(54) ГЕТТЕРНОЕ УСТРОЙСТВО тепла, иаходятуюси в тепловой близости к кольцу, и второй материал, выделяющий ; газ во время последнего периода испареI ния геттерного металла. I В првдложенньгх устройствах может быть использован любой испаряемый геттерный металл, например щелочные или щелочно-земельиые металлы: ка;тьций, , стронций и . Предпочт)ггелен в качестве геттерного металла барий, обла- дающий известлымп благоприятными ларак(теристиками. погдошапия, Геттерный металл может быть иг71ользпваи в отдельности, однако прецпочтительно eix) исполы ование в виде геттериосо сплава, сопоржа- щего геттерный метплл и од1ш (или более) менее реактивный металл. Такие г плавы слабее реагируют с воэд5хом и более удобны в обрашении. Предпочтительным геттерным сплавом является сплав бария с алюминием, обычно в весовых протюрш1ях от 10:1 до 10:2О, и особенно двухкомпонент ные сплавы, содержащие 50-56% бария, остальное-алюминий, Геттерные металлы и геттерчые сплавы могут использоваться отдельно или в смеси с другими веществами. При использова НИИ только геттерных металлов и сплавов получают так называемые эндотермические геттерные устройства. Эти устройства под вергаются индукционному нагреву для образования тепла, необходимого для испарения геттерюго металла. Предпочтительнее использование геттерного сплава в смеси с никелем для образования экзотермичес- tioro геттер1ого устройства , в котором часть тепла для испарения геттерного металла поступает от экзотермической реакции между никелем и сплавом бария с алю минием. Кольцо из индукционно нагреваемого материала чожет иметь различнукт ге ометрическую форму при сохранении его за кнутости, на1фим Ф круглто. В качество гааовыделяющего материаля .Ыожет быгь использован любой маториял, выделяющий Гпз. Дшшко предпочтения за- служнвак т такие вьщеляющие газ мптери- алы, которые устойчивы до темпе{ атур mv ря1дка 400С, благодаря чему пни oгyт нагреваться совм м7тно с другими частями устройства ЭЛТ, что об/егчасгг деГа.:адшпо. Другими предпочтительными выделяющими газ матепиялами являются те, которые устойчивы на Еюздухе, т,е, они не разлагают ся и не воспринимают нежелательно боль шие количества газа из атмосферы. Выделяющий газ материал должен быть таким, чтобы газ выделялся в требуемых условиях, при этом предпочтительны активные газы. Активным газом является тот .газ, который поглощается используемым геттерным металлом, например окись угле рода, кислород, водород и азот. Наиболее употребительны водород и аэот: водород вследствие его положительного воздействия на активность катода, а лзот вследствие его относительно массы, что позволяет применять его в сравнительно малых количествах для э(|фект1тного регулированкп распределения клейки еттера. Чаше всего спользуют азот, В качестве материалов, выделяющих газ, можно назвать карбонат бприя, гидриды и нитриды металлов, например нитрид бария, rfmpim бария, гидрид пггана и нитрид железа (Fe. N). Нитрид жолегяа предпочитается благодаря его усто{1чипости-: на воздухе и его темчературе разложения, которая выше температуры дегазации и ниже температуры испарения бария. Кроме того, О содержит азот, т.е. один из предпочтительных газов. Хотя газовыделяюпше материалы могут комбинироваться в устройстве любым подходящим образом, предпочтительной является смесь первого газовыделяющего териала с испаряемь1М геттерным металлом, причем эта смесь помещается в уст- . ройстве в тепловой близости к кольцу. Это означает, что смесь помещается достаточно близко к кольцу и Предпочтительно в контакте с ним, нюледствие чего возника- . ющий в кольце ток индукции нагревает крль. цо и теплота переносится в смесь, вызывая сначала выделение газа кз газовыделяющего материала, а затем испарение гет терного металла с дальнейщйм высвобождением газа. Материал, выделяющий газ, и геттерный металл могут иметь любой физический вид, но обычно они гранулированы и взаимно сжаты для образования прилипающей массы, Газовыделяющий Материал берут в таком количестве, при котором ои выделяет газ и влияет на распределение плбнки геттерного металла, а, в