Определяя тип дисплея
|
ЖУРНАЛ ПОСВЯЩЕН НИКЕЛЮ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЮ |
 |
|
В ПОСЛЕДНИЕ ГОДЫ рынок катодно-лучевых трубок развился, и наряду со стандартными изогнутыми экранами
появились плоские. |
 |
|
ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ТЕНЕВОЙ МАСКИ катодно-лучевой трубки в тонком листе из никелевого сплава K93600,
имеющего низкий коэффициент теплового расширения, протравливаются мельчайшие отверстия шириной около 3
микрометров. |
 |
|
ТЕНЕВЫЕ МАСКИ СДЕЛАНЫ из никелевых сплавов, имеющих низкий коэффициент теплового расширения, так что
тепло, вырабатываемое телевизором, не искажает качество изображения. |
 |
|
ЭТА ДИАГРАММА ИЛЛЮСТРИРУЕТ как каждый пучок электронов проходит через мельчайшие отверстия в теневой маске
и попадает в нужную люминофорную точку на телевизионном экране, тем самым обеспечивая максимальное качество
изображения. |
|
|
Расширяя наше видение мира
Том Лори (Thom Loree)
Журнал «Никель», май 2006 -- Вопреки росту новых технологий производства плоских экранов, таких как жидкокристаллические дисплеи и плазменные панели, большинство используемых сегодня телевизоров полагается на устройство, известное как катодно-лучевая трубка. Согласно оценкам, в 2005 г. 145 млн из 175 млн мировых поставок телевизоров составила продукция на катодно-лучевых трубках стоимостью около 120 млрд евро (в сравнении с 63 млрд евро в 2000 г.) Совершенно ясно, что эта технология все еще пользуется спросом, а это приводит к еще большему спросу на никелевые сплавы, играющие существенную роль в технологии производства катодно-лучевых трубок.
И действительно, в «Заключительном отчете о программе использования никеля», подготовленном «Вайнберг Груп» (Weinberg Group) для Группы «Европейский никель» (European Nickel Group) в конце 2004 г., утверждается, что железоникелевые сплавы «незаменимы» в промышленности, производящей телевизоры на катодно-лучевых трубках, и вносят свой вклад в высококачественное массовое производство таких трубок.
Причиной этому является тот факт, что железоникелевые сплавы обладают предельно низким коэффициентом теплового расширения, что позволяет получить неискаженное телевизионное изображение, не зависимое от температуры катодно-лучевой трубки, нагревающейся в процессе работы. Группа сплавов, обладающая таким свойством, была открыта во Франции в 1896 г. Ш. Э. Гильомом.
Вы включаете телевизор - и катодно-лучевая трубка преобразует электрический сигнал в визуальную информацию, используя преломленный пучок электронов с модулированной интенсивностью светового потока, которым бомбардируется поверхность катодолюминесцентного экрана в стеклянной колбе в вакууме.
В катодно-лучевую трубку входят четыре главных элемента: стеклянная панель, теневая маска, три электронные пушки (по одной на каждый цвет) и конус самой трубки. Из всех четырех, самой зависимой от железоникелевых сплавов является теневая маска.
Являющаяся решеткой, находящейся непосредственно за телеэкраном, теневая маска представляет собой тонкий лист в металлической раме со множеством мельчайших отверстий – точек или щелей (см. иллюстрацию). Контур маски соответствует контуру внутренней поверхности стеклянной панели. В отчете «Вайнберг Груп» сказано: «Важной функцией железоникелевых сплавов является соответствие металлических материалов характеристикам теплового расширения различных категорий стекла и керамики. Железо-никель является идеальным уплотняющим сплавом, поскольку он позволяет создавать великолепные поверхностные соединения между стеклом или керамическим материалом и металлом. Разные виды стекла и железоникелевые сплавы могут быть подобраны в соответствии с их поведением при тепловом расширении, что позволяет использовать их в разных приборах».
Далее в отчете говорится, что использование железоникелевого сплава в маске позволяет получать на экране более чистый (по сравнению с железными масками) белый цвет и улучшает цветопередачу и термоустойчивость. Маска поддерживает целостность изображения, обеспечивая попадание пучка электронов в нужную люминофорную точку на экране.
