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一本专门介绍镍及其应用的杂志
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IN RECENT YEARS, the cathode ray tube market has evolved beyond the standard rounded screen dimension to
include flat screens.
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TINY HOLES, ABOUT 3 micrometres wide, are etched into low-expansion nickel alloy K93600 to form the shadow mask of a cathode ray tube.
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SHADOW MASKS ARE MADE of low-expansion nickel alloys so that the heat generated by a TV does not distort
picture quality.
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THIS DIAGRAM ILLUSTRATES how each electron beam passes through the tiny holes in the shadow mask to
strike the correct phosphor on the TV screen for maximum picture quality.
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提高我们对世界的认识 By Thom Loree
《镍杂志》, 2006 年5月 -- 虽然新型平板显示技术如液晶显示器和等离子技术不断发展，但当今使用的大多数电视机仍然依赖于阴极射线管装置。2005年估计全球运送的1.75亿台电视机中有1.45亿台为基于阴极射线管的产品，价值约为1200亿欧元，而2000年为630亿欧元。显然该技术仍然有市场需求，这意味着对在阴极射线管技术中起关键作用的镍合金的较大需求。
事实上，2004年末Weinberg集团（温伯格集团）为欧洲镍集团制作的《镍使用价值前景的最终报告》表明，镍－铁合金在阴极射线管电视机行业中是 “不可替代”的，并有助于大规模生产高质量的阴极射线管。
理由是镍－铁合金具有极低的热膨胀系数，当工作温度上升时，电视图像可以不受干扰，不受阴极射线管温度的影响。1896年法国的C. E. Guillaume（纪尧姆）发现了具有这种性质的合金家族。
当你打开电视机时，阴极射线管利用电子束的强度调节和偏转，撞击真空玻壳的阴极发光屏表面将电信号转化为图像信息。
阴极射线管包含四个主要器件：一个玻璃板，一个荫罩，三个电子枪（每个代表一种颜色）和一个玻璃漏斗。其中荫罩是最依赖镍－铁合金的器件。
栅极位于电视屏幕的后面，荫罩上刻蚀有许多小孔或狭缝并由金属框架支撑（见图示）。荫罩被模压成和玻璃嵌板的内表面轮廓相匹配。Weinberg的报告解释说：“镍－铁合金的一个重要功能就是使金属材料与各种级别的玻璃和陶瓷的热膨胀行为相匹配。镍－铁合金是一种理想的密封合金，因为它使玻璃或陶瓷材料和金属间的表面连接特别好。可根据玻璃和镍铁合金的热膨胀行为进行匹配以满足各种应用需求。“
报告继续提到，镍铁合金用于荫罩，可使屏幕上产生更纯的白色显示，并且改善颜色重现性和耐热性（与铁罩相比）。由于保证了电子束撞击屏幕上的荧光点，荫罩保持了图像的完整性。
荫罩（以及阴极射线管其它部分）所用的镍铁合金通常含35－50％的镍，具有所要求的低热膨胀系数和特定热膨胀系数。主要的欧洲制造商包括德国的蒂森克虏伯VDM公司以及法国Imphy 合金 公司。
蒂森克虏伯VDM的 Pernifer 36®合金用于荫罩和荫罩框架。“我们为这种应用提供了几种蚀刻行为（即将像素刻蚀至荫罩）不同的材料，蒂森克虏伯VDM公司磁性可控膨胀合金部的经理Bernd
de Boer（博尔德.玻尔）博士说。
Pernifer 36镍含量大约为36％，并且宣称在－250°C和＋200°C间具有极低的热膨胀系数。Pernifer 36 nMn®热膨胀系数更低，因为它锰和残留元素的含量更低。
阴极射线管的种类从“胖”到“瘦”，包括较大尺寸，平面板式和高清晰度Ready. 原先用于双金属器件和自动调温器的Invar®（K93600）镍铁合金，以及升级版的Inovar®合金，使射线管制造商能够满足各种技术要求。更确切地说，由于这些合金完美的电子聚焦性能并能在电视屏幕上形成图像，所以它们是荫罩的理想选材。
“低端产品的荫罩使用较廉价的金属，”Imphy的前任通讯部经理，Sylvie Gindre（西尔维•金德雷）说。“但是对于超过66cm的较大规格产品，采用廉价金属则图像质量不佳。电视机工作时热量聚集，荫罩膨胀，产生”凸起“现象。K93600可使这种”凸起“现象处于可控范围。”
目前市场上销售的阴极射线管是“瘦”管，深度仅为传统产品的三分之二。这些大规格和顶级质量标准（100Hz，高清晰度）的优质射线管，必须采用镍合金如K93600制造的荫罩来生产。
K93600镍含量为36％，－100°C－＋200°C间的热膨胀系数低。所有上述的合金均易于焊接。
除了荫罩，镍铁合金也用于阴极射线管的许多部件，比如柱螺栓销（用于固定荫罩）和阳极按钮（电子是负极，阳极是正极，所以吸引从阴极射出的电子）。双金属弹簧用于匹配和补偿这些材料的膨胀率。热膨胀系数不同的两个金属复合或结合制成双金属。
近年来，阴极射线管市场的发展已超出了标准圆形屏幕，而发展到囊括平板屏幕。然而，在传统显像管中荫罩随着屏幕弯曲，在平板电视里它必须崩在坚固的框架上以保持其形状。因此，框架材料必须能耐受处理过程中产生的热，避免膨胀。而且镍铁合金的低热膨胀系数又可以阻止荫罩伸展变形及冷却时张力丧失。
新显示技术如有机发光显示技术的制造商，也将目光瞄准了低膨胀镍合金，以便为丝网印制用筛网和类似需求提供性质稳定的材料。由于显示技术通常遇到由电产生的热量，需要稳定的质量，制造商自然会把低膨胀镍合金看作有潜力的基石。
Thom Loree is a Toronto-based freelance writer.
照片来源: ThysenKrupp VDM GmbH and Imphy Alloys
Dr. Bernd de Boer |
