專利名稱：包含氧化鉛和三氧化二鐵的陰極射線管燈泡玻璃的制作方法
工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種CRT(陰極射線管)燈泡玻璃，它包含用于X射線吸收的PbO，更具體而言，本發(fā)明涉及一種用于彩色陰極射線管燈泡錐體部分或頸部的X射線吸收玻璃。
現(xiàn)有技術(shù)一種陰極射線管燈泡，它包括一個含內(nèi)表面、用于在其上形成熒光屏的嵌板部分，支撐其內(nèi)的電子槍的頸部，連接嵌板部分和頸部的錐體部分，以及密封頸部末端的心柱。這些部分分別由具有適當(dāng)特性的玻璃制成。
在陰極射線管的操作中，電子槍發(fā)射出一束電子束，撞擊在熒光屏上產(chǎn)生一束可見光，同時產(chǎn)生X射線輻射。X射線對人體有害，必須降低到一個可接受的水平。
為達到此目的，傳統(tǒng)的陰極射線管燈泡通常是由含氧化鉛(PbO)的高X射線吸收率玻璃制成的。例如，支撐電子槍的頸部由包含PbO的重量百分比為20-40％的高X射線吸收率玻璃制成。這種玻璃對于波長為0.6埃的X射線的吸收系數(shù)不小于80cm-1。
錐體部分由包含PbO的重量百分比為10-30％的玻璃制成，由此，這種玻璃對于波長為0.6埃的X射線的吸收系數(shù)不小于40cm-1。
本發(fā)明擬解決的問題按照慣例，作為一種處理陰極射線管的方法，通常是將陰極射線管壓成碎片后填埋在地下。但長時間后，玻璃中的PbO可能溶出或浸出到水中，例如到雨水，大氣中的水分，和/或土地中的水分中。浸出的鉛將不利地造成環(huán)境污染，這是非常令人關(guān)心的。
為了避免由于陰極射線管燈泡玻璃中的鉛浸出到土地中而產(chǎn)生的環(huán)境污染，可采用的一種措施是降低陰極射線管燈泡玻璃中的PbO含量。但是，如果PbO含量降低到一預(yù)定數(shù)量，則不可能獲得充足的X射線吸收率。
為了對此進行補償，可以考慮使玻璃包含大量的X射線吸收率相對較高的SrO和BaO。但是在該方法中，玻璃的液相溫度增加，玻璃傾向于反玻璃化，從而難以使玻璃成型。
因此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種X射線吸收陰極射線管燈泡玻璃，與傳統(tǒng)的陰極射線管燈泡玻璃相比，這種玻璃的PbO含量沒有降低，但是，即使它被填埋在地下，也能夠抑制PbO從玻璃中溶出。解決問題的途徑作為各種實驗的一個結(jié)果，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)往鉛玻璃中加入預(yù)定數(shù)量的Fe2O3，可以抑制浸出到水中的鉛含量。這可以理解為基于下述原因通過加入Fe2O3，玻璃的網(wǎng)狀組織在電學(xué)上被鐵離子增強，使網(wǎng)狀組織內(nèi)的間隙變窄，這樣，鉛離子就很難從間隙中選出。
本發(fā)明是建立在這個新知識的基礎(chǔ)上的。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種包含PbO的重量百分比為10-40％的X射線吸收陰極射線管燈泡玻璃，對于波長為0.6埃的X射線，其吸收系數(shù)不低于40cm-1，其中，該玻璃所包含的Fe2O3的重量百分比為0.06-10％。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種包含PbO的重量百分比為20-40％的X射線吸收陰極射線管燈泡玻璃，對于波長為0.6埃的X射線，其吸收系數(shù)不低于80cm-1，其中，該玻璃所含F(xiàn)e2O3的重量百分比為0.06-10％，并被用于頸部玻璃。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種包含PbO的重量百分比為10-30％的X射線吸收陰極射線管燈泡玻璃，對于波長為0.6埃的X射線，其吸收系數(shù)不低于40cm-1，其中，該玻璃所含F(xiàn)e2O3的重量百分比為0.06-10％，并被用于錐體玻璃。發(fā)明描述本發(fā)明包含PbO的X射線吸收陰極射線管燈泡玻璃中所含F(xiàn)e2O3的重量百分比為0.06-10％，優(yōu)選為0.1-10％，更優(yōu)選為0.5-5％，因此該玻璃有可能保持高X射線吸收率，并且大大抑制鉛從玻璃中溶出。值得注明的是即使這種玻璃被填埋在地下，F(xiàn)e2O3也不會產(chǎn)生環(huán)境污染。
