AT413160B - Verfahren zum herstellen einer röntgenröhrenanode - Google Patents

Verfahren zum herstellen einer röntgenröhrenanode Download PDF

Info

Publication number
AT413160B
AT413160B AT0196400A AT19642000A AT413160B AT 413160 B AT413160 B AT 413160B AT 0196400 A AT0196400 A AT 0196400A AT 19642000 A AT19642000 A AT 19642000A AT 413160 B AT413160 B AT 413160B
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
target
pack
slurry
target substrate
tape
Prior art date
Application number
AT0196400A
Other languages
English (en)
Other versions
ATA19642000A (de
Original Assignee
Gen Electric
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gen Electric filed Critical Gen Electric
Publication of ATA19642000A publication Critical patent/ATA19642000A/de
Application granted granted Critical
Publication of AT413160B publication Critical patent/AT413160B/de

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00X-ray tubes
    • H01J35/02Details
    • H01J35/04Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H01J35/08Anodes; Anti cathodes
    • H01J35/10Rotary anodes; Arrangements for rotating anodes; Cooling rotary anodes
    • H01J35/108Substrates for and bonding of emissive target, e.g. composite structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2235/00X-ray tubes
    • H01J2235/08Targets (anodes) and X-ray converters
    • H01J2235/086Target geometry
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12014All metal or with adjacent metals having metal particles
    • Y10T428/12028Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, etc.]
    • Y10T428/12063Nonparticulate metal component

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Röntgenröhrenanode mit einem hitzebeständigen Metalltargetsubstrat und einer hitzebeständigen Metallbrennspur, wobei eine Brennspur/Targetsubstrat-Schnittstelle um weniger als etwa 0,13 mm und vorzugsweise um weniger als etwa 0,10 mm oder 0,05 mm von einer perfekt ebenen Schnittstelle zwischen dem Targetsubstrat und der Brennspur abweicht, und die Brennspur mit einer Oberfläche ausgebildet wird, die um weniger als etwa   0,13   mm und vorzugsweise um weniger als etwa   0,10   mm oder 0,05 mm variiert. 



  Röntgenstrahlen werden erzeugt, wenn Elektronen in einem Vakuum im Inneren einer Röntgenröhre freigesetzt, beschleunigt und dann abrupt abgebremst werden. Die Elektronen werden von einem beheizten Glühfaden aus freigesetzt. Eine Hochspannung zwischen einer Anode und einer Kathode beschleunigt die Elektronen und bewirkt, dass sie auf der Anode auftreffen. Die Anode, üblicherweise auch als das Target bezeichnet, kann von der Art einer rotierenden Scheibe sein, so dass der Elektronenstrahl fortlaufend einen anderen Punkt auf der Targetoberfläche trifft. Die Röntgenröhre enthält die Kathoden- und Anodenanordnung, die ihrerseits das rotierende Scheibentarget und einen Rotor umfasst, welcher ein Teil einer Motoranordnung ist, die das Target in Drehung versetzt.

   Ein Stator ist ausserhalb der Röntgenröhrenvakuumeinhüllung vorgesehen und überlappt den Rotor um etwa zwei Drittel. Die Röntgenröhre ist in einem Schutzgehäuse eingeschlossen, das ein Fenster für die erzeugten Röntgenstrahlen aufweist, damit diese die Röhre verlassen können. Das Gehäuse ist mit Öl gefüllt, um die von den Röntgenstrahlen erzeugte Wärme zu absorbieren. 



  Das rotierende Röntgenröhrentarget weist ein hitzebeständiges metallisches Targetsubstrat und eine Targetbrennspur aus einem Röntgenstrahlen emittierenden Metall auf, die mit dem Targetsubstrat entlang einer Schnittstelle verbunden ist. Wolfram alleine oder Wolfram legiert mit anderen Metallen wird bei Röntgenröhrentargets häufig verwendet. Metalle, die manchmal in kleinen Mengen mit dem Wolfram legiert werden, sind z. B. Rhenium, Osmium, Iridium, Platin, Technetium, Ruthenium, Rhodium und Palladium. Röntgenröhrentargets, die zur Gänze aus Wolfram oder Wolframlegierungen gebildet sind, bei denen Wolfram das vorherrschende Metall ist, zeichnen sich durch hohe Dichte und hohes Gewicht aus. Zusätzlich ist Wolfram kerbemfindlich und extrem spröde und unterliegt daher der Gefahr eines Totalausfalles.

   Wegen dieser Nachteile weisen Röntgenröhrentargets typischerweise eine Targetbrennspur aus Wolfram oder einer Wolframlegierung und ein Targetsubstrat aus einem anderen Metall oder einer anderen Legierung auf. Typischerweise werden Molybdän und Molybdänlegierungen für das Targetsubstrat verwendet. 