случае активного газа, не насыщает геттерный металл, Газовыделяющий материал может быть подмещан к геттерному металлу в пропорциях по весу от О,5:1ОО до 5О:1ОО и предпочтительно от 1:100 до 1О:100. Газовыделяющий материал обычно имеется в абсолютных количествах, достаточных для создания давления от 510 5-10 торр, предпочтительно от 10 до SlO торр. В соответствии с изобретением, предумотрен второй Газовыделяющий материал, лужащий для выделения газа во время оследнего периода испарения геттерного еталла. Для этого второй газовыделяк ий материал располагают в месте, более удаленном от кольца, чем первый, чтобы он нагревался лишь после того, как на- грето кольцо; поэтому газ выделяется этим источником во время последнего пе риода испарения геттерного металла. Второй выделяющий газ материал может применяться в самых различных количествах, лишь бы весь газ, выделенный совместно первым и вторым источниками, не затрати слишком большую долю производительности пленки металлического геттера. Обычно от ношение газа, выделенного вторым источником, к газу, выделе шому первым источником, составляет по объему от 1:10 до 10:1. На фиг, 1 показано предложенное геттерное устройство; иа фиг, 2 то же, раз рез по А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - модифиш рованное геттерное устройство, вид в плане;; на фиг, 4 - то же, разрез по Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 и 6 -.модифицированное геттерное устройство, вид в плане и разрез по Ei-B; на фиг, 7 - модифицированное геттерное устройство, аналогичное показанному на фиг, 5 и 6; на фиг. 8 и 9 - част1Аный разрез электронно-лучевой трубки с модификациями геттерного устройства; на фиг, 10 - график давления в электронно-лучевой трубке и выхода бария как функция вр мени в известном геттерном устройстве; на фиг, 11 - график, аналогичный графику на фиг, 10, но характеризующий предложенное геттерное устройство; на фиг, 12 - график, иллюстрирующий скорость поглощения как функцию количества поглощаемой окиси углерода для предложенного . геттер ного устройства. Предложешюе геттерное устройству (см .фиг, 1, 2) содержит кольцо Г и спрессрван - ную гранулированн то смесь 2 из сплава бария с алюминием, никеля и нитрида железа, которая соприкасается с кольцом, К кольцу прикреплен шиток 3 в форме диска из теплопроводящего материала, Шиток перекрывает поверхность, замкнутзто кольцом Щиток имеет коаксиальную выемку 4, в ко торой помещается газовыделшощий материал 5. Кольцо 1 выполнено с выступающим вве сегментам 6 и горизонтальным сегментом 7, С помощью нескольких лапок 8 к кольцу прикреплено теплоизолирующее основани 9, Геттерное устройство снабжено лепестком 1О для облегчения монтажа устройства в ЭЛТ. Для уменьшения переноса тепла между щитком 3 и.основанием 9, щиток, снабжен несколькими выступами 11. Модифицированное геттерное устройство, показанное на фиг. 3 и 4, аналогично опи- санному, но отличается тем, что на щитке 3 помещен коак иально держатель 12 в форме 1шл1шдрической чашечки, в которой находится газовыделяющий матеруал 5, Изстбражешюе на фиг. 5 и 6 другое модифишгоованчое геттерное устройство ctvдержит кольцо 1 из материала, нагреваемого инд тсционно, В кольце заключен испаряемый геттерный металл 13:. К кольцу Прикреплен выступающий из него поддерживающий элемент 14, верхняя часть которого отогнзпа и образует горизонтальный участок 15. К горизонтальному участку прикреплен цишшдрический держатель 12, содержащий газовыделяющий материал 5. Показанное на фиг, 7 модифицированное геттерное устройство содержит кольцо 1 из материала, нагреваемого индукционно, В кольце заключена смесь 2 газовыделяющего материала и испаряемого геттерного металла, Устройство- имеет поддерживающий элемент 16 с верхним 17 и нижним 18 горизонтальными участками, -соединенными между собой вертикальным участком 19, Верхний участок 17 прикреплен к кольцу 1 каадм-либо известным способом, например точечной сваркой. К вертикальному участку 19 прикреплен держатель 20, аналогичный держателю 14 на фиг, 6, В дер- жателе находится газов1:деляющий материал. На