专利名称：用于阴极射线管的热预应力荧光屏及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种用于阴极射线管的热预应力荧光屏，这种荧光屏具有确定的表面压应力的分布，并由一个基本上为矩形的屏面组成，该屏面周围有一条弯曲箍带，该箍带用焊接边缘密封。
此外，本发明涉及这种荧光屏的制造方法。
特别是象用作电视机显像管或个人电脑的显示器用的玻璃制成的阴极射线管一般由一个荧光屏即一个屏面(也称球形罩)、一个锥体和阴极射线系统的颈部组成，该屏面周围有一条弯曲箍带，该锥体各边与该箍带气密连接，而该颈部是熔接在该锥体孔口上。
环形的箍带一般基本上垂直于近似矩形的屏面延伸，在常规的阴极射线管时，该屏面呈球面鼓起，但在现代平面荧光屏时，该屏面也可基本上是平的。
这种阴极射线管在抽真空后承受由于大气压力引起的很高压力负荷。大面积的电视显像管和该处专用的荧光屏尤其如此。这种压力负荷导致荧光屏的屏面向里拱起。
为了防止由于这种压力负荷引起的破裂，在制造荧光屏时，显像管应尽量采用高的断裂强度和高的防裂标准。这可通过荧光屏的足够大的壁厚和适当的壁厚分布来实现。一般来说，荧光屏的屏面的壁厚越大，荧光屏的屏面就越平，亦即很少拱起，但这会导致荧光屏和显像管的重量的增加。
除了玻璃部分的几何形状和玻璃的强度外，屏面的环形箍带也有助于提高阴极射线管的断裂强度。如果没有环形箍带，则在荧光屏和显像管锥体之间的连接区或其周围在动荷载作用下即在打击或冲击时，产生很高的拉应力，这种拉应力可导致荧光屏沿连接边破裂。但在向内破裂的情况中，这是不希望的。
屏面和环形折弯形成的箍带之间的角不必精确为90°。所以环形箍带的厚度、形状、高度和其他几何特点，还有屏面的过渡区一般是这样设计的，即成形的显像管必须具有所需的强度。
荧光屏的总破裂强度-从而显像管的总破裂强度-在很大程度上也取决于荧光屏的制造方式和在荧光屏内产生的机械应力，这尚待下面说明。
荧光屏的典型的制造过程由下列步骤组成用熔融的玻璃料压制荧光屏毛坯、初始冷却步骤、引入用来固定障板的所谓固定销及其调节、消除应力步骤以及研磨和抛光步骤。
消除应力一般分为两个阶段。在起始阶段，将压制成的荧光屏均匀热透(即所谓的“均热处理”)，使温度均匀化并在短的衰减时间内降低应力。而在紧接着的下一阶段中，荧光屏则以确定的冷却速度这样冷却到室温，使荧光屏避免由于瞬时应力而破裂。
最好至少在选定的部分区域内使荧光屏产生较高的表面压应力，以便补偿由于真空负荷和由于显像管周围加的箍带在结构上引起的拉应力。
此外，要记住在阴极射线管的制造过程中，将显像管重复加热到较高的温度。在加热循环和紧接着的冷却循环过程中，显像管内重复地产生瞬态的、热引起的应力和残余应力的减少。在荧光屏与锥体在高达450℃温度进行拼接时，存在的一个公知的问题是，荧光屏的角部由于太高的瞬时应力而破裂。此外，由于表面附近的压应力的减少，降低了制成的显像管的断裂强度。由于玻璃部分的不同的热膨胀，在所用的玻璃料结晶后还可能沿连接边缘产生新的应力。如果系统的不同部分即荧光屏/玻璃料-连接/锥体的热膨胀相互不成合适的比例，则会对破裂性能产生不利的影响。
在显像管制造时存在的另一个问题是，显像管制造过程中的热处理会增加玻璃部分的密度，随之而来的、可大于120ppm(百万分之一)的收缩导致图像-障板孔和荧光屏内侧上的荧光点的相对偏移。这样就可能导致色差，因为障板孔/荧光点的对应不再正确的缘故，所以玻璃部分的收缩和由此引起的密度增加在整个屏面上应尽可能均匀，并不得超过一定的极限值。