  Ein Röntgenröhrentarget wird typischerweise mit Hilfe pulvermetallurgischer Verfahren gefertigt, bei welchen Metallpulver zur Bildung der Targetbrennspur auf einem Metallpulver zur Bildung des Targetsubstrats angeordnet wird. Die gesamte Pulvermasse wird gepresst, gefiltert und dann geschmiedet und maschinell abgearbeitet, um das Target zu bilden. 



  Das Verfahren führt zu einer ungleichmässigen Oberfläche und Dicke und einer ungleichmässigen Schnittstelle zwischen der Targetbrennspur und dem Targetsubstratmetall. Das Brennspurmetall ist schwerer als das Targetsubstratmetall und die ungleichmässige Dicke kann zu einer Unwucht des rotierenden Targets führen. Dünne und dicke Bereiche der Spur erzeugen Spannungen an der Spur/Targetsubstrat-Schnittstelle, welche lokales Kornwachstum und Delamination verursachen können. Die Unmöglichkeit, die Dicke des Spurmetalls genau zu steuern, macht es notwendig, dass ein Überschuss an kostspieligem Spurmetall auf das Targetsubstrat aufgebracht wird, um zu gewährleisten, dass kein Targetsubstratmetall frei bleibt. 



  In der US 3 649 355 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem zum Härten einer Drehanode eine Graphitbasis mit Wolfram oder einer Wolframlegierung besprüht wird, und anschliessend wird ein Mantel aus Wolfram oder Wolframlegierungen abgelagert. Die GB 1 498 654 beschreibt die Bildung eines Anodentargets aus mehreren durch Sintern oder Giessen hergestellten Schichten, wobei die Dicke und Durchmesser der Schichten durch einen formgebenden Hoch- 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 geschwindigkeits-Stossprozess hergestellt werden. 



  Das erfindungsgemässe Verfahren vermeidet die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik und zeichnet sich dadurch aus, dass eine Aufschlämmung aus einem Röntgentargetmetall, einem Lösungsmittel und einem Bindemittel gebildet wird, sodann ein gleichmässiger Film der Aufschlämmung auf der Oberfläche des hitzebeständigen Metallsubstrates geformt und das Lösungsmittel aus der Aufschlämmung verdampft wird, um das Brennspur-Rohband zu bilden, welches von der Oberfläche entfernt und auf das Metalltargetsubstrat aufgebracht wird. 



  Vorzugsweise weist das Targetsubstrat eine Titan-Zirkon-Molybdän-Legierung oder eine TitanZirkon-Molybdän-mit-Kohlenstoff-Legierung auf. 



  Nach einem anderen Verfahrensmerkmal wird das Brennspur-Rohband auf ein hitzebeständiges Metalltargetmaterial aufgebracht, um ein Pack zu bilden, welches sodann gesintert wird. 



  Nach einem weiteren Verfahrensmerkmal wird zur Bildung des Brennspur-Rohbandes eine Aufschlämmung eines Pulvers in einem Lösungsmittel, welches ein Bindemittel enthält, auf eine Giessoberfläche gezogen, das Lösungsmittel aus der Aufschlämmung verdampft, um eine geformte Schicht zu erzeugen, die an der Giessoberfläche entfernbar anhaftet, und das Band verdichtet, um seine Grünfestigkeit zu erhöhen, und die Giessoberfläche von dem Band abgelöst. 



  Die Brennspur kann durch Bandgiessen, Schlickergiessen, Walzenkompaktieren, Aufschlämmungsversprühen, thermisches Sprühen oder Wasserfallverarbeitung gebildet werden. 



  Die Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens bestehen in der Ausbildung eines Röntgentargets mit einer glatten ebenen Oberfläche und einer gleichförmigen Dicke sowie einer verbesserten Bindung an der Targetbrennspur/Targetsubstrat-Schnittstelle, welche eine Rissbildung, eine Delamination und ein Freilegen von Targetsubstratmetall vermeidet, wenn die Brennspur maschinell abgearbeitet wird. 



  Diese und weitere Merkmale werden nun anhand der Zeichnungen näher erläutert, welche nicht-einschränkende beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung veranschaulichen, wobei Fig. 1 ein Querschnitt einer mit dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Röntgenröhrentarget- und-schaftanordnung ist ; Fig. 2 eine Draufsicht der Anordnung von Fig. 1 ist, welche das Targetsubstrat und die Brennspur zeigt; die Fig. 3 und 4 schematische Darstellungen von   weggeschnittenen Abschnitten einer Brennspur und eines Targetsubstrats sind ; Fig. 5 eine   schematische Darstellung des Verfahrens zum Herstellen eines Röntgentargets ist. 



  Die Fig. 1 und 2 sind schematische Ansichten einer Darstellung einer Röntgenröhre 10, welche eine rotierende Anodenanordnung 12 und einen Schaft 14 enthält. Die Anodenanordnung 12 enthält ein Targetsubstrat 16, typischerweise aus der Molybdänlegierung TZM, und eine Targetbrennspur 18, die typischerweise aus einer Wolfram-Rheniumlegierung gefertigt ist. Das Substrat 16 wird an seiner Rückseite von einem Graphitring 20 abgestützt, der mit dem Targetsubstrat 16 hartverlötet ist. Von einer (nicht gezeigten) Kathode erzeugte Elektronen treffen auf der Brennspur 18 auf, welche Röntgenstrahlen emittiert. 



