Склад для виготовлення внутрішнього електропровідного покриття електронно-променевих трубок

Склад для виготовлення внутрішнього електропровідного покриття електронно-променевих трубок на основі графггу, карбонату металу, силікату калію і води, який відрізняється тим, що він додатково містить дюксид кремнію, співполімер метакрилової кислоти і метакриламіду, та як карбонат металу містить карбонат лужноземельного металу при такому співвідношенні компонентів, мас % Графіт 8 0-25 0 Карбонат лужноземельного металу 10 0-20 0 Силікат калію 7 5-15 0 Співполімер метакрилової кислоти і метакриламіду 0 1-05 Дюксид кремнію 0 5-3 0 Вода до 100 Винахід відноситься до галузі одержання матеріалів для електронно-вакуумної промисловості, і зокрема, графгговмісних складів і електропровідних покриттів на їхній основі, що наносяться на внутрішню поверхню електронно-променевих трубок (ЕПТ), наприклад, телевізійних кінескопів, дисплеїв та інших електровакуумних приладів Наявність електропровідного покриття з необхідними характеристиками на внутрішній поверхні ЕПТ різко підвищує контрастність і різкість зображення за рахунок подачі високої анодної напруги та відведення вторинної електронної емісії від тіньової маски люмінесцентного екрану, а також запобігає появі екстраструму при дугових пробоях та ушкодженню елементів електронної схеми прила ливо також, щоб зазначене ЕПП не вмішувало летючих компонентів, виділення яких може привести до різкого зниження вакууму в кінескопі, або отруєння і погіршення емісійних характеристик катоду З метою захисту кінескопа і пов'язаної з ним напівпровідникової схеми від електричних (цугових) пробоїв і зниження рівня завад необхідно, щоб внутрішнє графгговмісне покриття мала постійне значення питомого об'ємного електроопору на усій його площі в межах р = 0,2-0,5Ом см Більш низький питомий електроопір покриття загрожує пробоєм, у той час як більш високе його значення робить роботу кінескопа нестабільною Крім того, поверхнево-активні речовини, що містяться в деяких складах, є джерелом потоутворення, причиною слабкої адгезії та КОГСЗІЙНОІ МІЦНОСТІ покриттів, а також газовиділення у вакуумі Ці та ІНШІ експлуатаційні характеристики ЕПП, багато в чому визначаються застосовуваним для його виготовлення складом, сумісністю компонентів та коло ДУ Звичайно, для одержання електропровідного покриття (ЕПП), застосовувану рідку графгговмісну композицію наносять у вигляді тонкого (10 - ЗОмкм) шару на внутрішню поверхню кінескопа, наприклад, методом розпилення або за допомогою волосяної щггки із наступним висушуванням при 50°С, випалом в печі при 430 - 450°С, вакуумуванням і герметизацією колби кінескопа при 350°С При цьому найменше лущення або опадання часток покриття в процесі монтажу електронного прожектора, термовакуумного тренування і наступної експлуатації виробів неприпустимі тому, що можуть призвести до виходу з ладу ЕПТ Дуже важ ІДНО-ХІМІЧНИМИ властивостями композиції Існує склад для виготовлення внутрішнього покриття електронно-променевих трубок, що містить у % мас дрібнодисперсний графіт 14-22, рідке скло 5-10 (у перерах>нку на S1O2), карбоксиметилцелюлозу 0,2-1,2, сульфанол 0,1-0,5, гідроксид натрію 0,001-0,05 і воду - інше (А с 222564 СРСР, МПК6 H01J 29/88, C09D 5/24, 1968) 00 ю 45184 Істотними недоліками відомого складу є надмірне піноутворення, а також його погана здатність до нанесення на внутрішню поверхню ЕПТ, покриття, одержувані на його основі характеризуються інтенсивним газовиділенням у вакуумі і не мають необхідну механічну МІЦНІСТЬ І адгезію до скла, унаслідок чого частки покриття обсипаються Існує склад для внутрішнього електропровідного