用于阴级射线管的玻璃、强化玻璃及其制备方法和用途技术

一种阴极射线管用、厚度和重量都降低了的玻璃和玻璃板，阴极射线管及其制法。一种弯曲强度高和应力应变层厚的强化玻璃，由其制成的显示器用玻璃，特别是阴极射线管用玻璃板和阴极射线管。本发明专利技术提供（１）阴极射线管用玻璃，其由化学强化玻璃制成并具有至少９０ＧＰａ的杨氏模量，（２）阴极射线管用、从含ＳｉＯ↓［２］、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］、碱金属氧化物、ＳｒＯ和ＺｒＯ↓［２］，且Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］含量＞４重量％，＜２０重量％，ＳｒＯ含量为５－２０重量％的基质玻璃制得的化学强化玻璃，（３）由在低于基质玻璃应变温度下经化学、物理强化的基质玻璃形成的强化玻璃。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及(1)用于阴极射线管的玻璃，使用上述玻璃、用于阴极射线管的玻璃板，阴极射线管及其制备工艺，(2)用于阴极射线管的玻璃，其制备工艺，用于阴极射线管的玻璃板和用于阴极射线管、使用该玻璃的阴极射线管，和(3)强化玻璃，其制备工艺，由上述强化玻璃制成的用于显示器的玻璃，用于阴极射线管的玻璃板和使用上述玻璃的阴极射线管。通常使用具有高含量PbO、SrO和BaO的玻璃作为用于阴极射线管(CRT)的玻璃。例如，JP-B-59-27729公开了一种含有BaO、SrO和BaO的CRT面板(玻璃板)。然而，这一类型的玻璃的弯曲强度大约是50-100MPa，需要增加其厚度以保证强度，因此该面板需要有特别大的重量以满足较大显示屏(例如，36-英寸CRT的玻璃板的厚度为20mm或更厚，并且其重量为大约40Kg)的需要。阴极射线管的重量主要取决于玻璃板，因此产生了这样的问题，即使用这样的玻璃板的阴极射线管将具有相当大的重量。在最近几年来获得的平面阴极射线管中，需要具有平面的玻璃板来支撑CRT内的真空和CRT外的大气压，这不同于常规的曲面玻璃板，因此平板的厚度增加或者采用使用物理强化玻璃的方法。关于物理强化玻璃，日本专利2671766公开了一种用于阴极射线管的玻璃泡，该玻璃泡是通过物理强化而制造的。然而，在物理强化方法中，形成了具有相当程度的应力应变层(包括压应力层)，因此物理强化方法适合于具有较大厚度的玻璃。然而，在较薄的玻璃中不能保证有足够的应力应变层，因比难于达到高强度。因此，难以通过物理强化降低玻璃板的厚度，并且也不能期待玻璃板重量的降低。此外，如日本专利2671766中所述，由于这种物理强化玻璃的应变点为约470℃，当在熔封阶段加热到大约450℃时，如果将该玻璃部分暴露于较高温度下一段时间，可能会减轻应力应变并且可能无法得到需要的弯曲强度。此外，公开于日本专利2671766中的平板玻璃的杨氏模量为76GPa，当厚度降低时，该玻璃易于在大气压下变形。日本专利2904067中公开了一种由物理强化平板构成的CRT板。据说物理强化玻璃如空气冷却的强化玻璃通常具有的弯曲强度为200-300MPa。这种物理强化玻璃是通过这样的方法得到的，在该方法中将玻璃从其软化点左右的温度迅速冷却至其应变点左右的温度，从而在玻璃内部和玻璃表面之间提供温差，由此在玻璃表面形成压应力层。这一方法的优点是可形成厚度为玻璃板厚度约1/6的应力应变层。然而，该方法有一个问题是其不适合于厚度薄至难以在玻璃内部和表面之间形成温差的玻璃或具有如此复杂的形状以致于不能得到均匀的温度分布的玻璃。用于CRT的玻璃板通常具有复杂的形状，由扁平的荧光屏部分(图象显示屏)和接合部分构成，接合部分位于荧光屏部分外并与裙(框架)形锥体连接。特别是尽管荧光屏部分的外表面是扁平的，电子枪的扫描，荧光屏部分的内表面有曲度。玻璃板被不均匀冷却，因此平板表面易于变形或成波浪形起伏。