  Die Anodenanordnung 12 wird von einem Induktionsmotor in Drehung versetzt, der einen zylindrischen Rotor 22 aufweist, welcher um eine Achse 24 herum gebaut ist. Die Achse 24 trägt das scheibenförmige Targetsubstrat 16 mit der Brennspur 18 auf der Vorderseite und dem Graphitring 20 auf der Rückseite. Die Anodenanordnung 12 ist über einen Stiel 14 und eine Nabe 26 mit dem Rotor 22 und der Achse 24 verbunden, welche Lager zur leichteren Drehung enthält. Der Rotor 22 der Drehanodenanordnung 10 wird von einem Stator-Induktionsmotor angetrieben und befindet sich auf anodischem Potential, wogegen der Stator elektrisch geerdet ist. 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 



  In einer typischen Röntgenröhre sind die Anoden- und Kathodenanordnung in einem Vakuumrahmen versiegelt und in einem wärmeleitendem Metallgehäuse montiert. Ein Isolationsmaterial ist zwischen dem Stator und dem Glasrahmen und Rotor vorgesehen. 



  Gemäss der Erfindung wird die Targetbrennspur 18 auf dem Targetsubstrat 16 durch ein Bandgiessverfahren hergestellt. Fig. 5 zeigt schematisch ein Verfahren zum Herstellen eines Röntgentargets mit einem ersten Schritt 32, in welchem metallische Legierungspulver mit einem inerten Lösungs- und Bindemittel aufgeschlämmt werden, wie einem Polyethylenoxid oder einem vollständig gesättigten Aliphaten wie Hexan, Heptan oder einer organischen oder wasserbasierenden Mischung wie Polyethylenoxid/Wasser oder Toluol/Polyvinylbutyral od.dgl., welche zwischen etwa Zimmertemperatur und etwa 200 C verdampft. Das Lösungsmittel enthält ein Bindemittel, welches das Metallpulver zusammenhält und ohne Rückstand sauber ausbrennt. 



  Das Metallpulver ist bevorzugt Wolfram oder ein Wolframlegierungspulver wie Wolfram/Rhenium (W-Re). Andere geeignete Metalle und Legierungen wie Rhenium, Rodium, Molybdän oder andere Schwermetalle können jedoch ebenfalls verwendet werden. Die Metalle und Legierungen werden hauptsächlich wegen ihrer hohen Schmelzpunkte ausgewählt (>1500 C). 



  Das W-Re wird mit Hilfe herkömmlicher Pulververarbeitungstechniken zubereitet. Die Teilchengrösse des Pulvers sollte etwa 2 bis 8 Mikrometer betragen. 



  Das Metallpulver kann zwischen etwa 50 und etwa 98 Gew. -%, wünschenswerterweise zwischen etwa 84 oder etwa 96 Gew. -%, und bevorzugt zwischen etwa 87 und etwa 94 Gew.-% der Aufschlämmung betragen. Das Bindemittel kann zwischen etwa 5 und etwa 20 Gew.-%, wünschenswerterweise zwischen etwa 7 und etwa 16 Gew. -%, und bevorzugt zwischen etwa 8 und etwa 13 Gew. -% der Aufschlämmung betragen. Verschiedene bekannte Aufschlämmungsmodifikatoren können verwendet werden, um die Viskosität und andere Eigenschaften zu steuern, solange sie sauber und ohne Rückstand während des Sinterns ausbrennen. Der viskose Charakter des organischen Trägers und die feine Teilchengrösse wirken zusammen, um verhältnismässig stabile Aufschlämmungen zu bilden, die einem allzu raschen Absetzen widerstehen. 



  Destilliertes Wasser kann bei wasserbasierenden Systemen der Aufschlämmung hinzugefügt werden, um die Viskosität einzustellen, damit eine glatte Konsistenz geschaffen wird, die für das Giessen geeignet ist. Das destillierte Wasser kann langsam hinzugegeben werden, während die Konsistenz der Aufschlämmung beobachtet wird, bis die Aufschlämmung fliessen kann, wenn sie um einen Winkel von 45  gegenüber der Vertikalen gekippt wird. Die Aufschlämmung kann entlüftet werden. Das Entlüften kann während des anfänglichen Mischens der Aufschlämmung in einer Vakuummischvorrichtung durchgeführt werden. Der Vakuumpegel kann weniger als eine Atmosphäre betragen, typischerweise weniger als etwa 1,0 x 10-2 Torr. 



