Электронно-лучевая трубка

Изобретение относится к конструкциям электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) с оксидным катодом, в частности приемнъгх трубок цветного изображения. ЭЛТ может быть использована для длительного поддержания оптимальной восстановительной атмосферы в вакуумной оболочке трубок, что существенно влияет на их ресурс,Известна ЭЛТ, в вакуумной оболочке которой размещены теневая маска и электронно-оптическая система с оксидным катодом, а между маской и цилиндром сведения установлен нераспыляемый газопоглотитель, размещенный в кольцевой канавке, выполненной в металлическом конструктивном элементе. В этой конструкции газопоглотитель нагревается с помощью электромагйитного поля, создаваемого автономным источником энергии до температуры, достаточной для выделения из газопоглотителя восстановительного газа - водорода. Выделенный водород сорбируется поверхностью теневой маски в заданном интервале температур с последующей десорбцией его в результате электронной бомбардировки в процессе работы прибора. Полученный таким образом в объеме прибора. водород участвует в восстановительном процессе на катоде.Недостатками этой трубки являются отсутствие локализации восстановительной атмосферы в непосредственной близости от катода, необходимость использования автономного источника энергии для нагревания газопоглотителя, неуправляемость процесса десорбции водорода с поверхности маски, поскольку выделенный водород поглощается развитой поверхностью находящегося в приборе газопоглотителя, а также другими элементами конструкции, в результате чего не обеспечивается оптимальное давление внутри оболочки прибора в процессе его эксплуатации. Все это ограничивает практические возможности восстановительной атмосФеры, усложняет и удорожает процесс стабилизации однородности эмиссионной поверхности оксидного катода и в итоге снижает ресурс ЭЛТ.Известна также ЭЛТ, содержащая вакуумную оболочку с размещенными в ней электронно-оптической системой, включающей осесимметрично расположен ные катодйо-подогревательный узел сДелью изобретения является увеличение ресурса трубки за счет повьппения эффективности использования га-,зопоглотителя.Для достижения указанной цели в предлагаемой ЭЛТ, содержащей вакуумную оболочку с размещенными в нейэлектронно-оптической системой, включающей осесимметрично расположенныекатодно-подогревательный узел с ок,сидным катодом и модулятор, выполненный в виде полого цилиндра, с 55 дном которого контактирует металлический спейсер, выполненный в видеполого цилиндра, опирающегося на катодно-подогревательный узел, и нерас; 5 1 О 15 20 25 30 35 40 оксидным катодом и модулятор, выполненный в виде полого цилиндра, с дном которого контактирует металлический спейсер, выполненный в виде полого цилиндра, опирающегося на катодно-подогревательный узел, и нераспыляемым газопоглотителем, выполненным в виде слоя пористого титана.Конструкция такой трубки позволяет обогащать остаточную атмосферу в вакуумной оболочке прибора водородом, выделяющимсь при нагревании пористого титана в процессе изготовления прибора, и тем самым стабилизировать активность катода. Однако в данном случае для этих целей необходимо использование автономных источников высокочастотной энергии для разогрева титана, введение дополнительных технологических операций и конструктивных элементов, что усложняет процесс изготовления ЭЛТ и увеличивает энергетические затраты, Другим существенным недостатком известного технического решения является то, что восстановительное активирование происходит неэффективно, поскольку зона выделения восстановительноГо газа не локализована в прикатодной области, а сам процесс обогащения остаточной ат-, мосферы водородом, т.е. поддержание, давления водорода в нрикатодном пространстве постоянным, практически происходит только в период изготовления прибора. При эксплуатации такого прибора титан находится внеразогретом состоянии (не выделяет водород), что не позволяет увели.чить ресурс трубки путем поддержания требуемых эмиссионных свойств оксидного катода в процессе его эксплуатации.15 При указанном постоянстве температуры нагрева титанового газопоглоти теля обеспечивается постоянство давления водорода в прикатодном пространстве, что обусловлено свойствами титана, заключающимися в уменьшении или увеличении давления водорода в 45 зависимости от температуры, концентрации водорода в титане и парциального давления водорода в системе.