一种单色投影管玻壳屏玻璃及其制造方法 【技术领域】
本发明涉及一种单色投影管玻壳屏玻璃，特别是涉及一种具有背投式投影电视所需特性的投影管玻壳屏玻璃。
背景技术
随着显示技术的不断发展和人民生活水平的提高，大屏幕、高清晰度电视将成为新的消费时尚，而背投式投影电视在大屏幕(38-70英寸)电视中占有重要地位，这是因为背投式投影电视具有亮环境下对比度高、画质好、成本低、使用方便等优点，所以越来越受到消费者的青眯。
背投式投影电视是使用红、绿、蓝三种单色投影管通过透镜会聚反射放大到半透明屏幕上成像，所以对投影管玻壳屏玻璃要求很高。首先背投式投影电视投影管需要极高的阳极电压，来激发阴极产生高速电子束轰击屏玻璃，要求该屏玻璃有很强的抗电子灼伤能力，能长时间在高能电子束的运行条件下玻璃不变色，确保投影效果；其次由于背投式投影电视投影管工作电流大，90％以上的电能转化为热能，并且通常为小屏幕(12英寸以下)屏面，因而使其荧光面的温度较其它阴极射线管高许多倍，通常要求温度低于100℃，否则过高(150℃以上)会使荧光材料灼伤，影响发光性能降低其使用寿命，要求屏玻璃具有良好的热传导性能，以利通过液冷或气冷方式冷却荧光面，保证荧光材料的正常工作；第三由于背投式投影电视的投影管屏玻璃与透镜组成光学成像系统，要求该屏玻璃应具有一定的光学性能，高的光透射率并具有相应的折射率和Abbe数，确保投影成像质量；除此之外，还必须考虑屏锥的匹配，因为它们是直接用火和电进行封接，不象CRT玻壳用低熔点玻璃封接。因此，为了保证封接时不产生太大的局部应力而炸裂，要求屏锥玻璃膨胀系数等性能应一致；另外，高能电子束轰击投影管时，会产生大量的X射线，一般的玻璃是不能有效吸收X射线的，为了确保用户的安全，该玻璃必须具有良好的吸收X射线能力，以上技术问题都是制作背投式投影电视用投影管玻壳屏玻璃需要解决的。
【发明内容】
本发明的目的在于：提供一种具有高强抗电子灼伤性能，在高能电子束长时间照射下玻璃不变色；具有良好的热传导性能，保证荧光材料正常工作；其光地透射率、折射率及Abbe数满足设计要求，确保投影成像质量；具有屏锥玻璃膨胀系数一致性，确保不会炸裂；对X射线有良好吸收性能的单色投影管玻壳屏玻璃及其制作方法。
正如背景技术所述，背投式投影电视对其投影管玻壳屏玻璃各种物理性能有很高的要求，必须对同时能满足各物理性能的玻璃组成进行详细研究：避开在高能电子束条件下使玻璃“发黑”或“变色”的成份，选择既能满足有良好的导热性又有很强的X射线吸收能力及折射率较高的相关成分，还需要保证这些成份的加入不使玻璃变色，满足高透射率的要求。
经过研究，SiO2、BaO、SrO、ZnO、K2O、Sb2O3成为首选氧化物，但他们当中的BaO、SrO、ZnO加量过多，除了会造成玻璃容易析晶失透外，高能电子束轰击后还容易发生“变色”-变至浅棕色，发现适当加入ZrO2、CeO2、TiO2对颜色稳定有好处，加量过多又会使玻璃呈“黄色”，并且过多地加入ZrO2还会因熔点高造成玻璃熔制不良，产生“结石”类杂物。根据投影管红、绿、兰三原色选择性吸收所呈现的特定颜色的原理，发现适当加入Pr6O11、La2O3对投影管单色光“纯度”显色有明显的好处。
经过中试发现，单纯靠上述氧化物还不能达到所期望的目的，尤其是膨胀系数，为此加入Li2O、Na2O等成份，但这些碱金属成份的加入，经高能电子束轰击后要发生能级跃迁，导致玻璃结构中的电子填充使得玻璃发生色变。通过反复中试，发现它们的总量必须严格控制，同时还发现适当地加入碱金属成份，对玻璃导热性能的提高有明显的好处。
