具有较短激发时间的可蒸发的吸气装置 本发明涉及一种具有较短激发时间的可蒸发的吸气装置。
众所周知，可蒸发的吸气材料主要用于维持电视机和计算机显示器的显像管内的真空。在平面显示器内的易挥发的吸气材料的使用正处于发展阶段，也正在研究中。
通常用于显像管中的吸气材料是以薄膜形式沉积在显像管内壁上的金属钡。为了获得这种薄膜，使用在该领域内称为可蒸发吸气装置的装置，这种装置在制造过程中引入显像管内。这些装置包括一个开口的金属容器，内部装有钡和铝的化合物BaAl4粉末，其颗粒尺寸一般为小于约250μm，和镍粉Ni，其颗粒尺寸一般为小于约60μm，重量比为约1∶1。这些装置在现有技术中是公知的，为此可以参见US5118988(与本申请申请人是相同地)。在也称为“闪蒸”的激发过程中，借助显像管本身外部的线圈通过对所说的装置感应加热使钡蒸发；当粉末的温度达到约800℃～850℃之间的温度范围时，发生下列反应：
(1)
该反应是强烈放热的，使粉末的温度提高到约1200℃，此时，发生钡的蒸发并沉积到显像管壁上形成金属膜。
从该装置借助于线圈开始提供功率的时刻开始计时，蒸发该装置内含有的所有的钡所需时间在该领域内定义为术语“总时间”，这个术语用于下面部分的描述和权利要求书中，也用其缩写形式TT。例如，为了获得大尺寸彩色显像管需要的约300mg的钡薄膜，目前的吸气装置需要的TT是40～45秒。但是这个时间相当于目前制造电子管的生产线上的慢步骤，因而使能释放钡的装置具有较低的TT值是制造商的要求。
为了获得这样的结果，从理论上讲，可以增大线圈提供的功率，或通过减小粉末的颗粒尺寸提高粉末的反应活性。
但是，用目前可以购得的吸气装置，增大线圈功率是不可能的。实际上，这样做，粉末容器的温度升高太快，没有足够的时间使粉末压块中的热均匀扩散，从而导致容器的熔化。
粉末颗粒尺寸的减小也是不可能的，因为这会导致在BaAl4和Ni之间的反应速度过度地局部增大，结果导致粉末压块的膨胀并且可能从粉末压块中喷出碎片。
本发明的目的是提供一种具有较短激发时间的可蒸发的吸气装置，它克服了以前技术中的缺点。
根据本发明用一种具有较短激发时间的可蒸发的吸气装置达到这样的目的，这种可蒸发的吸气装置包括一个其中装有混合物的金属容器，其中存在的混合物包括：
-BaAl4化合物粉末；
-镍粉末；
-第三组分的粉末，选自铝、铁、钛和它们的合金，该组分用量在所说的混合物总重量的约0.3％-5％范围内。
粉末混合物中第三组分粉末的用量取决于实际使用的组分，一般在约0.3％-5％之间的范围内。具体地，第三组分的百分数在用铝的情况下，优选的是在约0.8％-2％之间的范围内，在用铁的情况下，是在约0.3％-1.2％之间的范围内，在用钛的情况下，是在约0.5％-5％之间的范围内。如果第三组分的用量小于所述的值，就不能获得要求的减少钡的蒸发时间的效果。相反，如果第三组分用量大于所述的值，钡的闪蒸就会非常剧烈而几乎不能控制。镍和BaAl4之间的重量比与以前技术的装置相同，一般约为1∶1；具体地，在该领域中，广泛使用的吸气装置中镍和BaAl4之间的重量比为5.3∶4.7。
为了达到本发明的目的，不要求第三组分具有特别高的纯度，可以用工业上的金属或合金的粉末，纯度一般为98～99％。用于本发明的目的的粉末状第三组分的颗粒尺寸小于约80μm，优选的是小于约55μm。
用在本发明的吸气装置中的镍和化合物BaAl4的粉末与以前技术中使用的粉末相同；一般来说，使用的镍粉末的颗粒尺寸小于约60μm，BaAl4粉末的颗粒尺寸一般小于约250μm。
所说的金属容器可以用各种材料制成，如镀镍的铁或康铜；优选的是用AISI 304或AISI 305钢，因为它们表现出良好的抗氧化性和热处理性能以及良好的冷加工性能。所说的金属容器可以具有各种形状，具体地可以是在该领域中已知的和使用的任何形状，如根据美国专利4,127,361-4,323,818-4,486,686-4,504,765-4,642,516-4,961,040和5,118,988的装置中的那些形状。