На указанные процессы существенное влияние оказывает также пористость 50 титанового газопогл 0 тителя. При этом низкая пористость (ниже 59 ) требует высокой температуры активировки и высокой температуры поглощения. Например, при пористости около 35 тем.55 пература активировки составит околоо750 С, температура поглощения - окоЭло 600 С, а сорбционная емкость пыляемым газопоглотителем, выполненным в виде слоя пористого титана, газопоглотитель закреплен на цилиндрической поверхности спейсера и выполнен с пористостью 59-73 ., а в5 спейсере на участке его контактирования с дном модулятора выполнены сквозные отверстия.В ЭЛТ предложенной конструкции пористый титановый газопоглотитель, 1 О спеченный с поверхностью спейсера, расположенного вблизи оксидного катода, нагревается за счет энергии, выделяемой катодной гильзой, до 400 С и выше в процессе обработкиокатода и до 300 С и выше в процессе эксплуатации прибора, что достаточно для активировки титанового газопоглотителя, откачки образующихся при активировке газов (СО, СО, Н О, 20 СН, Н) через отверстия в спейсере и обеспечения его работоспособности. В результате такого нагревания титана происходит частичное поглощение продуктов разложения оксида, обра зующихся в процессе обработки катода, а также происходит выделение водорода, участвующего в дальнейшем восстановлении активного вещества (бария), т.е, в подцержании требуе- З 11 мой эмиссионной способности оксидного катода, Причем эффективность указанных процессов увеличивается за счет наличия отверстий в спейсере, расположенных в непосредственной близости от оксидного покрытия катода и обеспечивающих перемещение потоков газовой среды. уменьшится в 2,5 раза по сравнению с газопоглотителем, пористость которого составляет 59-73 . С другой стороны, использование титана, пористость которого превышает 73 ., приводит к уменьшению механической прочности газопоглотителя, увеличению стоимости (по данным экспериментальной проверки), что определяет верхнюю границу пористости.Таким образом, в ЭЛТ имеет место дополнительное восстановление окислов бария как при изготовлении прибо" ра, .так и при его эксплуатации за счет образования в прикатодном пространстве постоянной по давлению восстановительной атмосферы. Это приводит к увеличению эксплуатационного ресурса прибора, работающего в режиме, когда его долговечность ограничена прежде всего отравлением активного вещества катода. При этом отсутствует необходимость в использовании дополнительных источников энергии и дополнительных конструктивных элементов.Кроме того, использование титанового газопоглотителя, пористость которого составляет 59-73 , позволяет снизить температуру активировки и рабочую температуру до значения, совпадающего с температурным режимом катодно-модуляторного узла на стадии изготовления трубки, а также в процессе ее эксплуатации.На фиг,1 показана ЭЛТ, вид сбоку; на фиг.2 - разрез ее катодно-модуля- торного узла.Предлагаемая ЭЛТ содержит вакуум ную оболочку 1, в горловине которой размещена электронно-оптическая система, включающая катодно-модуляторный узел 2 и управляющие электроды 3, и экран 4 с люминоформо-мозаичным покрытием 5, Перед экраном размещен рамо-магнитный узел с теневой маской 6, закрепленной на раме 7. В оболочке размещен также распыпяемый газопоглотитель 8. Катодно-модуляторный узел содержит катодную гильзу 9 с оксидным покрытием 1 О, подогреватель 11, закрепленный на опорной керамической шайбе 12, фиксируемой держателем 13 и спейсером 14 в модуляторе 15. На цилиндричес" кой поверхности спейсера закреплен нераспыпяеьый газопоглотитель 16, .выполненный из титана с пористостью59-737, а в теле спейсера 14 на участке его контактирования с дном модулятора 15 выполнены сквозные отверстия 17.Требуемое расстояние между оксидным покрытием 1 О и внутренней поверхностью модулятора 15 задается спей- сером 14, изготовленным из металла, смонтированным на одной оси с катодной гильзой 9 и опирающимся на кера мическую шайбу 12 и внутреннюю поверхность модулятора 15, Пористый титановый газопоглотитель 16 может быть изготовлен, например, методом свободной засыпки с последующим спе канием в вакууме, что позволяет получить пористость газопоглотителя 59-73 Ж.