Железоникелевые сплавы, используемые в теневых масках (и в других частях катодно-лучевой трубки), как правило содержат от 35 до 50 процентов никеля, что обеспечивает необходимый низкий заданный коэффициент теплового расширения. В число главных европейских производителей входят немецкая компания ThyssenKruppVDM GmbH и, до начала 2006 г., французская компания Imphy Alloys.
Сплав ThyssenKruppVDM’s Pernifer 36® используется в теневых масках и рамах теневых масок. «Для них мы поставляем несколько категорий материала, которые отличаются поведением при травлении, то есть протравке пиксельных отверстий в маске», - говорит д-р Бернд де Бур (Bernd de Boer), менеджер компании ThyssenKrupp по магнитным сплавам и сплавам с заданным коэффициентом тепловогом расширения.
Сплав Pernifer 36 содержит около 36% никеля и может похвастаться чрезвычайно низким коэффициентом теплового расширения (между -250 и 200 °C). А, благодаря меньшему содержанию марганца и примесных элементов, коэффициент теплового расширения Pernifer 36 nMn® еще ниже.
Катодно-лучевые трубки бывают разных величин – от толстых до тонких, включая трубки более крупных размеров, панели плоских экранов и модели со статусом «High Definition Ready». Железоникелевый сплав Invar®(K93600), первоначально использовавшийся в биметаллах и термостатах, а также его улучшенные версии, такие как Inovar®, позволили производителям трубок с успехом решать различные технические задачи. Ведь они идеально подходят для теневых масок, так как обеспечивают совершенное сведение электронных пучков при формировании изображения на телеэкране.
«В продукции с ограниченными возможностями используются маски из более дешевых металлов», - говорит Сильви Жэндр (Sylvie Gindre), бывший менеджер по связям с общественностью компании «Имфи» (Imphy), - но они не позволяют получить приемлемое качество изображения на форматах больше 66 см. Когда во время работы телевизора температура поднимается, теневая маска расширяется, и возникает так называемый эффект «вздутия», то есть деформация теневой маски. Однако сплав K93600 держит это явление под контролем».
Среди продающихся в настоящее время катодно-лучевых трубок можно найти тонкотрубчатые, глубина которых составляет только две трети традиционных трубок. Эти превосходные трубки, имеющиеся в крупноформатных и высококачественных моделях (100 Hz, High Definition Ready), могут производиться только с масками, сделанными из никелевых сплавов, таких как K93600.
Сплав K93600 содержит около 36% никеля и имеет низкий коэффициент теплового расширения (между -100 и 200°C). Все вышеуказанные сплавы легко поддаются сварке.
Железо-никель применяется не только в теневой маске, но и в многочисленных деталях катодно-лучевой трубки, таких как шпильки (используемые для крепления теневой маски) и анодные кнопки (электроны – отрицательные, анод – положительный, поэтому он притягивает испускаемые катодом электроны). Биметаллические пружины используются для приведения в соответствие и компенсации коэффициентов расширения этих материалов. Биметаллы создаются путем нанесения покрытия или сварки двух материалов с разными коэффициентами теплового расширения.
В последние годы рынок катодно-лучевых трубок развился, и наряду со стандартными изогнутыми экранами появились плоские экраны. В традиционном кинескопе теневая маска изогнута вместе с экраном, тогда как в телевизоре с плоским экраном она должна быть натянута на сплошную раму в целях сохранения формы. Поэтому необходимо, чтобы материал рамы сопротивлялся теплу, вырабатываемому в процессе обработки, и не расширялся. Опять-таки, низкий коэффициент теплового расширения, достигаемый использованием железоникелевых сплавов, предотвращает расширение теневой маски за пределы формы, а затем снижение силы натяжения после остывания.
Производители дисплеев по новым технологиям, таким как органические светоэмиссионные дисплеи, тоже обратили внимание на никелевые сплавы с низким коэффициентом теплового расширения как на стабильный материал для трафаретов в сеткографии и подобных областях. А так как обычно дисплейная аппаратура имеет дело с теплом, созданным электроэнергией, и при этом должна быть стабильной, то естественно, что производители рассматривают имеющие низкий коэффициент теплового расширения никелевые сплавы как потенциальный структурный элемент.
Том Лори – наш внештатный автор из Торонто.
ФОТОГРАФИИ: ThysenKrupp VDM GmbH and Imphy Alloys
 Dr. Bernd de Boer |