  Die Aufschlämmung kann dann auf eine Giessoberfläche gegossen werden (34), welche bevorzugt ein Polytetrafluorethylen (Teflon), ein Glycol, Terephthalsäurepolyester   (Mylar,   ein Cellophan oder ein Celluloseacetat ist. Jegliche Verteilvorrichtung für das Regeln der Menge an viskosem Material, das auf einer Oberfläche abgelagert wird, kann dazu verwendet werden, um die Aufschlämmung zu giessen. Beispielsweise eignet sich eine Abziehklinge mit einer Walzvorrichtung. Eine geeignete Abziehklingenausrüstung (Rakelvorrichtung) wird von HED International, ProCast Division, und anderen Herstellern zur Verfügung gestellt. Die Aufschlämmung kann auf eine Oberfläche gegossen werden und die Klinge bzw.

   Rakel wird dann durch die Aufschlämmung hindurchgeführt, um die Aufschlämmung zu nivellieren, oder die Aufschlämmung kann in eine Abziehklingenvorrichtung eingebracht und unter der Kante der Abziehklinge aufgetragen werden, um ein flaches Band mit einer Breitenabmessung zu schaffen, die grösser ist als der gewünschte Durchmesser der Brennspur. 



  Das Verfahren kann weitere Schritte wie Mahlen und Filtern umfassen, falls notwenig oder 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 gewünscht. Zusätzlich können andere Verfahren zum Ausbilden eines Grünlingsbandes verwendet werden, z. B. ein Walzenkompaktieren, Schlickergiessen, Aufschlämmungssprühen, thermisches Sprühen und Wasserfallgiessen. 



  Das Lösungsmittel wird aus der gegossenen Aufschlämmung verdampft (36), um ein flexibles Band zu erzeugen, das entfernbar an der Giessoberfläche anhaftet. Die Verdampfungsrate kann gesteuert werden, indem die Feuchtigkeit kontrolliert wird, um die Ausbildung von Sprüngen zu vermeiden. Beispielsweise kann die Feuchtigkeit auf etwa 85% bis etwa 95% bei Raumtemperatur gesteuert werden, indem das trocknende Band in einer Umhüllung eingeschlossen wird, um eine höhere Feuchtigkeit zu erreichen, oder indem ein Gegenstrom aus Luft, begrenzt auf einen kleinen Bereich, verwendet wird, um eine geringere Feuchtigkeit zu erreichen. Eine langsame Verdampfungsrate wird bevorzugt. Wenn die Aufschlämmung mit entionisiertem Wasser zubereitet ist, kann die Verdampfung bei einer Temperatur von weniger als etwa 93 C durchgeführt werden.

   Bevorzugt wird die Verdampfung bei etwa Raumtemperatur (26 C) ausgeführt. 



  Nach der Verdampfung wird eine fehlerfreie flache Schicht erhalten. 



  Das Band bzw. die gegossene Schicht ist ausreichend flexibel, so dass sie als eine Einheit gehandhabt oder aufbewahrt oder unmittelbar durch Beschneiden geformt werden kann (38). Bevorzugt wird das Band zu einer Kreisform zugerichtet, um Schichten für das direkte Pressen als Targetbrennspur zu schaffen. In einem Aspekt können Ringe geeigneter Grösse mit Hilfe einer Gesenkpresse od.dgl. aus dem Band ausgestanzt werden. Nach dem Formen wird das Band von der Giessoberfläche abgelöst und zu einer Brennspur auf einem Targetsubstrat geformt. Bevorzugt wird das Band in einer Ringform in eine Gesenkpresse eingesetzt, z. B. eine übliche hydraulische Gesenkpresse, die einen Druck von bis zu 1500 Tonnen aufbringen kann. Ein Metallpulver zur Bildung des Targetsubstrats kann auf die Oberseite des ringförmigen Bandes aufgebracht und gepresst werden (40), um ein Pack zu bilden.

   Molybdänlegierungen wie Titan-Zirkon-Molybdän (TZM) sind geeignete Metalle, um das Targetsubstrat zu bilden. Das Pack kann in der Pressform durch Aufbringen einer Kompressionskraft von typischerweise zwischen etwa 32 t/cm2 und etwa 226 t/cm2, wünschenswerterweise zwischen etwa 65   t/cm2   und etwa 194 t/cm2, bevorzugt zwischen etwa 97 t/cm2 und etwa 162 t/cm2, komprimiert werden. 



  In einer Ausführungsform der Erfindung kann eine ringförmige Pressform verwendet werden, um einen dicken Ring aus gegossenem Metall zu begrenzen. Nach dem Nivellieren und Trocknen kann der dicke Ring entnommen und für die weitere Verarbeitung verwendet werden, um eine dicke Schicht zu schaffen, die in der Pressform für die Ausbildung von dicken Brennspuren verwendet wird, anstelle mehrerer dünner Bänder. 



  Als nächstes kann das komprimierte Pack gesintert werden (42), um das Bindemittel auszubrennen. Das Pack kann in einen geeigneten Ofen eingebracht werden, z. B. einen Wasserstoffoder Vakuumofen, und einer Temperatur zwischen etwa 2000 C und etwa 2200 C über eine Zeitspanne zwischen etwa 5 Stunden und etwa 10 Stunden unter einem Vakuum von etwa 10 bis etwa 20 um Quecksilbersäule unterworfen werden. 