Fe2O3含量被限制在上述范圍的原因如下當(dāng)Fe2O3含量按重量百分比計低于0.06％時，不可能顯著抑制鉛從玻璃中浸出；另一方面，當(dāng)Fe2O3含量高于10％時，由于玻璃的反玻璃化，從而難以使玻璃成型。另外，如果Fe2O3的含量增加，熔融玻璃的紅外透射率就降低，這樣，就難以使玻璃在熔化玻璃的容器中均勻地或單一地熔化。特別是，如果是在一個大尺寸容器中熔化玻璃，該玻璃的熔化物就會發(fā)生降解，使得在熔融玻璃中傾向于生成石料或存在其他缺陷。因此，需要將Fe2O3含量抑制在一個盡可能低的水平。
當(dāng)本發(fā)明陰極射線管燈泡玻璃被用作頸部玻璃時，優(yōu)選包含PbO的重量百分比為20-40％，對于波長為0.6埃的X射線，它具有不低于80cm-1的高吸收系數(shù)。當(dāng)PbO的重量百分含量低于20％時，難以獲得與頸部玻璃一樣的充足的X射線吸收率。另一方面，PbO重量百分含量高于40％是不利的，這是由于玻璃粘度變得過低，導(dǎo)致難以形成頸部。另外，對于波長為0.6埃的X射線，當(dāng)吸收系數(shù)低于80cm-1時，因為X射線的透出量過多，對人體會產(chǎn)生不利影響，所以這種陰極射線管燈泡玻璃不適用于頸部玻璃。
一種適用于陰極射線管頸部玻璃的組合物，它基本上由按重量百分比計的下列組分組成38-58％SiO2，0-5％Al2O3，20-40％PbO，0-5％MgO，0-6％CaO，0-9％SrO，0-9％BaO，0-5％Na2O，6-15％K2O，0-1％Sb2O3，0-10％TiO2，和0.06-10％Fe2O3，并且優(yōu)選40-55％SiO2，0.5-4％Al2O3，25-38％PbO，0-3％MgO，0-4％CaO，0-7％SrO，0-7％BaO，0-4％Na2O，8-14％K2O，0-0.6％Sb2O3，0.1-5％TiO2，和0.5-5％Fe2O3。
當(dāng)本發(fā)明陰極射線管燈泡玻璃被用作錐體玻璃時，優(yōu)選包含PbO的重量百分比為10-30％，并且對于波長為0.6埃的X射線，它具有不低于80cm-1的高吸收系數(shù)。當(dāng)PbO的重量百分含量低于10％時，難以獲得與錐體玻璃一樣的充足的X射線吸收率。另一方面，PbO重量百分含量高于30％是不利的，因為玻璃粘度變得過低，導(dǎo)致難以形成錐體。
另外，對于波長為0.6埃的X射線，當(dāng)吸收系數(shù)低于40cm-1時，因為X射線的透出量過多，對人體會產(chǎn)生不利影響，所以這種陰極射線管燈泡玻璃不適用于錐體玻璃。
一種適用于陰極射線管錐體玻璃的組合物，它基本上由按重量百分比計的下列組分組成48-58％SiO2，0.5-6％Al2O3，10-30％PbO，0-5％MgO，1-6％CaO，0-9％SrO，0-9％BaO，3-9％Na2O，4-11％K2O，0-1％Sb2O3，0-10％TiO2，和0.06-10％Fe2O3，并且優(yōu)選49-57％SiO2，1-5％Al2O3，15-27％PbO，0-4％MgO，2-5％CaO，0-4％SrO，0-4％BaO，4-8％Na2O，5-10％K2O，0-0.6％Sb2O3，0.1-5％TiO2，和0.5-5％Fe2O3。
在本發(fā)明中，只要不破壞玻璃的特征，有可能包含除上述組分外的其他組分。例如，加入ZrO2，CeO2，LiO2和V2O5的總的重量百分比可最高到3％。應(yīng)避免加入那些當(dāng)被填埋在土地中時可能產(chǎn)生環(huán)境污染的組分，例如Cr2O3，CdO和As2O3。
實施例現(xiàn)在，將參照實施例和對比例，詳細描述本發(fā)明的一種陰極射線管燈泡玻璃。
表1列出了本發(fā)明實施例(樣品編號為1-5)和一個對比例(樣品編號為6)，其中，每個樣品都是一種適用于頸部玻璃的材料。
表2列出了本發(fā)明實施例(樣品編號為7-11)和一個對比例(樣品編號為12)。其中，每個樣品都是一種適用于錐體玻璃的材料。
表1(重量％)
表2(重量％)
按下列方式制備表1和表2中的各個樣品。
首先，制備一批含表中特定組成的玻璃。將這批玻璃放入一個鉑坩堝中，然后，在溫度大約為1480-1500℃的條件下熔化4小時，得到一種熔融的玻璃。為了獲得均勻的玻璃，在熔化過程中間用一根鉑攪拌桿攪拌該熔融玻璃3分鐘，使之脫氣。此后，將熔融玻璃注入一個模子中，逐漸冷卻。這樣，制成各個樣品。