此外，要注意，制成的显像管在抽真空的过程中被再次加热到380℃的温度，这会导致瞬时的热应力而可引起显像管的破裂。当为了缩短制造时间，而在显像管制造过程中增加热处理步骤的速度和连续温度曲线的陡度时，这个问题变得尤其严重。在显像管的断裂强度不足或由于温度梯度引起太高的瞬时应力时，在最严重的情况中，在达到要求的真空度后，但在加箍带之前或在加箍带的过程中会导致破裂。
在制成的抽真空的显像管内，在屏面和箍带之间的角部区域附近或在荧光屏本身的连接带内产生由于真空引起的拉应力的最大值。如果真空引起的拉应力足够大的话，则在静力荷载下会导致相关区域内的材料破坏。所以在静力或动力荷载下可能产生最大拉应力的区域内，最好以适当的方式引入表面压应力。此外，由于安全原因，在动荷载下容易产生破裂的区域，应需降低表面压应力。
以上的分析清楚地表明，为了获得一个在很大程度上防破裂的显像管，主要取决于荧光屏内的应力分布。荧光屏内的应力分布对压制过程和随后的冷却过程与消除应力过程都起着决定性的作用。玻璃荧光屏一般用一种大约1000℃的热玻璃料压制而成。在这个压制过程中，由于与冲头的接触冷却而在玻璃体的表面和内部之间产生很高的温度梯度。
在压制过程结束、退回冲头时，如果玻璃温度太高，由于较热的玻璃芯而使玻璃体的已固化的表面重新被加热，玻璃体会失去其通过压制确定的造型。另一方面，如果在冲头退回时温度太低，则尤其沿荧光屏的边缘及其角部附近产生破裂。所以，根据实际经验，冲头应尽快离开压模，亦即尽可能早地结束冲头引起的接触冷却，并通过空气的强制对流来冷却仍留在压模中的荧光屏毛坯。由于在压制和强制对流冷却过程中在压模中的荧光屏的内部和外表面之间产生温差，所以在继续进行冷却的过程中，玻璃产生机械应力。产生的温差超过玻璃转变点越高，中间层的拉应力越高，中间层两侧的表面压应力也高。
静态真空荷载下产生的拉应力的最大值以及这个最大值产生的区域都是由显像管的几何尺寸和壁厚分布来决定的。根据一般的实际经验，在给定的极限内，荧光屏的几何尺寸和壁厚分布是这样控制的，即真空引起的最大拉应力应低于8MPa(兆帕)。这可例如按公知的方式通过改变屏面的内/外曲率半径使边缘区加厚来实现(鼓起效应；楔效应；“楔”)。另一种可能性是有意地改变材料厚度，最好是在箍带区域或在过渡区域有意减小由于该区域的太大的刚度通过变形引入屏面的应力部分。
如果曲率半径适当，则该曲率半径可对屏光屏的每一轴线显示出来。如果荧光屏的屏面的曲率半径加大，则至少在部分区域内需要明显厚的屏面，以便真空引起的最大拉应力保持在一个可接受的数值。但如果壁厚接近均匀和荧光屏的屏面象现代平面荧光屏要求的那样，基本上是平的，则显像管在防破裂方面的性能原则上会变坏。
业内人士都知道，显像管的破裂强度是可以提高的，即通过增加屏面的壁厚或通过减小曲率半径在边缘区壁厚可能同时增加时产生鼓起来实现。
如果为了提高具有一个基本上平的荧光屏的显像管的破裂强度而增加壁厚，则由于显像管总重量的增加会引起一系列的缺点除了显像管的不利的搬运性能外，在同时增加能耗的情况下，还会导致显像管制造方法的放慢，这是因为在荧光屏与锥体连接和在抽真空时需要较长的加热周期和冷却周期的缘故。另一方面，如果为了增加荧光屏边缘区域与中间区域的壁厚的比例来减小荧光屏内表面的曲率半径，则由于发光的玻璃面的不同玻璃厚度而可在边缘区产生亮度损失。
众所周知，不用增加荧光屏的壁厚，而用别的方式通过一些辅助措施就可提高玻璃显像管尤其是平面荧光屏的破裂强度。
US 5 532 545提出了一种方法，该方法是在荧光屏上设置一层塑料层。由于磨损和老化，该塑料层和显像管的机械和光学性能受到损害。为了避免这些缺点，人们还进行了各种尝试，在平面荧光屏上粘贴一块防刮伤的薄玻璃板。