  Das Pack wird dann bei 1500 C in einer Wasserstoffatmosphäre vorerhitzt und auf einer mechanischen Presse geschmiedet (44). Typischerweise wird der Schmiedeschritt in einer Presse mit einer aufgebrachten Kraft von etwa 400 t/cm2 bis etwa 800 t/cm2 durchgeführt. Das Röntgenröhrentarget wird dann vom Schmiedestempel entfernt. 



  Das Produkt der Erfindung kann unter Bezugnahme auf die Spur/Substrat-Schnittstellenebene 68 definiert werden. Wie in den Fig. 3 und 4 veranschaulicht, ist die gegossene Schnittstellenebene 68 von Fig. 4 wesentlich regelmässiger als die Schnittstellenebene 58 nach dem Stand der Technik. Die Schnittstellenebene des Targets von Fig. 4 weicht weniger als etwa 0,13 mm von einer perfekten Ebene oder Oberfläche ab. Die Abweichung kann bis zu   0,10   mm oder 0,05 mm von einer perfekten Ebene oder Oberfläche klein sein. 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 Die gleichförmige Schicht des Giessverfahrens führt zu einem Röntgentarget mit verbesserter Balance. Das Aufbringen einer W-Re-Brennspur auf ein TZM-Substrat kann Spannungen an der Brennspur/Targetsubstrat-Schnittstelle bewirken, die durch eine Fehlanpassung der Wärmedehnungen verursacht wird.

   Eine gleichmässig gegossene Brennspur reduziert den Effekt einer solchen Fehlanpassung der Wärmedehnungen. Eine dünnere, gleichförmigere Brennspurschicht reduziert auch den Bimetallbiegeeffekt, welcher auf die Wärmedehnungsfehlanpassung zurückzuführen ist, sowie thermische Gradienten, die durch das Elektronenstahlerhitzen des Targets bewirkt werden. 



  Während die Erfindung vorteilhafterweise die Notwendigkeit einer Reduktion der Schichtdicke verringert, kann ein maschineller Bearbeitungsschritt (46) verwendet werden, um die Schichtdicke weiter zu reduzieren, die Brennspuroberfläche weiter zu glätten und die Spur und das Targetsubstrat für die Endmontage präzisionszuformen und Präzisionsmasse zu erzielen. Zusätzlich kann, weil die Brennspur/Substrat-Schnittstelle im wesentlichen eine ebene Fläche ohne herausragende hohe Substratbereiche ist, die Brennspurschicht maschinell abgearbeitet werden, um die Spur weiter zu reduzieren oder zu glätten, ohne die Gefahr einer Freilegung des der unterliegenden Targetsubstratmetalles. 



  Die folgende ausführliche Erörterung beschreibt bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. 



  Beispiele Die folgenden drei Aufschlämmungszusammensetzungen wurden zubereitet, indem die angegebenen Bestandteile vermischt und per Hand mit einer Spatel aus rostfreiem Stahl gerührt wurden : (1) 95,29 g Wolfram mit 5% Rhenium, 10,0 g Polyethylenoxid-Bindemittel ("PEO"), und 6,79 g destilliertes Wasser   ("DI-Wasser");   (2) 95,19 g von 2,4 um (Teilchengrösse?) Wolfram, 10,09 g PEO und 8,59   g DI-Wasser;   (3) 95,0 g von 5,0 um Wolfram, 10,19 g PEO und 8,59 g DI-Wasser. 



  Jede Aufschlämmung wurde auf ein   Mylar-Blatt   aufgebracht. Eine Abziehklinge wurde auf 0,50 Zoll Dicke und auf eine Bewegungsgeschwindigkeit von 5 Zoll pro Minute eingestellt und zwecks Nivellierung über jede der Aufschlämmungen geführt. Die so hergestellten Grünbandgüsse wurden über 8 bis 24 Stunden absetzen gelassen. Jedes Band wurde dann für die Verwendung als Brennspur auf Ringform geschnitten. Die Ringformen wurden in den Boden einer umgekehrten Gesenkpresse eingebracht. Die umgekehrte Gesenkpresse hatte einen Stempel, der von oben in die Prägeformöffnung eindringt. Molybdänlegierungspulver wurde dann auf die Oberseite jedes Bandes aufgebracht. Die Pulvermasse wurde mit 129,0 t/cm2 komprimiert, um ein gepresstes Pulverpack zu erzeugen. 



  Jedes gepresste Pack wurde aus der Gesenkpresse entnommen, in einen Vakuumofen eingebracht und bei 2100 C über 5 Stunden unter einem Vakuum erhitzt, das im Bereich von 10 bis 20 um Quecksilbersäule lag, um die Packung zu entgasen. Das Bindemittel wurde aus der W-Re-Bandgussschicht in den frühen Phasen des Erhitzens ausbrannte. Das Pulver sinterte dann zu einer stabilen Struktur mit etwa 90% bis 95% Dichte (5% bis 10% Porosität). Es wurde gefunden, dass das auf Wasser basierende Bindemittelsystem sauber ausbrannte. Jedes gesinterte Target wurde dann in einem Wasserstoffofen bei 1500 C in Wasserstoff erhitzt und mit 516,1 t/cm2 geschmiedet. 