此外，空气冷却的强化玻璃内部有张应力层，厚度为压应力层的约1/2。一般的空气冷却强化玻璃的压应力为约50-150MPa，张应力为约25-75MPa。因此，当内部发生破裂时，上述较大的张应力会立即释放，有时会导致称为自爆的现象发生。因此将仅经过上述物理强化的玻璃应用于CRT板时会产生问题。由于上述原因，在日本专利2904067中，没有进行上述的迅速冷却，而是在玻璃被从退火点冷却至应变点时通过向玻璃使用冷空气从而进行适度的冷却。中心的张应力很小。然而，表面的压应力也很小，并且玻璃的弯曲强度也降低了。这种玻璃的压应力为约5-30MPa，张应力为约2-15MPa，弯曲强度为约100-150MPa。为了用弯曲强度为100-150MPa的玻璃支撑CRT内外的压力差，必然要增加玻璃厚度，因此玻璃将具有较大的厚度和较高的重量。日本专利2904067还公开了一种化学强化CRT用玻璃板的方法。如上述日本专利所推断的，化学强化未能产生足够的应力应变层，并且据说如此化学强化的玻璃不适合用作CRT玻璃。此外，JP-A-1-319232公开了一种用于CRT的化学强化玻璃。然而，当应力应变层厚度较薄时，如果在CRT的生产过程中或作为产品使用CRT时玻璃由于外部冲击而遭破坏，破裂可能会穿透应力应变层，玻璃可能会断裂。此外，日本专利2837134公开了一种具有高离子交换效率的化学强化玻璃。在该专利中公开的玻璃的应力应变层的厚度为200μm或更高，弯曲强度为至少800MPa。然而，已发现上述玻璃的X-射线吸收系数低，不能满足28/cm的X-射线吸收系数的需要，这一数值是用于CRT的玻璃板的标准数值。更具体地说，未要求上述玻璃含有除ZrO2外的其他成分以增加X-射线吸收系数。例如，当ZrO2的含量增加至其最大值15重量％时，上述玻璃的X-射线吸收系数仅为约25/cm。此外，ZrO2是一种难溶于玻璃的成分，如果其加入量大于10重量％，大多数这种额外部分保持不溶。实际上，至今尚未发现有玻璃能满足厚度至少100μm、高弯曲强度至少300MPa和X-射线吸收系数至少28/cm的应力应变层的需要。因此，CRT平板必然要有较大的厚度和较高的重量，例如TV接收器就具有很大的重量。特别是，36-英寸CRT平板的中央厚度为约20mm，重量约40Kg。同时，由于电子束的辐照阴极射线管的平板玻璃会变色或变成棕色，已知有一种方法通过离子交换改变玻璃板的表面层中碱离子浓度以防止玻璃板的变色(成棕色)。例如，JP-A-50-105705公开了一种生产将被电子束辐照的玻璃的方法，其中通过用钾、铷、铯和氢中至少一种离子交换锂或钠以减少玻璃的表面层中存在的锂或钠，从而防止成棕色。JP-B-7-108797公开了一种可被电子束辐照的玻璃板，其中用钾离子和锂离子替换由钠钙玻璃制成的平板的至少一个电子-束-辐照表面的钠离子。根据描述，替换的锂离子的进入深度优选为10μm，替换的钾离子的进入深度优选为5-20μm，当上述深度更小或更大时，防止成棕色的效果就降低了。然而，该钠钙玻璃的杨氏模量为大约73GPa，并且当平板的厚度减小时，平板易于变形。当只进行上述离子交换以防止成棕色时，不能获得足够的强度。因此在这一方法中，要求用于平面布劳恩管的玻璃具有比用于常规曲面布劳恩管的玻璃更大的厚度。上述用于防止成棕色的离子交换方法既未打算用于平面布劳恩管，也未打算用于实现降低布劳恩管的厚度和降低其重量。起初，上述方法并未寻求获得高强度。对于降低阴极射线管的玻璃板的厚度和重量所需要的玻璃的组成和性能，还未有任何研究。通常增加平板的厚度以获得足够的强度，目前还未研制出已实现了厚度和重量降低的阴极射线管平板。在这种情况下，本专利技术的第一个目的是提供一种厚度和重量降低了的用于阴极射线管的玻璃，由上述玻璃制成的用于阴极射线管的玻璃板，装有上述玻璃板的阴极射线管，上述玻璃的制备方法和用于阴极射线管的基质玻璃。本专利技术的第二个目的是提供一种用于阴极射线管的玻璃，该玻璃具有高强度和高X-射线吸收系数并通过化学强化基质玻璃而得到，其中的应力应变层可通过离子交换而形成，以便到达玻璃内的深层，提供一种用于阴极射线管由上述玻璃制成的玻璃板和一种装有上述玻璃板的阴极射线管。此外，本专利技术的第三个目的是提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于阴极射线管的玻璃，该玻璃是由化学强化玻璃制成的，并具有至少９０ＧＰａ的杨氏模量。