尽管如此，在两种情况中，在制造显像管时都需要一道附加工序，从而增加系统的总费用。此外，这种复合显像管也难于重复利用。从环境保护考虑，如果用过的塑料或粘接剂在粉碎成碎片以便再利用之前没有从显像管上去掉的话它们会引起一些问题。亦即在带塑料或粘接剂残余的碎片在碎片熔化时可能增加玻璃熔池的废气中的腐蚀或有毒成分的百分比。
所以特别是在平面荧光屏时采用了别的方法，这种方法是在制造荧光屏时有意对它进行热预应力，以提高玻璃的破裂强度。
通过热预应力提高玻璃的破裂强度是很久以来人所共知的，例如可参考Werner Kiefer发表在《Glastechnische Berichte》57期(1984年，221-228页)题为“低热膨胀的玻璃的热预应力(ThermischesVorspannen Von Glsern)”一文。根据该文，在通过表面附近备层凝固引起玻璃体淬火时产生预应力，并由此阻止了在继续冷却时仍为塑性的内部的体积收缩。
但为了制造防破裂的显像管，在玻璃表面简单地设置一层压应力层是不够的。确切地说，对整个厚度上的应力分布以及荧光屏内的应力分布起决定性作用的，除了所用的玻璃的物理性能外，还取决于温度的绝对值和荧光屏外侧和内侧之间的最大温差以及取决于产生的时间和部位。
在正常情况下，通过回火达到的表面压应力层的厚度原则上总是大于荧光屏厚度的1/10。
在荧光屏冷却时，通常既在其外侧又在其内侧分别产生一层在压应力作用下的表面层，其间带一层拉应力作用的层。其中，应力的大小朝荧光屏的边缘即朝周围箍带逐渐减小。
以热方式在荧光屏内引入永久的机械应力(预应力)原则上有两种方案。
US 2 991 591描述了其中的一种方案。在玻璃料压制后，对这样成型的荧光屏进行不同的冷却，即只要荧光屏内部的温度高于玻璃转变点TG时，在荧光屏的一些选定的区域就有意用100℃-400℃的预热空气吹。在平板玻璃和空心玻璃制造时，对玻璃体各部分的不同回火用空气吹反正是惯用的做法。
在下一道消除应力的工序中，使产生的残余应力降低到一个可接受的值。这个步骤是这样进行的荧光屏的温度首先保持接近于转变点一定的时间，使之均匀热透(即所谓“均热处理”)，并同时消除残余应力，然后，荧光屏以介于3K/分至10K/分之间的温度梯度(视玻璃部分的厚度和温度而定)下降到室温。这样，如US 2 991 591的图所示，在荧光屏两个表面上分别产生一层大于荧光屏厚度1/10的压应力层和一层位于这两层压应力层之间的拉应力层。其中，在箍带弯曲的区域(过渡区)内的压应力大约为荧光屏平面中心区的压应力的一半。
在上述文献中，没有说明在后续热处理时如何进行荧光屏的有选择的处理来减少收缩。
US 4 566 893描述了在荧光屏中产生永久机械预应力的第二种可能性。这里涉及在后续热处理时，在荧光屏中产生高的表面压应力，而荧光屏同时只有低的收缩。在这个公知的方法中，压制的和初始冷却到大约400℃的荧光屏在第一消除应力阶段重新加热，并在基本上恒定的均热处理温度470℃±10K保持30至40分钟，其目的是，使荧光屏在后续热处理过程中的密度变化和收缩保持最小。在这个热透和保温阶段后，按一般方式以10K/分或更高的温度梯度冷却到室温。
虽然没有详细说明荧光屏中的应力分布，但从上述文献给出的荧光屏几何尺寸中间接得出了相关的冷却曲线。用这种方法不可能在焊接边缘内产生在同时只有低残余应力的很高的表面应力。
US 5 445 285描述了一种玻璃壁进行热预应力的显像管。该文献给出了在静态真空荷载下的最大表面拉应力、玻璃破裂强度和防破裂显像管玻璃体表面所需的压应力值之间的关系。该文献从前述US专利2 991 591已知的方法发展了在真空荷载下，在荧光屏表面的部分区域产生大的拉应力来补偿热预应力。通过屏面的强烈冷却在该处产生的压应力高于箍带内的压应力；箍带内的预应力的值比荧屏的预应务低到50％。尽管如此，所描述的关系和条件仍不足以用来描述动荷载(打击、冲击)作用下的防破裂的显像管。