  Kleinmassstäbige Bänder, hergestellt gemäss dem oben genannten Verfahren, wurden auf die Oberseite eines kleinen Targets mit 3 Zoll Durchmesser aufgebracht. 3 Targets wurden hergestellt, u.zw. unter Verwendung von 1,2 bzw. 3 Schichten von Bandguss, um Brennspuren zu bilden und die Auswirkung des Stapelns zu ermitteln. Jede Brennspurschicht blieb während der gesamten Verarbeitungsschritte flach und gleichförmig. Zwischen den mehrfachen Schichten des Targets war keine Delamination sichtbar. Die Brennspuren schienen gut mit den restlichen 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 Targetmetall verbunden zu sein. 



  Die Beispiele zeigen, dass bandgegossene W-Re-Brennspurschichten dazu verwendet werden können, ein Bimetall-Röntgentarget ohne sichtbare Delamination an der   Brennspur/TZM-   Targetsubstrat-Schnittstelle zu erzeugen, und dass mehrere Schichten aus bandgegossenen WRe-Schichten gestapelt werden können, um eine dickere Brennspur zu erzeugen, die für einen Fertigungsbetrieb geeignet ist. 



  Obwohl nur bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden, kann die vorliegende Erfindung variiert und modifiziert werden und ist nicht auf die genauen Details der Beispiele beschränkt. Beispielsweise kann das Pack vorgesintert und dann gesenkgepresst werden. 



  Das gepresste Pack kann dann endgesintert werden. Das Vorsintern des Packs kann die Schrumpfung der endgültigen Brennspur reduzieren. In einer anderen Ausführungsform kann das Band auf der Giessoberfläche verdichtet, abgelöst und mittels Hartlöten od.dgl. an einem geformten Targetsubstrat angebracht werden. In noch einer anderen Ausführungsform kann das von der Giessoberfläche abgestützte Band in die Gesenkpresse eingebracht werden. Das Band wird dann erst entnommen, nachdem die Spur gepresst worden ist, um das Pack zu bilden. Die Erfindung umfasst alle Abänderungen und Variationen, die in den Rahmen der angeschlossenen Ansprüche fallen. 



  Patentansprüche : 1. Verfahren zum Herstellen einer Röntgenröhrenanode mit einem hitzebeständigen Metall- targetsubstrat und einer hitzebeständigen Metallbrennspur, wobei eine Brenn- spur/Targetsubstrat-Schnittstelle um weniger als etwa 0,13 mm und vorzugsweise um weniger als etwa   0,10   mm oder   0,05   mm von einer perfekt ebenen Schnittstelle zwi- schen dem Targetsubstrat und der Brennspur abweicht, und die Brennspur mit einer Ober- fläche ausgebildet wird, die um weniger als etwa   0,13   mm und vorzugsweise um weniger als etwa   0,10   mm oder 0,05 mm variiert, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufschläm- mung aus einem Röntgentargetmetall, einem Lösungsmittel und einem Bindemittel gebildet wird,

   sodann ein gleichmässiger Film der Aufschlämmung auf der Oberfläche des hitzebe- ständigen Metallsubstrates geformt und das Lösungsmittel aus der Aufschlämmung ver- dampft wird, um das Brennspur-Rohband zu bilden, welches von der Oberfläche entfernt und auf das Metalltargetsubstrat aufgebracht wird.

Claims (1)