покриття ЕПТ, що включає, %мас 10-45 графггу, 30-60 оксиду заліза (РегОз), 20-45 силікату натрію, 0,0014-0,014 алюларилсульфонату та воду - інше (Пат 4163919 США, МПК6 H01J 31/08, Н01В 1/08, 1979) Відомий склад готують послідовним змішуванням і подрібнюванням інгредієнтів у кульовому керамічному млині до одержання однорідної суспензії Проте, єдиний показник складу, що приведений в описі патенту - це величина ЛІНІЙНОГО електроопору покриття між циліндром і анодом ЕПТ і він дорівнює 6,9кОм, що явно недостатньо для характеристики матеріалу Наші дослідження показали, що недоліками відомого складу є низька агрегативна СТІЙКІСТЬ І погана наносимість препарату, а недоліками покриттів на його основі є невисока термовакуумна характеристика, а також неоднорідність і крихкість, що призводить до розтріскування плівки в процесі термовакуумної обробки і обумовлює непостійність питомого електроопору З метою зниження вологості і газовиділення покриттів після операції випалу і вакуумування ЕПТ, у патенті США №4041347, МПК6 H01J 29/46, 1977 запропоновано склад для виготовлення покриттів, що містять на ЮОмас частин графггу, 150250мас ч оксиду заліза, 50-400мас ч суміші силікатів ЛІТІЮ, натрію і калію та воду - інше Проте, великим недоліком такого складу можна вважати надмірно високу лужність (рН = 13,0-13,4), що є причиною підвищеної адсорбції кислих газів (СОг, SO21 ш ) з атмосфери на отриманих на його основі покриттях Найбільше близьким по технічній сутності та ефекту, що досягається, і прийнятим нами за прототип технічним рішенням є склад для виготовлення внутрішнього електропровідного покриття електронно-променевих трубок, описаний у патенті фірми US Philips Corporation (Пат 4085235 США, МПК6 H01J 29/88, 1978) Відомий склад містить, %мас графіт (20-30), силікат калію (10-15), карбонат натрію або карбонат калію або їхньої еквівалентної суміші (3-30) і воду - інше Його одержують шляхом ретельного мокрого змішування компонентів і доведенням системи до 100% водою ВІДПОВІДНО до опису, для одержання електропровідного покриття, відомий склад наносили за допомогою м'якої волосяної щітки на внутрішню поверхню конуса ЕПТ, із наступним висушуванням при 50°С і випалом в печі при 450°С (1 голина) Як видно з приведених нижче характеристик відомого складу і показників отриманого на його основі покриття (див табл 2), відомий склад має занадто високу в'язкість, що утрудняє процес його нанесення на внутрішню поверхню кінескопа з одержанням товстого (43мкм) і нерівномірного шару, що володіє недостатньою МІЦНІСТЮ І НИЗЬКИМ електроопором Через високу лужність і ІНШІ особливості відомого складу, отримані покриття характеризуються підвищеною гігроскопічністю і, ВІДПО ВІДНО, незадовільними показниками термовакуумннх властивостей Задачею винаходу є створення нового складу для виготовлення внутрішнього електропровідного покриття ЕПТ, властивості якого (в'язкість, лужність) забезпечували б одержання покриттів високої якості по показниках МІЦНОСТІ І гігроскопічності, а також по термовакуумним і електрофізичним характеристиках Поставлена задача вирішена складом, що заявляється для виготовлення внутрішнього електропровідного покриття ЕПТ на основі графггу, карбонату металу, силікату калію та води, що додатково містить дюкснд кремнію і співполімер метакрилової кислоти і метакриламіду, а як карбонат металу містить карбонат лужноземельного металу при такому співвідношенні компонентів, %мас Графіт 8 0 - 25 0 Карбонат лужноземельного металу 10 0 - 2 0 0 Силікат калію 7 5-150 Співполімер метакрилової кислоти і метакриламіду 0 10 - 0 50 Дюксид кремнію 0 5-30 Вода дистильована до 100 Приведені