US 5 536 995(和相应的再公布文本号36,838)描述了一种在内外表面上各有一层压应力层的热预应力的荧光屏，其厚度至少为屏面中心区厚度的1/10。但这个最低厚度按公知的方式总是在荧光屏冷却时发生，特别是荧光屏按标准冷却顺序或按US 2 991 591的冷却顺序消除应力时。所以，给出的关系也可在70年代末以来普遍使用的彩色显像管的很好消除应力的荧光屏中找到，在这些彩色显像管的荧光屏时，也象通常那样，屏面的内表面的曲率半径小于外表面的曲率半径。此外，所提出的荧光屏有面上的压应力值至少为5.9兆帕，即使与规定的应力分布和几何尺寸配合，对在动荷载下的防破裂显像管来说，也是不够的。
US 5 925 977描述了一种具有热预应力荧光屏的显像管，在这种荧光屏时，屏面的最大壁厚tF对相对于到箍带过渡区内的最大壁厚tR的荧光屏的至少一根长轴或短轴来说，应满足下列关系，即1.0≤tR/tP≤1.4上式一般也能满足绝大多数荧光屏几何尺寸。
在真空荷载下产生最大拉应力的荧光屏区域内，表面压应力的绝对值应为7至30兆帕的范围。但这样高的表面压应力也导致荧光屏中间层区域内的高的拉应力，这种拉应力的值大约为表面压应力的绝对值的一半。太高拉应力的后果是，在破裂过程中产生不希望的不可控的破裂状态(“破裂成片”)，在这种破裂状态下，荧光屏完全破碎，碎片以高的速度在观察者的方向内抛出。为了避免此弊，制成的显像管的中间层内的拉应力应当总是保持低于10兆帕。
最后，DE 197 58 060 A1描述了一种实施预应力的方法。这种方法在荧光屏压制和脱模后通过预热空气定向吹到屏面边缘区内来产生预应力。这种方法的缺点是，需要附加的装置，这种装置必须与被处理的荧光屏的几何尺寸配合并对准荧光屏。此外，在个别情况中，为了避免破裂，需要对某些不容许吹热空气的区域进行屏蔽。在不进行充分的再冷却来把中间层要产生的最大拉应力下降到一个可接受的值时，则在如前所述的破坏状态下，可达到的高的预应力就会导致许多相当小的玻璃碎片。
US 5 536 995中描述的方法也存在上述问题。
本发明的目的在于，提出一种阴极射线管的热预应力的荧光屏，最好是这样一种荧光屏，其屏面的外表面基本上是平的，且屏面的整个厚度变化极小，以减少中间区域和边缘区域之间的亮度差，以及提出这种荧光屏的制造方法，这种方法能使该荧光屏即使在动荷载下也比现有的荧光屏具有较高的防破裂性能，并在后续热处理时同时具有很小的收缩。
这个目的是这样实现的阴极射线管的预应力的荧光屏具有表面压应力的确定分布，并由一个基本上为直角的屏面组成，该屏面周围有圈弯曲的箍带，该箍带用焊接边缘密封，这样，该屏面外侧上的表面压应力的值可低于4兆帕，并在后续热处理时，收缩小于110ppm。
根据本发明，这个目的在方法上是通过阴极射线管热预应力荧光屏的一种制造方法来实现的，这种荧光屏由一个基本上为直角的屏面组成，该屏面周围有一圈弯曲的箍带，该箍带用焊接边缘密封，用熔融的玻璃料热压成型的该荧光屏经一道初始冷却工序后，随即用焊接边缘放在传送带上的屏光屏在冷却下进行多级消除应力处理，包括下列步骤-在屏面边缘区用一个多件压模通过接触冷却在规定调节的散热增加的情况下不挤压玻璃料，并在冲头离开后，通过强制的增强的空气对流冷却使仍在压模中的荧光屏的内侧冷却，直至温度达到低于(TG+150K)；-重新加热设置有定位销来固定障板的和孔向下放在传送带上的荧光屏，使其温度超过转变点TG；-在这个温度下按规定时间均匀热透荧光屏；-荧光屏快速冷却到低于该转变点大约80-120K的温度范围；-在温度下降时，按规定的时间微冷荧光屏，以便在后续热处理时，收缩下降到低于110ppm；-荧光屏冷却到室温。