  1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Targetsubstrat eine Titan- Zirkon-Molybdän-Legierung oder eine Titan-Zirkon-Molybdän-mit-Kohlenstoff-Legierung aufweist.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennspur-Rohband auf ein hitzebeständiges Metalltargetmaterial aufgebracht wird, um ein Pack zu bilden, welches sodann gesintert wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Brennspur- Rohbandes eine Aufschlämmung eines Pulvers in einem Lösungsmittel, welches ein Bin- demittel enthält, auf eine Giessoberfläche gezogen wird, das Lösungsmittel aus der Auf- schlämmung verdampft wird, um eine geformte Schicht zu erzeugen, die an der Giessober- fläche entfernbar anhaftet, und das Band verdichtet wird, um seine Grünfestigkeit zu erhö- hen, und die Giessoberfläche von dem Band abgelöst wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel bei einer gesteuerten Luftfeuchtigkeit zwischen etwa 85% bis etwa 95% bei Raumtemperatur ver- dampft wird. <Desc/Clms Page number 7>
    6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufschlämmung zwischen etwa 50 und etwa 98 Gew. -%, vorzugsweise zwischen etwa 84 und etwa 96 Gew. -%, insbesondere zwischen etwa 87 und etwa 94 Gew.-% Metallpulver und zwi- schen etwa 5 bis etwa 20 Gew. -%, vorzugsweise zwischen etwa 7 und etwa 16 Gew. -%, insbesondere zwischen etwa 8 und etwa 13 Gew.-% Bindemittel enthält.
    7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Pack durch Anordnen mehrerer geformter Rohformschichten im Inneren einer Pressform gemeinsam mit dem das Targetsubstrat bildenden Material und Pressen der Schichten und des das Targetsubstrat bildenden Materials hergestellt wird.
    8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Pack durch Anordnen einer einzelnen geformten Schicht mit einer Dicke von mehr als etwa 1,40 mm im Inneren einer Pressform gemeinsam mit dem das Targetsubstrat bildenden Material geformt wird, das Pack gesintert und die Schicht auf 1,40 mm oder weniger maschinell abgearbeitet wird.
    9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Pack durch Aufbringen einer Presskraft zwischen etwa 32 t/cm2 und etwa 226 t/cm2, vorzugsweise zwischen etwa 65 t/cm2 und etwa 194 t/cm2, insbesondere zwischen etwa 97 t/cm2 und etwa 162 t/cm2 ge- formt wird.
    10. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sintern bei einer Tempera- tur zwischen etwa 2000 C und etwa 2200 C über eine Zeitspanne von etwa 5 Stunden bis etwa 10 Stunden in Vakuum vorgenommen wird.
    11. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Röntgenanode aus dem abgelagerten Brennspurmetall, welches eine kleinere Dicke hat als etwa 1,40 mm, ohne ein maschinelles Abarbeiten gebildet wird.
AT0196400A 1999-11-22 2000-11-22 Verfahren zum herstellen einer röntgenröhrenanode AT413160B (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/442,323 US6289080B1 (en) 1999-11-22 1999-11-22 X-ray target

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ATA19642000A ATA19642000A (de) 2005-04-15
AT413160B true AT413160B (de) 2005-11-15

Family

ID=23756384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
AT0196400A AT413160B (de) 1999-11-22 2000-11-22 Verfahren zum herstellen einer röntgenröhrenanode

Country Status (2)

Country Link
US (2) US6289080B1 (de)
AT (1) AT413160B (de)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6947524B2 (en) * 2003-05-02 2005-09-20 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Target bore strengthening method
US6707883B1 (en) 2003-05-05 2004-03-16 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc X-ray tube targets made with high-strength oxide-dispersion strengthened molybdenum alloy
US7286643B2 (en) * 2003-12-23 2007-10-23 General Electric Company X-ray tube target balancing features
KR101003829B1 (ko) * 2004-04-30 2010-12-23 엘지디스플레이 주식회사 씨오티 구조 액정표시장치 및 그 제조 방법
US20070207338A1 (en) * 2006-03-01 2007-09-06 Plasma Processes, Inc. X-ray target and method for manufacturing same
US20080081122A1 (en) * 2006-10-03 2008-04-03 H.C. Starck Inc. Process for producing a rotary anode and the anode produced by such process
US20080101541A1 (en) * 2006-11-01 2008-05-01 General Electric Company, A New York Corporation X-ray system, x-ray apparatus, x-ray target, and methods for manufacturing same
US7522707B2 (en) * 2006-11-02 2009-04-21 General Electric Company X-ray system, X-ray apparatus, X-ray target, and methods for manufacturing same
US8059785B2 (en) * 2007-09-06 2011-11-15 Varian Medical Systems, Inc. X-ray target assembly and methods for manufacturing same
US20090086920A1 (en) * 2007-09-30 2009-04-02 Lee David S K X-ray Target Manufactured Using Electroforming Process
US11043352B1 (en) 2019-12-20 2021-06-22 Varex Imaging Corporation Aligned grain structure targets, systems, and methods of forming

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3649355A (en) * 1968-08-12 1972-03-14 Schwarzopf Dev Corp Process for production of rotary anodes for roentgen tubes
GB1337232A (en) * 1971-04-16 1973-11-14 Siemens Ag Anodes for rotary anode x-ray tubes and rotary anode x-ray tubes including such anodes
US3869634A (en) * 1973-05-11 1975-03-04 Gen Electric Rotating x-ray target with toothed interface
US4052640A (en) * 1976-06-21 1977-10-04 General Electric Company Anodes for rotary anode x-ray tubes
GB1498654A (en) * 1974-05-22 1978-01-25 Philips Electronic Associated Method of manufacturing an x-ray tube layered rotary anod
EP0756308A1 (de) * 1994-03-28 1997-01-29 Hitachi, Ltd. Röntgenröhre und anodentarget dafür
US5825848A (en) * 1996-09-13 1998-10-20 Varian Associates, Inc. X-ray target having big Z particles imbedded in a matrix