測量由此制得的各個樣品的X射線吸收系數(shù)、鉛浸出量和熱膨脹系數(shù)。測定結(jié)果列于表中。
從表1明顯可見，作為本發(fā)明實施例的編號為1-5的各個樣品，均具有不低于89.8cm-1的高X射線吸收系數(shù)和0.3-1.1mg/l的低鉛浸出量。另一方面，作為對比例的編號為6的樣品具有101.8cm-1的高X射線吸收系數(shù)，但是鉛浸出量為1.4mg/l。
從表2明顯可見，作為本發(fā)明實施例的編號為7-11的各個樣品，均具有不低于60.0cm-1的高X射線吸收系數(shù)和0.3-1.0mg/l的低鉛浸出量。另一方面，作為對比例的編號為12的樣品具有66.3cm-1的高X射線吸收系數(shù)，但是鉛浸出量為1.3mg/l。
編號為1-6的各個樣品的熱膨脹系數(shù)為92-98×10-7/℃，相當(dāng)于現(xiàn)存彩色陰極射線管頸部玻璃的熱膨脹系數(shù)。編號為7-12的各個樣品的熱膨脹系數(shù)為95-100×10-7/℃，相當(dāng)于現(xiàn)存彩色陰極射線管錐體玻璃的熱膨脹系數(shù)。
上述各X射線吸收系數(shù)是參考玻璃組成和密度，就波長為0.6埃的X射線而言計算出來的。
鉛的浸出量按下列方式獲得。
首先，壓碎各個玻璃樣品，分選出能夠通過粒度為420微米的篩子但是不能通過粒度為250微米的篩子的碎顆粒。接著，用水沖洗經(jīng)過壓碎和篩選的顆粒，轉(zhuǎn)移到一個燒杯中，在一個干燥器中進行干燥。然后，將10g碎顆粒和100ml純水一起注入一個錐形燒瓶中，在溫度為121℃的條件下蒸壓處理60分鐘。此后，用ICP-AES方法測量所得溶液中的Pb含量，從而確定鉛的浸出量。
用膨脹計測量熱膨脹系數(shù)，作為30-380℃溫度范圍內(nèi)的平均熱膨脹系數(shù)。
發(fā)明效果如上所述，本發(fā)明陰極射線管燈泡玻璃包含F(xiàn)e2O3的重量百分比不低于0.06％，PbO的重量百分比不低于10-40％，能夠顯著抑制所含的鉛從玻璃中浸出。因此，從環(huán)境保護的觀點出發(fā)，本發(fā)明X射線吸收陰極射線管燈泡玻璃是有利的，并且尤其適用于彩色陰極射線管的頸部玻璃或錐體玻璃。
權(quán)利要求
1.一種包含PbO的重量百分比為10-40％的X射線吸收陰極射線管燈泡玻璃，對于波長為0.6埃的X射線，其吸收系數(shù)不低于40cm-1，其中，該玻璃包含重量百分比為0.06-10％的Fe2O3，從而抑制鉛從玻璃中浸出。
2.權(quán)利要求1所述的一種X射線吸收陰極射線管燈泡玻璃，它包含重量百分比為20-40％的PbO和重量百分比為0.06-10％的Fe2O3，并且，對于波長為0.6埃的X射線，其吸收系數(shù)不低于80cm-1，該玻璃被用于頸部玻璃。
3.權(quán)利要求2所述的一種X射線吸收陰極射線管燈泡玻璃，其中，該玻璃基本上由按重量百分比計的下列組分組成38-58％SiO2，0-5％Al2O3，20-40％PbO，0-5％MgO，0-6％CaO，0-9％SrO，0-9％BaO，0-5％Na2O，6-15％K2O，0-1％Sb2O3，0-10％TiO2，和0.06-10％Fe2O3。
4.權(quán)利要求1所述的一種X射線吸收陰極射線管燈泡玻璃，它包含重量百分比為10-30％的PbO和重量百分比為0.06-10％的Fe2O3，并且，對于波長為0.6埃的X射線，其吸收系數(shù)不低于40cm-1，該玻璃被用于錐體玻璃。
5.權(quán)利要求4所述的一種X射線吸收陰極射線管燈泡玻璃，其中，該玻璃基本上由按重量百分比計的下列組分組成48-58％SiO2，0.5-6％Al2O3，10-30％PbO，0-5％MgO，1-6％CaO，0-9％SrO，0-9％BaO，3-9％Na2O，4-11％K2O，0-1％Sb2O3，0-10％TiO2，和0.06-10％Fe2O3。
全文摘要
在一種X射線吸收陰極射線管燈泡玻璃中,包含PbO的重量百分比為10—40%,并且,對于波長為0.6埃的X射線,其吸收系數(shù)不低于40cm
文檔編號H01J29/86GK1275118SQ99801479
公開日2000年11月29日 申請日期1999年9月3日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月4日
發(fā)明者小森宏師 申請人:日本電氣硝子株式會社