通过本发明的这些措施可制造具有确定应力分布的热预应力荧光屏，这种荧光屏在焊接边缘残余应力不大的情况下具有相当高的表面压应力，以及在后续热处理时具有玻璃密度很小的改变。
本发明方法也减少了在完成显像管制造时显像管在再加热阶段的收缩和变形。所以可把荧光屏内的密度变化和密度变化差降到最小。
为了在动荷载作用下达到高的破裂强度，制成的显像管内的压应力层应当尽可能均匀和对称地分布。为了提高在破坏情况下的安全性，荧光屏内表面上的压应力应当等于或大于荧光屏外侧上的压应力。特别是玻璃荧光屏的那些最接近边缘的区域和该处到转角区即从屏面到箍带的过渡区域尤其应当这样。
本发明方法只通过一个热最佳化的压模，结合在带式冷却机内冷却过程中的适当的温度控制，就可在一个预定的过程中在荧光屏内产生规定的应力分布，而不需要附加的装置。所以，在避免在整个时间内进行更换的并须精心调节和校正的装置的情况下或不需要高精设备来防止误差或进行控制的情况下，就可实现一个固有的稳定过程。
本发明的各实施例和改进方案可从各项从属权利要求中得知。
下面结合附图所示的一些实施例来详细说明本发明。
附图表示
图1荧光屏压制用的冲头的热最佳化的三种不同方案的三个不同部分示意图A-C；图2荧光屏压制用的冲头的热最佳化的四种不同方案的四个不同部分示意图A-D；
图3热成型的荧光屏温度处理时用的带一条优选冷却曲线的温度/时间曲线图；图4制造显像管的主要工序的方块示意图。
图1表示水或油冷却的热最佳化的冲头1的三种实施形式的三个不同部分图A、B和C，图2也表示荧光屏热成型用的冷却的、热最佳化的压模2的三种实施形式的三个不同部分图A、B、C。冲头和压模都具有一定的材料组合和/或壁厚分布，以便按此方式在模具与热成型的荧光屏接触时实现散热的热最佳化。这种热最佳化是这样实现的，冲头和压模设计成在荧光屏的表面应产生较高的压应力的区域内使大量的热量从荧光屏冷却到一定的值，以便按此方式使荧光屏的中间玻璃层达到较高的温差。
除了合适的材料组合和壁厚分布外，冲头与热成型的荧光屏的接触时间及其在压模内的停留时间也起重要作用，所以它们应当相应协调地进行微调。
图1的部分图A和B所示的实施形式表示通过不同的壁厚分布达到冲头的热最佳化，亦即在图A中，是通过在冲头的边缘区设置一个同感槽3的方式来达到这个目的的。所以，在这个凹槽的区域内，位于(内冷的)冲头1下方的荧光屏较多地导散热量。
在部分图B所示的第二种结构时，不同的壁厚分布是通过在冲头底部1a内侧安装例如用螺丝拧上一决附加的板1b来实现的。
部分图C所示的结构型式是通过用不同导热率的不同材料来实现冲头1的热最佳化的。用一种标准材料制成的冲头底部1a除其角部外，内侧设置一层用低导热率的材料制成的层1c，所以在转角区内导热率和散热较大。
部分图A、B所示的措施也可进行组合，或可分别与部分图C所示的措施进行附加组合。
图2用四个部分图A、B、C和D的相应方式表示压模2的热最佳化的四种不同的方案。这里，相应措施的组合也是可能的。
在图A所示措施中，压模2的转角处设置了一根示意画出的冷却管来使转角区比荧光屏的中间区冷却更强烈。部分图B所示的实施例则是通过转角区凹槽5形式的材料厚度的改变来实现热最佳化，这个措施同样有助于该转角区的更好散热。
图2C表示一个相当于图1C的实施例，此时在模具底部2b内侧嵌一层与内侧底部齐平的层2a，该层用导热较差的材料制成。图2D表示热最佳化的又一个解决方案，此时用导热较差的材料制成的层2a镶嵌在模具底部2b的外侧。
模具的热最佳化的其它方案尚有多种，留待业内人士根据具体情况来决定。