特别有趣的是获得具有较短激发时间的、可蒸发的、同时还可熔封的吸气装置的可能性；用可熔封这个术语意味着吸气装置可以在约450℃的温度下承受最多2小时的氧化气氛；这些是这样的装置在制造显像管的某些过程中必须承受的条件。在钡从可熔封的吸气装置中蒸发过程中，比在普通的吸气装置中产生更大的热量，因此更难以把粉末压块保持在所说的容器内。几年前，本发明的申请人已经制造并销售了具有最多约200mg可蒸发钡量的可熔封吸气装置。相反，可以蒸发更大量的钡，具体的是约300mg的钡的可熔封吸气装置要求采取特别的解决方法，以考虑其更大的反应活性；本发明申请人的题目为“具有高钡产量的可熔封的可蒸发的吸气装置”的、与本申请具有相同的申请日的专利申请，提出了通过添加阻碍粉末压块中圆周方向上的热扩散，并在相同的粉末压块中添加基本为平面的、不连续的金属部件来制造可熔封的吸气装置的方法。通过向传统型的或高产量型的可熔封的吸气装置添加第三组分，有可能获得在缩短蒸发时间的同时保持可比拟的钡激发特性的可熔封吸气装置。
本发明将通过下列实施例进一步说明。这些非限制性的实施例表示了一些实施方案，这些实施方案设计用来教导那些熟悉该技术的人如何实践本发明，并代表了把本发明付诸实践的最好模式。
实施例1
用本文引用的美国专利5,118,988所述的直径20mm、高4mm、底部有1mm高的支撑的AISI 304钢容器制备一些互相相同的吸气装置。对于每个试样，向所说的容器内倒入均匀的混合物，所说的混合物包括767mg颗粒尺寸小于250μm的BaAl4粉末，和866mg颗粒尺寸小于60μm的镍粉末，和18mg颗粒尺寸小于80μm纯度99％的铁粉末。然后把所说的粉末混合物用一个合适的冲头压实在所说的容器内。通过把它们每次一个地放入与泵系统连接的玻璃制成的测量室内，把所说的测量室抽真空，通过按ASTM F111-72标准所述的方法进行钡蒸发试验，通过射频加热每个装置，所用功率应该使得在加热开始后12秒蒸发开始；至于加热的总时间，这些试验是相互不同的，在各个试验中，加热的总时间在35～45秒的范围内变化。在每个试验结束时，检测蒸发的钡量。表1报告了从所说的装置中蒸发出300mg钡所需的TT。
实施例2
用实施例1所述的钢容器制备一些互相相同的吸气装置。在这个容器中放入一个1.5mm网眼宽度的AISI 304钢网，放在底部的支撑物上，对于每个试样，向所说的容器内倒入均匀的混合物，所说的混合物包括767mg颗粒尺寸小于250μm的BaAl4粉末，和866mg颗粒尺寸小于60μm的镍粉末，和18mg颗粒尺寸小于50μm纯度99％的铝粉末。然后把所说的粉末混合物用一个合适的冲头压实在所说的容器内，在粉末压块表面形成4个径向凹槽。把这样获得的试样在450℃在空气中处理1小时以模拟熔封条件。然后根据实施例1对每个试样进行钡蒸发试验。同时在这种情况下，通过射频加热每个装置，所用功率应该使得在加热开始后12秒蒸发开始；而在TT过程中维持加热，TT值对于每个试样都是不同的，并且在35～45秒之间的范围内变化，然后检测从所说的装置中蒸发出300mg钡所需的TT值。
表1报告了试验结果。
(对比)实施例3
用与实施例1相同的一系列试样重复实施例1的试验，但是没有铁粉末，通过射频加热每个装置，所用功率应该使得在加热开始后12秒蒸发开始；使用不同的TT值，TT值在35～45秒之间变化，表1报告了从这些试样中蒸发出300mg钡所需的TT值。
(对比)实施例4
用与实施例1相同的吸气装置重复实施例2的系列试验，但是没有铝粉末。表1报告了从这些试样中蒸发出300mg钡所需的TT值。
表1 实施例 第三组分百分数 总时间(秒) 1 1.09(Fe) 35 2 1.09(Al) 35 3 0 45 4 0 40
从表中的结果可以看出，用根据本发明的装置有可能用35秒的TT得到300mg钡的产量，而用以前技术的试样得到相同的产量还需要5～10秒的时间。