闪蒸器皿 本发明涉及用于蒸发金属特别是铝的闪蒸器皿。更具体地讲，本发明涉及在一个有限区域例如射线投射管(Projection RayTube)(“PRT”)颈部内用于蒸发源金属铝的电阻加热闪蒸器皿。
目前，铝金属均在大型屏幕投射系统的内表面上进行闪蒸。更确切地讲，是在一个“PRT”射线投射管的内表面上闪蒸，在该管内，使用钨丝将影像投射到屏幕的对面。钨丝的敞开端上放置一个铝丸。PRT位于钨丝之上，且在铝蒸发(Alumination)之前，将其真空密封。然后加热钨丝，使铝丸热至发出闪光。射线投射管上有一个直径非常小的颈部，一般限制在约24mm以下。因为颈部的尺寸如此地小，以致其他已知型式电阻加热闪器蒸包括电阻加热闪蒸器皿或有时称作“闪蒸器蒸发舟”的目前均不能取代钨丝。
通常的闪蒸器皿或蒸发舟是一个由金属间复合材料例如二硼化钛和氮化硼或一种二硼化钛、氮化硼和氧化铝的复合物制成的构件。另外，此构件亦可用石墨体制成。通常的闪蒸器皿的几何形状最好为矩形，其中加工出一个凹坑，以便接纳准备蒸发的金属填料。一般闪蒸器皿置于邻近被涂复物体表面的真空室内，并通过一个夹子将其相反的端头和外界电源连接。金属填料闪光要求和夹子地接触良好，而且同样重要的是蒸发器皿内产生的电流密度必须大到足以形成跨越凹坑的足够热的区域，如此方能将凹坑内的金属填料升高到它蒸发的温度。
由于和射线投射管结合使用，闪蒸器皿的尺寸大小必须使其能够放入PRT管开放颈部的里面，并且有足够的电流密度使金属填料闪光。此外，闪蒸器皿的形状必须设计得让金属丸能在一条装配线的基础上自动地进入器皿内，从而使同一个闪蒸器可以重复而可靠地使用。
本发明的蒸发皿能使金属填料在一个例如直径和射线投射管的开放颈部尺寸相应仅24mm的极窄区域内重复闪光，而且通过一个夹子极易和外界电源连接。本发明蒸发皿的设计是将其置入一个射线投射管的开放颈部内，通过闪光在其内部表面上沉淀出均匀的一层铝。
按照本发明的优先实施例，蒸发器的具有大致马蹄形几何构形，它有相反的侧边和一个上部。上部有一个凹入的坑，用以接纳金属填料，还有两条从器皿的相反侧边向下伸展的腿。每条腿最靠近凹坑处的横截面尺寸要大大小于每条腿从该处后缩的这部分的横截面尺寸。每条悬腿靠近凹坑处的横截面尺寸最好小于每条腿从该处沿长度方向后缩相当一段距离的这部分的横截面尺寸，该段距离至少应从凹坑下面直至每条腿上用以将器皿和外界电源连接的孔的位置为止。
本发明的其他优点在参看附图读了下述发明的详细说明后将更明显。附图包括：
图1为本发明蒸发舟的横截面视图；
图2为图1蒸发舟的俯视图；和
图3为图1蒸发舟的侧视图。
通常的电阻式蒸发舟或皿一般呈矩形，在尺寸上比较长且窄。它有一个在表面之一上加工出来的凹坑或凹槽。该凹坑可为任何要求的几何形状，用于保持任何最好呈球丸形的例如铝的合适金属填料。蒸发舟的相反端头通过一个夹子和外界电源连接。按照器皿的尺寸及其电阻率，器皿将提供一条阻抗电路。器皿必须加热到足以使凹坑中的金属填料产生闪光的温度。如欲使器皿小型化到能装入一个狭窄的区域，那末器皿的尺寸便变成为了提供足以引起闪光的电流密度的重大设计难题。
本发明蒸发皿的设计克服了先有技术器皿外形设计上的难题。这种器皿将要装入一个极小或极狭窄的区域，例如射线投射管的开放颈部，颈部的直径尺寸按目前制造情况只有24mm。图1～3所示蒸发皿10由一任何合适陶瓷材料的整体构成。这种材料最好是类如二硼化钛和氮化硼的金属间二元复合物或者如二硼化钛、氮化硼和氮化铝的三元复合物。另外，器皿10可以由石黑构成，也可以在外面复盖一层热解氮化硼的沉淀物。形成氮化硼热解复盖层的过程很平常。简言之，将适当比例的氨蒸气和气态卤化硼导入装有被镀器皿10的加热反应炉内。炉子在1800～2200℃的可控温度下保持。
器皿10的形状似马蹄形，其有上部12和两条悬腿，分别为14和15。腿14和15从上部12的相反两端头16和17向下伸展，并在其间形成一个开口缝18。上部12上含有一个凹坑19，最好是用切削方法在皿10上部12上加工出的一个任何适当深度的凹槽。凹坑19可为任何要求的形状，其尺寸亦可视需要而改变，为的是起一个合适金属填料(未示出)闪光容器的作用。金属填料可为任何的金属材料或合金，最好从包括铝、铜、锡、银等一类中选取。上部12和凹坑19的形状和例如美国专利No.5,239,612中的通用闪蒸器皿相同，该专利的发明已列为本专利的参考文献。
悬腿14和15的横截面尺寸最好均匀一致，但是21和22部分除外，该部分的横截面尺寸必须小于每条腿14和15沿其长度方向至少到达腿14和15上相应的上面孔25为止一段上任何部分的横截面尺寸。每条腿14和15上至少应有一个孔25，但最好有两个孔25，用于将器皿10和外界电源(未示出)连接，同时最好通过一个组合夹紧螺钉(未示出)。所有孔25的尺寸可以相同，而且在将器皿10和常用PRT的夹头组合件连接前，先将例如热解氮化硼的绝缘体包复层(如果有的话)下面的复合材料或石墨暴露出来。外界电源(未示出)将合适的电压跨加在上部12上，更确切地说是跨加在凹坑19上，以便使金属填料闪光。由于减小每一部分21和22的横截面尺寸，在上部12上的凹坑19和开口缝18之间便形成一个较大的开口区域23。区域23的横截面宽度应和凹坑19的宽度尺寸大致相等或稍小。
按照本发明，发现对于一个尺寸小型化的皿，20和21部分的尺寸对于器皿10的性能起关键作用，同时对于在器皿10上部中产生足够的电流密度和足够长的炽热区以便使凹坑19内的金属填料闪光也至关重要。每个部分21和22的横截面尺寸和每条腿14和15沿从开口区23到上面孔25的长度L上测得的横截面尺寸之比将取决于器皿10的尺寸，器皿10的材料和凹坑19内金属填料的成份。因此21和22部分的尺寸和每条腿14和15的横截面尺寸的相对关系可以变化很大。图1～3所示器皿10的尺寸必须足够地小，方能将其和铝金属填料一起塞入射线投射管的一般为24mm的开放颈部。如此用途的优先尺寸是：宽16mm，深6mm和全长(包括腿长)40mm。长度L为8mm，每条腿14和15的宽度为7mm，缝18的宽度为2mm，开口区23的宽度为10mm，开口区23的横截面积为40mm2。凹坑19的宽度为12mm。蒸发皿10的材料最好为二硼化钛、氮化硼和氮化铝的陶瓷复合材料。21和22部分上减小的横截面尺寸和位于区21和22之下沿长度L的每条腿14和15横截面尺寸之比应大致为1∶3或更大一些，以便产生足够的电流密度。