нижче конкретні приклади здійснення винаходу і дані про властивості зразків складу й отриманих на їхній основі покриттів (див табл 1 і 2) наочно доказують, що використання в якості компонентів складу співполімеру метакрилової кислоти і метакриламіду, дюксида кремнію і карбонату лужноземельного металу в сукупності з відомими інгредієнтами в знайденому авторами співвідношенні компонентів, забезпечили створення нового складу, придатного для одержання високоякісних покриттів, що мають поліпшені характеристики за основними показниками фізико-хімічних та експлуатаційних властивостей Таким чином, поставлена задача вирішена з досягненням необхідного технічного результату Всі використані компоненти для одержання складу, що заявляється, доступні і виробляються промисловістю в нашій країні або за кордоном Як співполімер метакрилової кислоти і метакриламіду може бути використаний полімер із середньою молекулярною масою 200-300 тисяч, що випускається промисловістю по ТУ 6-01-254-74 Технологія одержання складу, що заявляється, включає змішування компонентів у необхідному співвідношенні і диспергування суміші (наприклад, у кульовому млині) протягом декількох годин до одержання однорідної маси Конкретні приклади складу, що заявляється, приведені в табл 1 Для проведення подальших порівняльних випробувань був приготовлений також зразок відомого складу за пат США №4085235 (прототип) з оптимальним співвідношенням компонентів, %мас графіт - 25 0, карбонат натрію - 6 0, силікат калію - 12 5 та вода - інше (приклад № 11, порівняльний) Для одержання покриттів на основі зразків складу, що заявляється, по прикладах 1-10, а також на основі складу - прототипу (приклад 11), ці склади вручну за допомогою спеціальних волосяних щіток наносили на внутрішню поверхню коніч 45184 ноі частини кінескопів, потім конуси з нанесеним покриттям висушували протягом 1 години при 5070°Ста випалювали при 440°С протягом 5 годин Властивості зразків складу, що заявляється, по прикладах 1-10 оцінювали за показниками рН та "ефективна в'язкість", що визначали ВІДПОВІДНО за допомогою універсального юномера ЕВ-74 і структурно-ротаційного віскозиметра "Rheotest-2" при 25°С Візуально оцінювали також спроможність складів легко наноситися на поверхню скла і утворювати тонкий рівномірний шар покриття Аналогічно оцінювали і зразок відомого складу за прикладом 11 (порівняльний) Випробування покриттів, виготовлених на основі зразків складу, що заявляється, і складу-прототипу, проводили по технологічній інструкції підприємства-виготовлювача кінескопів - Львівського ПО "Кінескоп" (Технологічна інструкція ЦПО ОМ5 238ТИ-82), а також ВІДПОВІДНО ДО ТУ 11ОДО 335 728 ТУ-86Е Кінескоп кольорового зображення 61ЛК5Ц-1 Введений 01 01 87 р та ОСТ 11 070 875-82 Система показників якості продукції Кінескопи для кольорового телебачення Номенклатура показників Введений 01 04 83 Приведені в таблиці 2 дані показують, що в'язкість складу, що заявляється, на порядок нижча, ніж у складі-прототипі, завдяки чому при нанесенні на поверхню кінескопа перший склад утворює більш тонкий і рівномірний шар у порівнянні з останнім Значення водневого показника рН зразків запропонованого складу нижче, ніж у прототип, що сприятливо впливає натермовакуумні характеристики отриманих покриттів Дані про властивості покриттів, приведені в табл 2, свідчать про те, що зразки покриттів, виготовлених на основі складу, що заявляється, по прикладах 1-10, мають більшу МІЦНІСТЬ (мікротвердість 2Т і більше) і оптимальний питомий електроопір, у той час як зразок покриття на основі складу-прототипу характеризується значно більш низь кою, ніж потрібно, величиною