фиг, 8 представлена частично в разрезе электронно-лучевая трубка 21, содержащая электронный прожектор 22., К. прожек- тору прикреплена гиСкая металлическая лента 23, другой конец которой прикреплен к лепестку 10 геттерного устройства. Лента 23 нагружена пружиной, вследствие ч& го основшше устройства прижимается К стенке трубки 21, Геттерное устройство помещается внутри трубки, которая затем откачивается любым известным способом и запаивается, После этого коакскально с устройством располагается тороидальная катушка 24, и по ее виткам пропускается ток от источника переменного тока высокой частоты, Катушка образует торо1щальное магнитное поле, силовые шшии а и S которого по- казаны на чертеже. Поскольку кольцо гет терного устройства находится почти целиком в торО1шалыгам , оно быстро нагревается. Тепло кольца вместе с теплом, возникающим под действием поля в мате- риале 2 (фиг. 1 и 2), повышает температуру материала нас-голько, что нитрид железа термически разлагается, выделяя азот в трубку и повышая BHyrpefmee дав- ление в ней до 10 - 5-10 торр. При дальнейшей подаче энергии в катушку 24
емпература материала 2 продолжает поышаться, вследствие чего геттерный меалл начинает испаряться и осаждаться а внутренних поверхностях трубки 21. Одако, поокольку выемка 4 (см. фиг. 2), одержащая газовыделяющий материал 5, аходится в зоне более слабого тороидаль-} ногополя, этот материал выделяет свой газ с екоторой задержкой во время последнего периода испарения геттерного металла.
На фиг. 9 представлен способ- крепления геттерных устройств, изображенных на фиг, 5 и 7. Электронно-лучевая трубка 21 содержит электронный прожектор 22, к которому прикреплен суппорт 25, удерживаюший геттерное устройство (фиг. 5 и 6) коаксиально в горловине 26 трубки. На горловш1у трубки надета тороидальная катушка 24, которая таким образом располагается коаксиально с геттерным устройством. Через катушку пропускают ток, создается тороидальное магнитное поле, которюе вызывает сначала термическое разложение газовыделяющего материала и затем выделение газа из газовыделяющего материала, помешенного в держателе 12 (фиг. 6), что происходит несколько позже, так как держатель расположен у периферии тороидального тюля.
Пример 1. Характеризуется газовыделение геттерных устройств типа А, аналогичных геттерному устройству, показанному на фиг. 1 и 2, но не имеющих га- зовыделяющего материала 5, расположенного в ЗЛТ в месте, показанном на фиг. 8. В устройстве Л смесь 2 состоит из 460 мг сплава, содержащего 56% бария, остальное алюминий, 516 к(г(-някеля и 24 MrFejN Через катушку пропускают ток, и геттерное устройство нагревается. Одновременно измеряют давление газа в трубке и количество геттерного металла, барня в данном случае, испарившегося из устройства Л, Эти переменные величины представлены в виде графика на фиг. l6 в функции времени. Как можно видеть из графика, менее половины бария испарилось в присутствии газа. Пример 2. В условиях, аналоги ных по времени и температуре тем, в которых работало геттерное устройство типа А, проверялось устройство типа В, снабженное газовыделяаощим материалом 5. График на фиг. 11 характеризует работу этого устройства. Как можно видеть из графика, в кривой давления газа появляется ВТ срой выброс вследствие выдолелия газа из газовыделяющего материала 5. KJKJме того, 1Угорой период выделения газа соответствует второй половине периода испарения бария.
Пример 3. Этот пример иллкк:тр1Ьрует увеличеннук; скорость поглощения и поглотительную способность предложенных , геттерных устройств.
Геттерное устройство типа С, аналогичное устройству А, но содержащее 48 мг FC. N в смеси с никелем и сплавом бария с алюминием, помещают в ЛТ и подвергают индукционному нагреву для испарения бария. После этого в трубку вводят окись углерода с контрулируемой скоростью, равной скорости, с которой она поглощается пленкой бария. Скорость поглощения ( в смтсек) как функция количества поглощенной (в А-торр) окиси углерода предста&лена графически кривой на фиг. 12. График фиг. 12 построен в полулогарифмическом масштабе.