通过冲头和相应压模在转角区内的热最佳化，可在显像管抽真空时和抽真空后在产生最大拉应力的显像管的边缘区内有选择地建立相应高的表面压应力，而无需任何附加装置。
图3和4以冷却曲线和主要工艺步骤的形式示出了预应力荧光屏的本发明工艺流程。其中，冷却曲线表示荧光屏在热成型和随后冷却过程中在荧光屏表面上的温度随时间的变化。
在制造过程开始时，把大约1000℃的热玻璃料注入图2具有一定的材料组合和壁厚分布的热最佳化的压模中，并装上环。作为玻璃材料最好用Schott标准8056规定的玻璃，这种玻璃一般用于制造荧光屏。然后把具有图1所示一定材料组合和壁厚分布的冷却的、热最最佳化的冲头引入压模2中，并将熔融的玻璃料压制成荧光屏。其中，由于冲头和压模的接触冷却而使荧光屏的内侧和外侧产生不同的散热。
在这个热成型完成后，冲头被拉回。为了避免荧光屏的表面的重新加热，并为了在脱模之前使其表面继续冷却达到形状稳定，荧光屏的外侧通过与压模的接触冷却和荧光屏的内侧通过加强的，强制的空气对流进行冷却。这种对流冷却一直进行到荧光屏的表面达到低于(TG+150K)的温度为止。
在这种状态下，荧光屏除了具有脱模所需的形状稳定外，还具有随后热处理所需的起始温度分布，亦即在那些随后应达到高的表面压应力的区域内，荧光屏的中间层和外侧之间具有高的温差。
压制和冷却的这个与时间相关的工艺步骤在图3和4中用“I”表示。
在下一个工艺步骤II中，荧光屏在自由对流和运送时间可变的情况下被运送到一个所谓的上销工位，以便以后把障板紧固件锚定在荧光屏中，并在空气自由对流下，在这个工位的停留时间是可变的。
在上销的工艺步骤II结束后，荧光屏用焊接边缘即孔朝下放到传送带上并送入冷却炉中。
为了消除残余应力和为了平衡单个荧光屏由于在带式冷却机外部的不同的停留时间而可能引起的温差，在工艺步骤III中，首先在不到5分钟的时间内将荧光屏重新加热到稍微超过转变点TG的温度，这种加热最好通过一定的辐射加热和加强的空气对流加热的组合来实现，而且荧光屏的较厚区域的内部应优先被加热。重新加热的其他方法例如还可用微波来进行。
然后，在用上述加热组合的情况下，荧光屏在时间IV内保温，以便达到荧光屏的均匀热透(“均热处理”)。在下一个步骤V中进行快速冷却，即所谓的“淬火”。快速冷却最好这样进行，使循环空气加热用的空气的温度快速地亦即在几分钟内例如6分钟内下降到大约(TG-100K)±25K的温度，以便减慢荧光屏内的应力下降和保持荧光屏外侧和内侧之间的最少15K的温差。也可用别的加热方法和冷却方法的组合来控制这个温差。
在工艺步骤VI中，在连续通过冷却炉的带式冷却机上继续进行荧光屏的微冷，以便控制后续热处理的所谓“压缩”时的最大的玻璃密度变化。为此，荧光屏在(TG-80K)±15K的温度保温到60分钟，以便压缩降低到一个低于110ppm的值，此值根据显像管制造厂家规定的温度/时间曲线测出，最好通过一根玻璃试棒产生的长度变化测出。
在紧接着的工艺步骤VII中荧光屏按通常方式冷却到室温。
这样制成的荧光屏随即按公知的方式与显像管锥体连接(焊接，熔接)并将显像管颈部装到该锥体上，按图4所示的步骤组成完整的显像管，显像管在以后用箍带即所谓“边带”捆紧。
按上述方法制成的显像管除了在后续热处理时具有适度的收缩外，还具有足够高的表面压应力，这种表面压应力在荧光屏的内侧大于在其外侧。得出的应力层具有基本上均匀的厚度，从而避免了荧光屏内侧上的拉应力区域接近从屏面到箍带过渡的转角处。如果由于纯粹的冷却或不适当的吹热空气而在荧光屏内产生高的表面压应力时，常常会出现这种拉应力区域。这种拉应力区域是以后显像管防破裂的干扰因素。