Предлагаемая трубка работает следующим образом, 70При подключении выводов электронно-оптической системы к источнику гитания с целью обработки оксидного покрытия 1 О подогреватель 11 накаляется и нагревает катодную гильзу 9, которая, в свою очередь, нагревает спейсер 14, расположенный в непосредственной близости от катодной гильзы 9, до 400 С и выше. Указанный нагревательный процесс длится 30 30-60 мин, в этот период происходит тепловое активирование титанового газопоглотителя 16, который приобретает при этом эксплуатационные свойства. Дальнейший процесс обработки оксидного покрытия 10 происходит в условиях, когда газопоглотитель частично поглощает продукты разложения, образующиеся при обработке оксида, и одновременно выделяет либо погло щает водород и тем самым обеспечивает регулирование парциального давления водорода в остаточной атмосфере внутренней оболочки 1. При этом водород имеет свободный доступ в прика тодное пространство через отверстия 17 в спейсере 14. В результате этого в прикатодном пространстве Формируется восстановительная атмосфера, активно способствующая образованию 50 чистого бария на поверхности оксидного покрытия О, что определяет в дальнейшем эмиссионные свойства оксидного катода.Во время эксплуатации трубки элек тронные потоки, которые Формируются электронно-оптической системой, создают цветное изображение на экране 4, 11 ри этом в результате бомбардировки внутренних элементов кинескопа происходит десорбция соединений, не поглощенных активным слоем распыляемого газопоглотителя 8, что в дальнейшем приводит к отравлению оксида. Наряду с этим в процессе эксплуатации трубки происходит восстановление активного вещества катода (бария) в условиях, когда титановый газопоглотитель 16 обеспечивает поддержание давления водорода в прикатодном пространстве постоянным,Кроме тепловой активировки геттерного вещества в трубке заявляемой конструкции упомянутый процесс может осуществляться также во время откачки, когда выделяющиеся газообразные вещества (СО, СО, НО, СН, Н) свободно откачиваются и удаляются из откачиваемого объема, чему в значительной мере способствует наличие отверстий 17 в спейсере 14. Тепловая активировка титанового газопоглотителя в предлагаемой трубке происходит практически при каждом эксплуатационном цикле, поскольку спейсер 14 с нанесенным на его поверхность слоем пористого титана находится вблизи катодной гильзы 9. Следовательно, продолжительность влияния эксплуатационных свойств титана на восстановительную атмосферу в ЗЛТ, а точнее - в прикатодном пространстве, увеличивается. Это значит, что оптимальные параметры восстановительной атмосферы (парциальное давление водорода, температура) могут сохраняться в ксплуатируемой электронной трубке более длительное время, что благоприятно сказывается на сроке службы прибора.Наряду с этим указанное увеличение срока службы трубки не связано с дополнительными энергетическими затратами (как это имеет место в трубках известных конструкций), необходимыми для тепловой активировки титанового газопоглотителя в процессе эксплуатации, а также не требует введения дополнительных технологических операций при изготовлении трубки, поскольку известный конструктивный элемент - спейсер в данном случае наряду с основной выполняет дополнительную функцию и служит в качестве несущей металлической1120867 11 10 М Ю иг.2 Редактор С,Титова . Техред Л,Сердюкова орректор М.Самборска Тираж 643ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб.,Заказ 4845/ одписно д. 4/5 оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 7основы для закрепления титанового газопоглотителя.Для количественной оценки указан-. ного положительного эффекта были изготовлены цветные кинескопы предлагаемой конструкции и проведены испытания на долговечность этих приборов. В качестве базовой ЭЛТ использован кинескоп 61 ЛКЗЦ (приемная ЭЛТ цветного телевизионного изображения), гарантийная наработка которого составляет 5000 ч. По результатам проведенных испытаний ресурс усовершенствованныхкинескопов 61 ЛКЗЦ увеличился в 1,21,5 раза.5 Кроме того, как показала опытнаяпроверка, тепловая обработка оксидав цветных кинескопах типа 61 ЛКЗЦ может осуществляться при температуре, 1 О которая на 2-103 ниже обычной, чтоуменьшает энергетические затраты наизготовление продукции.