Процедура повторяется, но устройство С заменяется устройством Д. с тем же обколичеством Fe, W (48 мг), принщимчем 24 мг Fe N
смещаны с никелем и сплавом барияс алюминием, остальные 24мг помещены в выемке 4. По чертежуг. видно, что геттерные устройства, выполненные согласно изобретению (см. кривую S), обладают большей поглотительной способностью для окиси углерода и сохраняют скорость поглощения в течение большего отрезка времени, чем прежние геттерные
устройства - см. кривую а , Например,поглотительная способность бариевой пленки, образованной устройством С (кривая О- ), начинает ослабевать после поглощения приблизительно 3 л - торр СО, в то время
как поглотительная способность устройства Д (кривая S ) сохраняет свою начальную скорость до поглощелия приблизительно 4 л - торр СО. Кроме того, после поглощения 8 л - торр СО пленка устройства;С
) (кривая ct ) поглощает со скоростью лишь 1О , в то время как устройство Д (кривая В ) поглощает со скоростью , т.е. в 7 раз быстрее, хотя оба устройства первоначально содер5 жали одинаковое количество геттерного ме- ,таяла (240 мг бария) и одинаковое коли- .чество газовыделяющего материала (48 мг
(
Единицы измерения см -торр и л-торр
е обоэначают количество газа в кубических
сантиметрах или литрах при давлении 1 торр.
Формула изобретения
1, Геттерное устройство для электрон ной лампы, преим}11;эственно электроннсн. лучевой трубки, содержащее кольцо из ш.дукционно нагреваемого материала, в котором укрсгшон гсттсрный металл, и не-
точник газа, способствующего образованию пленки I eттepJIOгo металла преимуществен но, на стенках эдектронно-лучевой трубки, о т л и ч а ю 1Ц е е с я тем, что, с целью повышения скорости поглощения и сор ционной способности устройства, оно сна& жено источн)ком второго газа, выделяющи газ ас время последнего периода испарени геттерного металла, 2,Устройство по п. 1, отличающееся тем, что источник второго газа содержит газовыделяющий материал, укрепленный в держателе, расположенном в точке, удаленной от кольца настолько, что температура и кольце нарастает быст рее, чем в держателе, 3,Устройство по п, 1, отличающееся тем, что в качестве источника первого газа служит газовыделяющий материал, смешанный с геттерным металлом, 4,Устройство по пп.. 2 и 3, отли чающееся тем, что в качестве газовыдел$пощих материалов использованы м териалы, выдел5йощие активные газы, 5,Устройство по п, 4, отличающееся тем, что в качестве газоны деляющих материалов использованы материалы, выделяющие азот, 6,Устройство поп, 5, отличаю щ е е с я тем, что в качестве газоны- деляюших материалов ж:пользованы мате- | риалы, выделяющий водород, 7.Ус-ройстБо по пп, 5 и в, ..о т я ичающееся тем, что в качестве одного газовыделяющего материала использован материал, выделяющий азот, а в качестве другого газовыделяющегх) материала использован материал, выделяющий водород. 8.Устройство по пп, 2 и 3, отличающееся тем, что мааериал, выделяющий второй газ, расположен в коаксиальной выемке, имеющейся в диске из теплопроводного материала, прикрепленном к кольцу так, что он закрывает охватываемую кольцом поверхность, 9.Устройство по пп, 2 и 3, о т л и -, чающееся тем, что материал, выделяющий второй газ, расположен в держа теле, укрепленном коаксиально с кольцом на диске из теплопроводного материала, прикрепленном к кольцу так, что он закрывает охватываемую кольцом поверхность, Ю, Устройство по пп, 2и 3, отличающееся тем, что материал, выделяющий газ, расположен в держа- теле, прикрепленном к кольцу с помощью поддерживающего элемента, выступающего от него в направлении, параллельном оси кольца.
iJUM //
.
7 7/У / -V 7 /
/.ЛУх// // УУУ ///Х УххУ/у
Фиг. 2
ш
.... . . Л . . . . .
,У, ,., J;, .,..
f / // / f/f/ / / / / // / // / f //// /f //J /// ///////// /f .
Г
Фиг.
Фиг.д