【技术特征摘要】
JP 2000-6-2 165917/00;JP 2000-6-2 166574/00;JP 2001．一种用于阴极射线管的玻璃，该玻璃是由化学强化玻璃制成的，并具有至少90GPa的杨氏模量。2．权利要求1所述的玻璃，该玻璃具有至少一种下列特性至少30GPa的比弹性模数(杨氏模量/比重)，至少500℃的应变点，小于20MPa的内部张应力或至少100MPa的表面压应力。3．权利要求1所述的玻璃，该玻璃是从含有SiO2、Al2O3、Li2O、Na2O、SrO、TiO2、ZrO2和CeO2，还含有MgO或CaO或二者的基质玻璃得到的化学强化玻璃。4．一种用于阴极射线管的基质玻璃，该玻璃含有SiO2、Al2O3、Li2O、Na2O、SrO、TiO2、ZrO2和CeO2，还含有MgO或CaO或二者，并且Li2O含量为5-20mol％,SrO含量为3-15mol％,ZrO2含量为0.1-5mol％，5．权利要求4所述的玻璃，该玻璃含SiO240-70mol％、Al2O30.1-15mol％、Na2O 0.1-10％、MgO 0-15mol％、CaO 0-15mol％和TiO20.1-15％，并且SiO2+Al2O3+Li2O+Na2O+SrO+TiO2+ZrO2+CeO2+MgO+CaO的总量为至少85mol％。6．一种用于阴极射线管的玻璃，该玻璃是从权利要求4所述基质玻璃得到的化学强化玻璃。7．权利要求6所述的玻璃，该玻璃具有至少一种下列特性至少90GPa的杨氏模量至少30GPa的比弹性模数(杨氏模量/比重)，至少500℃的应变点，小于20MPa的内部张应力或至少100MPa的表面压应力。8．一种制备阴极射线管用玻璃的方法，包括在350-550℃下在含Na离子或K离子或二者的浴中，通过对权利要求4所述基质玻璃进行离子交换，从而化学强化该玻璃的步骤。9．一种用于阴极射线管的玻璃板，由权利要求1所述玻璃制成。10．一种用于阴极射线管的玻璃板，由权利要求6所述玻璃制成。11．一种制备用于阴极射线管的玻璃板的方法，包括下列步骤将权利要求4所述基质玻璃加工成板形，和在350-550℃下在含Na离子或K离子或二者的浴中，通过离子交换化学强化如此加工过的玻璃。12．由权利要求9所述玻璃板构成的阴极射线管。13．由权利要求10所述玻璃板构成的阴极射线管。14．一种制备阴极射线管的方法，包括在加热条件下通过熔封将权利要求9所述玻璃板和锥体整合到一起的步骤。15．一种制备阴极射线管的方法，包括在加热条件下通过熔封将权利要求10所述玻璃板和锥体整合到一起的步骤。16．一种用于阴极射线管的玻璃，该玻璃是从含有SiO2、Al2O3、碱金属氧化物、SrO和ZrO2，并且Al2O3含量大于4重量％，但不超过20重量％，SrO含量为5-20重量％的基质玻璃制得的化学强化玻璃。17．权利要求16所述的玻璃，其中的基质玻璃还含有TiO2或CeO2或二者作为基本成分，还含BaO和Sb2O3作为可选成分，而且其中基本成分和可选成分的总量是至少90重量％。18．权利要求17所述的玻璃，其中的基质玻璃含0-3重量％Li2O、4-20重量％Na2O和1-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：蜂谷洋一，
申请(专利权)人：保谷株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]