此外，通过本发明的热处理可避免在冷却阶段荧光屏的可测出的、导致要求内轮廓偏差的变形。
令人惊奇的是，在制造显像管时，除了由于真空负荷和箍带引起的应力分布的移动外，在表面上没有观察到应力的实质上的改变。
权利要求
1.阴极射线管的热预应力荧光屏，具有确定的表面压应力分布，并由一个基本上为矩形的屏面组成，其周围有一圈用焊接边缘密封的弯曲箍带，其特征为，在屏面外侧上的表面压应力的值低于4兆帕的范围，且在后续热处理时的收缩低于110ppm。
2.按权利要求1的荧光屏，其特征为，这种荧光屏的屏面外侧上的表面压应力(S)的值处于低于4兆帕的范围，该表面压应力特别是在转角区内符合这样的关系0.9S内≤S外≤1.5S内。
3.按权利要求1或2的荧光屏，其特征为，其屏面外侧上的表面压应力的值处于低于4兆帕的范围，且焊接边缘的整体测出的应力低于8兆帕/厘米。
4.按权利要求1至3任一项的荧光屏，其特征为，其屏面外侧上的表面压应力的值处于低于4兆帕的范围，且过渡区内部到箍带的最大拉应力小于12兆帕。
5.按权利要求1至4的荧光屏，其特征为，其屏面外侧上的表面压应力的值处于低于4兆帕的范围，且屏面内测出的薄膜应力最多为最大表面压应力的25％，但不超过2兆帕。
6.阴极射线管热预应力荧光屏的制造方法，其中该荧光屏由一个基本上为直角形的、周围有一圈用焊接边缘密封的弯曲箍带的屏面构成，用熔融的玻璃料热压成型的荧光屏经一道初始冷却工序后，随即对焊接边缘放在传送带上的荧光屏在冷却下进行多级消除应力处理，包括下列步骤-在屏面边缘区用一个多件压模通过接触冷却在规定调节的散热增加的情况下挤压玻璃料，并在冲头离开后，通过强制的增强的空气对流冷却使仍在压模中的荧光屏的内侧冷却，直至温度达到低于(TG+150K)；-重新加热设置有定位销来固定障板的和孔向下放在传送带上的荧光屏，使其温度超过转变点TG；-在这个温度下按规定时间均匀热透荧光屏；-荧光屏快速冷却到低于该转变点大约80-120K的温度范围；-在温度下降时，按规定的时间微冷荧光屏，以便在后续热处理时，收缩下降到低于110ppm；-荧光屏冷却到室温。
7.按权利要求6的方法，其特征为，通过辐射加热和对流加热的组合在不到五分钟内重新加热荧光屏。
8.按权利要求6或7的方法，其特征为，重新加热在荧光屏的内部进行，较大壁厚的荧光屏部分被优先加热。
9.按权利要求6至8任一项的方法，其特征为，通过用200℃至400℃的热空气吹荧光屏15分钟最好10分钟实现均匀热透。
10.按权利要求6至9任一项的方法，其特征为，通过快速降低对流空气的温度来实现快速冷却。
11.按权利要求6至10任一项的方法，其特征为，在35至60分钟的时间内进行微冷。
12.阴极射线管，具有一个按权利要求1至5任一项所述的荧光屏的阴极射线管，按权利要求6至11任一项制造而成，并具有一个气密连接的锥体，在该锥体上熔接阴极射线系统的颈部。
全文摘要
为了使荧光屏在动荷载作用下防止皱裂，需要通过热预应力产生的表面压应力的确定的分布。此外，为了避免要显示的图像的亮度受到干扰影响，玻璃密度应尽可能低而又均匀。先有的制造方法费时费钱，而且不能满足全部条件。本发明的措施首先设置一个热最佳化的多件压模，这种压模可在应当增加表面压应力的区域内增加散热。在经过一道重新加热步骤均匀热透荧光屏后，随即快速冷却到较低的温度，以便在后续热处理时在较低的玻璃密度变化(压缩)的情况下，实现应力分布的精确调节。
文档编号C03B29/06GK1498195SQ02806770
公开日2004年5月19日 申请日期2002年1月23日 优先权日2001年1月23日
发明者C·魏因霍尔德, P·埃尔夫纳, C 魏因霍尔德, 蚰 申请人:肖特玻璃制造厂