питомого об'ємного електроопору (0,05Ом см) Покриття на основі складу, що заявляється, значно менш гігроскопічні (показник "адсорбція водяних парів і газів на прожареному покритті" у 4-5 разів менше ніж у прототипу), а найважливіша термовакуумна характеристика - "залишковий тиск у точці максимального газовиділення" (Ртах) У ПОКРИТТІВ, ВИГОТОВЛЄНИХ ІЗ 33стосуванням запропонованого складу на порядок краща, ніж у прототипу (див табл 2) Додатковим підтвердженням високої якості покриттів, одержаних ВІДПОВІДНО до винаходу, є і результати випробувань кінескопів на контроль другого показника термовакуумних властивостей покриттів - "величини залишкового тиску газів (вакууму) у кінескопі через 1500 годин збереження" Після проведення операцій склеювання, вакуумування (протягом 7 годин при 350°С) і герметизації кінескопів, що містять внутрішні покриття, що наносили як описано вище, періодично через кожні 100 годин контролювали величину залишкового тиску в балоні кінескопа (Ртщ) Випробування показали, що при використанні для виготовлення покриттів складів по прикладах 2-5, у десятьох виготовлених кінескопах через 1500 годин збереження значення показника Ртщ дорівнювало 1-4 х 1 0 6 м м р т с т , у той час як у випадку застосування складу-прототиПУ Pmin - 6-9 X 10 ММрТСТ Таким чином, приведені вище дані про властивості складу, що заявляється, і результати випробувань отриманих на його основі покриттів показують значні переваги рішення, що заявляється, в порівнянні з відомим по основних показниках фізиКО-ХІМІЧНИХ і споживчих властивостей Електропровідні покриття, виготовлені з використанням винаходу, задовольняють сучасним вимогам за механічними, електрофізичними та вакуумними характеристиками, Щ ДОЗВОЛИТЬ ПОЛІПШИТИ ЯКІСТЬ, ПІДВИО ЩИТИ надійність і ДОВГОВІЧНІСТЬ одержуваних виробів (кінескопів, дисплеїв і інших ЕПТ) Таблиця 1 Склад за прикла-дом No№ 1 2 3 4 5 6 Графіт 8 9 10 175 150 125 11 5 100 120 120 125 125 125 11 (пор) 25 0 7 Найменування та вміст компонентів, %мас Співполімер Карбонат ДІОКСИД метакрилової лужноземельного металу кремнію КИСЛОТНІ Тип карбонату Вміст метакрнламіда Склад, щ о заявляється 125 15 0 25 СаСОз 150 20 0 25 СаСОз 175 20 0 25 СаСОз 185 20 0 20 СаСОз 20 0 20 0 25 СаСОз 180 25 0 25 СаСОз 180 20 0 20 СаСОз 175 10 0 25 МдСОз 175 10 0 25 ЗІСОз 175 10 0 25 ВаСОз Відомий склад (прототип) — Na2CO3 60 — Силікат калію, K 2 Si0 3 Вода 11 5 105 11 5 11 5 11 5 11 5 135 120 120 120 до до до до до до до до до до 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 125 до 100 45184 № приклада складу і зразка покриття Таблиця 2 ФІЗИКО-ХІМІЧНІ показники складу та хараісгеристики покриттів на його основі Термоваку-умна Ефекти в-на МікроПитомий Адсорбція парів харак-теристика в'язкість твердість об'ємний покриттів води та газів на складів, п, прожаре-них електроопір (залишковий тиск прожарених рН скла(сПз) за покриттів покриттів після в точці покриттях ДУ (440°С,5г) термо- обробки ШВИДКІС-ТЮ (гігроскопічність максималь-ного по шкалі 2М(440°С,5ч), р, зсуву покри-ття), А,мг/г газо-виділення) 2Т Ом см у=145с 1 Pmax, MM рТ СТ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 (пор) 120 84 39 27 19 45 37 42 39 36 122 120 11 9 11 8 11 6 11 7 121 122 121 11 9 450 0 128 Склад, що заявляється Т-2Т 0 20 2Т 0 22 >2Т 0 31 >2Т 0 43 >2Т 0 50 2Т 0 35 >2Т 0 45 2Т 0 35 2Т 0 33 2Т 0 29 Відомий склад (прототип) Т 0 05 146 157 175 182 222 184 205 171 168 165 8 5x10 4 9 0x10 4 7 0x10 4 8 2x10 4 1 0x10' 3 2x10' 3 0x10' 9 2x10 4 8 8x10 4 8 3x10 4 846 7 0x10' ДП "Український інститут промислової власності "(Укрпатент) Україна, 04119, Киів-119, вул сім'ї Хохлових, 15 (044) 456-20-90