背投式投影管玻壳屏玻璃要求技术条件高，该玻璃配方一直是世界各玻璃大公司和科研院校攻关的重点，国内外也有不少相关的专利报道，但大多数停留在实验室阶段，而我国还未有一家能规模化地生产满足此要求的玻壳屏玻璃，只能靠进口。通过大量实验申请人发明了一种适于背投式投影管玻壳屏玻璃的配方，并在中试基础上已用于连续化规模生产中，实践证明本发明不仅非常适用于工业化生产，易于玻璃熔制，而且本发明生产出的这种玻壳屏玻璃，其各种性能经检测均能达到或超过目前进口的背投式投影管玻壳屏玻璃性能。
本发明的目的是通过实施下述技术方案来实现的：
一种单色投影管玻壳屏玻璃组合物，其特征在于：包含以下重量百分配比的氧化物
SiO2 50.0-60.0％
BaO 10.0-15.0％
SrO 6.0-9.0％
ZnO 6.0-8.0％
K2O 8.0-10.0％
Sb2O3 0.1-0.5％
ZrO2 1.0-2.5％
CeO2 0.3-0.8％
TiO2 0.1-0.5％
Li2O 0.5-2.0％
Na2O 2.0-4.0％
Al2O3 0-0.4％
Pr6O11 0-50ppm
La2O3 0-100ppm
其中BaO与SrO总量控制在19.0-23.0％，K2O与Na2O总量控制在10.0-13.0％。
该玻壳屏玻璃组合物的制造方法，依序由配料工序，在熔炉中加热、保温、降温工序，模具压制工序，退火炉中退火、保温及冷却工序组成，其特征是：将配合料置入熔炉中加热至1430℃-1550℃，保温8-24小时，降温至970℃-1100℃，模具压制后置入退火炉中，在炉温420℃-550℃时保温1-2小时，再冷却至室温。
本发明的优点在于：这种组合物玻璃具有很强的抗电子灼伤性能，在受到32KV电压下电子束轰击时不会“发黑”或“变色”；具有良好的热传导性，能确保荧光材料的发光率和实用寿命；对X射线有很高的吸收能力，在0.06nm波长的光照下，对X射线的吸收系数至少为35cm-1；光透射性高，在波长为546nm光照下，当玻璃厚度为10.16mm时，其光透射率大于87％；且其光折射率和Abbe数都能满足与之匹配的透镜的要求。
【附图说明】
图1为本发明玻壳屏玻璃制造工艺流程图
图2为本发明各实施例玻壳屏玻璃组份表
图3为本发明各实施例玻壳屏玻璃抗电子灼伤变色试验数据表
图4为本发明各实施例玻壳屏玻璃物理性能测试表
【具体实施方式】
下面结合实施例，进一步阐述本发明的有关内容，但实施例并不限制其保护范围。
实施例1：将附图2中列表的玻璃组成，精确计算后成为玻璃配方，按配方精确称量，再充分均匀混合后，放到坩埚熔炉中，加热到1450℃，保温8小时，然后冷却至1100℃左右，再用手压机模具进行压制，放入炉温约520℃的退火炉中保温1小时，再冷却至室温后取出，即为本发明产品。
该样品具有与实物一样的几何外观尺寸，经研磨、抛光后，切取样品做相关性能的检测，相关结果见附图4中列表内容；将抛光后的屏与锥一起封接后，采用裸管试验法进行抗电子灼伤变色试验，相关结果见附图3中列表内容。
实施例2：按附图2列表中所示组成，计算配方后精确称量，配制好混合料后，放入坩埚熔炉中熔制，工艺条件和测试方法与实施例1相同，结果见附图3和附图4中列表。
实施例3：按附图2列表中所示组成，计算配方后精确称量，配制好混合料后，放入坩埚熔炉中熔制，工艺条件和测试方法与实施例1相同，结果见附图3和附图4中列表。
实施例4：按附图2列表中所示组成，计算配方后精确称量，配制好混合料后，放入坩埚熔炉中熔制，工艺条件和测试方法与实施例1相同，结果见附图3和附图4中列表。