陰極像破缺研究

摘要：在CRT生產中，陰極像破缺現象非常普遍，這種情況嚴重影響了CRT的壽命，是生產中的一大質量缺陷，為此，通過對陰極像破缺的分析和研究，找出解決陰極缺陷的途徑，完善陰極分解激活工藝，提高產品成品率和壽命。

關鍵詞：陰極缺陷 工藝

1 概述

在CRT（陰極射線管）生產中，經常會看到成品管陰極像不完整的現象，稱陰極像破缺，這種破缺實際上反映的是陰極分解和激活過程中出現陰極缺陷和質量問題，主要是陰極分解工藝不適合陰極產品要求，造成分解過度導致陰極燒結、熔化，使陰極失去發射能力，或者發射小，不符合要求，降低陰極壽命。如果陰極分解不徹底，會在以后的正常工作過程中繼續分解、放氣，從而降低CRT的真空度，帶來更多的不良后果。為了解決這個問題，以顯像管為例，對日立、北斗、大連電子槍的分解、激活工藝進行了長時間的實驗和研究，基本消除了陰極像破缺現象，保證了陰極質量。

2 陰極像缺陷原理

陰極構成

CRT陰極是由陰極涂層、基金屬構成的，燈絲加熱基金屬，使陰極涂層發射電子，這就是陰極的工作原理。

陰極涂層主要是三元碳酸鹽：BaCO3：SrCO3：Ca CO3=50:40:10(摩爾數)

相應的重量比：BaCO3:SrCO3:CaCO3=9.86：5.90：1.00

碳酸鹽在常溫下是穩定的，在高溫下，碳酸鈣先分解、其次是碳酸鍶、碳酸鋇，直到800℃-900℃時才能完全分解。在CRT制作過程中，碳酸鹽陰極分解成為氧化物的過程叫陰極分解：

MeCO3 MeO+CO2↑

Me為堿土金屬

陰極分解的過程是在排氣臺上完成的，因此CO2的釋放量并不會影響CRT的真空度。

陰極分解后下一步就是陰極激活：通過加熱和加電壓等手段，由激活劑氫化鋯參與，讓氧化物分解出單質鋇，這樣就能發射電子了。

ZrH2 Zr+H2↑

3BaO+Zr 2Ba+BaZrO3

在陰極分解和激活的過程中，時常發生陰極破缺現象，如圖所示：

在顯微鏡下看，正常分解和激活的陰極像發酵很好的蛋糕一樣均勻平整、表面上布滿了氣孔，而有缺陷的陰極一般缺陷部分都是被燒熔了，就像均勻的蛋糕上面被滴上了一塊熔化的蠟燭一樣光滑熔塊，這樣的地方是不會發射電子的，看到的陰極像就是黑色的。造成這種缺陷的原因就是在陰極分解或者激活（老練）的過程中燈絲電壓不合適或者這個過程中出現短路等現象引起的。由于這一塊熔化的部分不會發射電子，使得整個陰極的發射面積減小，不得不讓其他能發射的地方承擔這一塊的發射任務，而加大發射量，這就使得其他地方會過早的出現發射疲勞而失去發射能力，降低發射壽命。

3 解決措施

每一種電子槍都會提供自己的分解和激活工藝，但廠家提供的這種工藝未必就是最優化的，也不一定完全適合自己的生產。因此，針對不同電子槍我們經過無數次實驗、優化，利用統計平均的方式，最終找出最佳陰極分解工藝如下：

環境條件：在排氣臺上，溫度在200℃左右，正空度為：4×10-4Pa以上、用高頻爐對調制極加熱到750℃-800℃，調制極呈現暗紅色。此時開始對燈絲加電壓如下：

當電壓加到16伏特以后，停止高頻加熱。

激活工藝如下：

①在開始加電壓之前先檢查整個電子槍各極之間以及和燈絲之間是否有短路現象，并用6V小燈泡為燈絲提供保護。

②老練電壓參數要求

以上工藝對于顯像管用日立、北斗、大顯等電子槍使用效果最好。對于4.5″-110°-?覬20、5.5″-55°-?覬20、7″-90°-?覬20、8″-90°-?覬20、12″-90°-?覬20、14″-90°-?覬20、17″-90°-?覬20、以及各種顯示管都適用。特別是對35SX1B、44SX1B顯像管最為合適。通過優化工藝，使得陰極像破缺現象大量減少，為提高CRT質量和壽命提供了依據。