится засветка экрана сфокусированным электронным пучком величиной 30 мкА в течение 20с. Экспериментальным образом установлено, что величина t = 20 с является достаточной для повышения вакуума тренировкой более чем на порядок. Величина S определяется из экспериментальных данных, исходя из скорости падения давления остаточных газов dP/dt. В нашем случае S = 0,28 л/с, а объем кинескопа 16ЛК8Б равен 0,85 л. Соответственно время засветки будет равно:
t = K · ln = 2,3 × ln = 6,08·3,0 = 20,9 c .

Значения Р₁ и Р₂ взяты из таблицы.

В таблице приведены значения давления остаточных газов в текущих и пробных приборах.

Как видно из данных таблицы, давление остаточных газов в пробных приборах перед тренировкой на порядок ниже, чем в текущих. Соответственно в этих приборах ниже давление остаточных газов после тренировки и выше эмиссионные параметры оксидного катода.

Использование предлагаемого способа электровакуумной обработки ЭЛТ обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:
- улучшение эмиссионных и вакуумных характеристик;
- повышение долговечности ЭЛТ;
- повышение выхода годных ЭЛТ.

Использование: в электронных вакуумных приборах при электровакуумной обработке электронно-лучевых трубок (ЭЛТ). Сущность изобретения: при электровакуумной обработке ЭЛТ откачивают, обезгаживают, активируют катод и отпаивают. Затем распыляют газопоглотитель, производят высоковольтный прожиг и тренируют ЭЛТ с перегревом катода и расфокусировкой электронного пятна. На начальном этапе тренировки производят засветку экрана сфокусированным электронным пучком величиной путем подачи номинальных ускоряющих напряжений. Время засветки экрана определяется из соотношения, указанного в формуле. 1 табл.

СПОСОБ ЭЛЕКТРОВАКУУМНОЙ ОБРАБОТКИ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ, включающий откачку, обезгаживание, активировку катода, отпай, распыление газопоглотителя, высоковольтный прожиг и тренировку с перегревом катода и расфокусировкой электронного пятна, отличающийся тем, что на начальном этапе тренировки производят засветку экрана сфокусированным электронным лучом величиной путем подачи номинальных ускоряющих напряжений в течение времени t, определяемого из соотношения

где K - константа (K = 2,3);
V - объем кинескопа, л;
S - скорость поглощения газов газопоглотителем и внутренними поверхностями оболочки кинескопа, л/с;
P₁ и P₂ - давление остаточных газов в кинескопе до и после засветки экрана, мм.рт.ст.,
- максимальный ток катода при нулевом потенциале на модуляторе, А.