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4109058A (en) * 1976-05-03 1978-08-22 General Electric Company X-ray tube anode with alloyed surface and method of making the same
NL8402828A (nl) * 1984-09-14 1986-04-01 Philips Nv Werkwijze voor de vervaardiging van een roentgendraaianode en roentgendraaianode vervaardigd volgens de werkwijze.
NL9000061A (nl) * 1990-01-10 1991-08-01 Philips Nv Roentgendraaianode.
JP3517984B2 (ja) 1994-10-11 2004-04-12 豊田工機株式会社 数値制御研削盤
US5592525A (en) 1994-11-30 1997-01-07 General Electric Company Method for making a rotating anode with an integral shaft
JP3052240B2 (ja) * 1998-02-27 2000-06-12 東京タングステン株式会社 X線管用回転陽極及びその製造方法
US6021174A (en) * 1998-10-26 2000-02-01 Picker International, Inc. Use of shaped charge explosives in the manufacture of x-ray tube targets

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3649355A (en) * 1968-08-12 1972-03-14 Schwarzopf Dev Corp Process for production of rotary anodes for roentgen tubes
GB1337232A (en) * 1971-04-16 1973-11-14 Siemens Ag Anodes for rotary anode x-ray tubes and rotary anode x-ray tubes including such anodes
US3869634A (en) * 1973-05-11 1975-03-04 Gen Electric Rotating x-ray target with toothed interface
GB1498654A (en) * 1974-05-22 1978-01-25 Philips Electronic Associated Method of manufacturing an x-ray tube layered rotary anod
US4052640A (en) * 1976-06-21 1977-10-04 General Electric Company Anodes for rotary anode x-ray tubes
EP0756308A1 (de) * 1994-03-28 1997-01-29 Hitachi, Ltd. Röntgenröhre und anodentarget dafür
US5825848A (en) * 1996-09-13 1998-10-20 Varian Associates, Inc. X-ray target having big Z particles imbedded in a matrix

Also Published As

Publication number Publication date
ATA19642000A (de) 2005-04-15
US20010033637A1 (en) 2001-10-25
US6428904B2 (en) 2002-08-06
US6289080B1 (en) 2001-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2628582C3 (de) Zusammengesetztes Turbinenrad und Verfahren zu dessen Herstellung
DE2115358C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Schichten aus in einer Metallmatrix dispergiertem fein-dispersem Füllstoff
AT413160B (de) Verfahren zum herstellen einer röntgenröhrenanode
AT412686B (de) Verfahren zum herstellen einer röntgenröhrenanode
DE2163068C3 (de) Flächiger Sinterkörper mit honigwabenförmiger Verschleißfläche
DE2458683A1 (de) Verfahren zum herstellen eines formkoerpers aus siliziumnitrid
DE2227343B2 (de) Harzmischung, keramische Paste und Verfahren zum Herstellen gesinterter, dielektrischer Keramikstrukturen
DE1291674B (de) Edelmetallpaste zur Herstellung von keramischen Mehrfachkondensatoren
EP0554682A1 (de) Verfahren zur Herstellung verschleissfester Oberflächenschichten
DE1150264B (de) Organisches Suspensionsmittel beim Herstellen von zu sinternden Formkoerpern nach dem Schlickerguss-verfahren
WO2012022297A2 (de) Verfahren zum verbinden einer turbinenschaufel mit einer turbinenscheibe oder einem turbinenring
DE589871C (de) Verfahren zur Herstellung von sehr duennen, scheibenfoermigen Werkzeugen aus Hartmetallegierungen auf dem Sinterwege
DE2522243A1 (de) Fluoreszierende anzeigevorrichtung
DE4001799C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer intermetallischen Verbindung
DE2623968C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Graphit- oder Kohlekörpern
DE2719408C2 (de) Drehanode für eine Röntgenröhre und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE2445086C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines für die Herstellung eines Kondensators geeigneten Keramikkörpers
DE3236386A1 (de) Drehanode fuer roentgenroehren und verfahren zu ihrer herstellung
WO2006108502A1 (de) Verfahren zum herstellen von rohrförmigen sputtertargets, danach hergesellte sputtertargets und deren verwendung
DE2748566C3 (de) Drehanode für eine Röntgenröhre und Verfahren zu ihrer Herstellung
CH667604A5 (de) Verfahren zur herstellung fester metallteilchen sowie rotations-atomisier-vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens.
DE2054040B2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Drehanode für eine Röntgenröhre
DE1270698B (de) Elektrische Entladungsroehre mit einem nicht-verdampfenden Gasbinder und Verfahren zur Herstellung dieser Gasbinderschicht
EP0996768A1 (de) Verfahren zum erzeugen einer hartschicht auf werkzeugen, vorrichtung zum induktiven sintern oder einschmelzen von hartschichten auf pressstempeln oder pegeln sowie pressstempel und pegel zur herstellung von hohlglas
DE2522816A1 (de) Verfahren zur herstellung einer geschichteten roentgendrehanode und durch dieses verfahren erhaltene roentgendrehanode

Legal Events

Date Code Title Description
ELJ Ceased due to non-payment of the annual fee