AT502265A2 - Röntgenröhrentargets aus einer mit einer hochfesten oxiddispersion verstärkten molybdänlegierung - Google Patents

Röntgenröhrentargets aus einer mit einer hochfesten oxiddispersion verstärkten molybdänlegierung Download PDF

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AT502265A2
AT502265A2 AT0077404A AT7742004A AT502265A2 AT 502265 A2 AT502265 A2 AT 502265A2 AT 0077404 A AT0077404 A AT 0077404A AT 7742004 A AT7742004 A AT 7742004A AT 502265 A2 AT502265 A2 AT 502265A2
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Description


  HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Röntgenstrahlen erzeugendes Hochleistungs-Target. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen rotierenden Hochleistungs-Röntgenr[delta]hrenanodenaufbau mit einem verbesserten Target, und auf ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung eines solchen Anodenaufbaus.
Röntgenstrahlen werden hergestellt, wenn Elektronen in einem Vakuum innerhalb einer Röntgenröhre freigesetzt, beschleunigt und abrupt gestoppt werden. Die Elektronen werden zunächst von einem geheizten Glühdraht freigesetzt. Eine Hochspannung zwischen Anode und Kathode beschleunigt die Elektronen und bewirkt, dass diese auf die Anode auftreffen. Die Anode, üblicherweise als Target bezeichnet, kann vom Drehscheibentyp sein, so dass der Elektronenstrahl ständig auf verschiedene Punkte der Targetfläche auftrifft.

   Die Röntgenröhre besteht aus einer Kathoden- und Anodenanordnung, welche das Drehscheibentarget und einen Rotor einschliesst, welcher Teil einer Motoranordnung zum Drehen des Targets ist . Ein Stator ist ausserhalb der Röntgenröhren-Vakuumhülle vorgesehen und überlappt ungef hr zwei Drittel des Rotors . Die Röntgenröhre ist in ein Schutzgehäuse mit einem Fenster für die Röntgenstrahlen eingeschlossen, welche erzeugt werden, um aus der Röhre auszutreten. Das Gehäuse ist mit Öl gefüllt, um die durch die Röntgenstahlen erzeugte Hitze zu absorbieren.
Das rotierende Röntgenröhrentarget weist üblicherweise ein hitzebeständiges Metalltargetsubstrat und eine Targetbrennspur eines Röntgenstrahl emittierenden Metalls auf, welche mit dem Targetsubstrat entlang einer Grenzfläche verbunden ist.

   Wolfram allein und Wolfram-Verbindungen mit Rhenium werden üblicherweise eingesetzt, um die Brennspur in Röntgentargets zu bilden. Röntgentargets aus Wolfram oder Wolframlegierungen, in welchen Wolfram das vorherrschende Metall ist, sind durch ho -4
* . * hes Gewicht und grosse Dichte gekennzeichnet. Zusätzlich ist Wolfram kerbempfindlich und extrem spröde, und dadurch anfällig für katastrophale Betriebsausfälle. Wegen dieser Mängel umfassen Röntgentargets üblicherweise Wolfram- oder eine Wolframlegierung-Targetbrennspur und ein Targetsubstrat aus einem anderen Metall oder einer anderen Legierung. Üblicherweise werden Molybdän oder Molybdänlegierungen für die Targetsubstrate verwendet .
Röntgenröhren für medizinische Bilder erzeugen Röntgenstrahlen durch Bombardierung der die Targetbrennspur bildenden Materialschicht mit hochenergetischen Elektronen.

   Die Brennspur weist Elemente mit einer hohen Atomzahl (wie Wolfram oder Rhenium) auf und ist gänzlich mit einer Scheibe aus einem hochleitenden hitzebeständigen Metallmaterial verbunden, wie TZM (eine Molybdänlegierung, bestehend aus einer kleinen Menge Titan, Zirkon und Kohlenstoff) . Die TZM-Legierungsscheibe ihrerseits ist mit einer Graphitscheibe durch eine Lötschicht aus Titan-, Vanadium- oder Zirkonverbindungen verbunden. Um die beträchtliche Hitze der Brennspur abzuleiten, wird die Targetscheibe auf Geschwindigkeiten mehr als 8400 U/min gedreht.

   Zusätzlich leitet die Hochleitungstargetscheibe die erzeugte Wärme unter der Brennspur zu dem gelöteten Graphitblock, welcher als Wärmespeichermaterial oder Wärmesenke wirkt .
Die Forderung nach immer besser werdender Röntgenbildqualität in Verbindung mit dem Bedarf an computerisierter Tomographie (CT-Systeme) , um Hochgeschwindigkeits-Herzbilder zu erzeugen, erfordert die Verwendung einer hohen Spitzenleistung (von mehr als 70 kW) , hohe Targetdrehgeschwindigkeiten sowie auch hohe Brückendrehgeschwindigkeiten. Diese erhöhen ihrerseits die thermische und die strukturelle Belastung des Targetmaterials jenseits seiner derzeitigen Leistungsfähigkeiten.

   Daher gibt es ein Erfordernis für Targetmaterialien mit (a) einer höheren Stärke und Kriechfestigkeit als jene von TZMLegierungen, um die thermischen und strukturellen Erfordernis <->>m
se zu erfüllen, welche durch die Verwendung einer hohen Spitzenleistung und einer hohen Drehgeschwindigkeit anfallen, und (b) einem geringeren Targetgewicht, verglichen mit der derzeitigen TZM-gelöteten Graphitkonfiguartion, um den Einfluss einer höheren G-Belastung bei schnellen Lagergeschwindigkeiten auf die Lagerbelastungen auszugleichen.
Bemühungen, diesen Anforderungen gerecht zu werden, haben in der Vergangenheit die Verwendung von Targets aus Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen eingeschlossen. Während diese Materialien grundsätzliche Vorteile bezüglich Gewichtseinsparungen und Wärmespeicherfähigkeit haben, haben sie auch eigene Nachteile, nämlich ihre begrenzte Zähigkeit.

   Zusätzlich haben die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe Probleme mit der Herstellbarkeit, der Berstfestigkeit-Vakuumkompatibilität und Materialhomogenität. Folglich ist ihr Einsatz im CT-Röntgensystem noch immer in Entwicklung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Röntgenröhrentargetmaterial zur Verwendung in Drehanoden-Röntgenröhren, bei welchen das gegenwärtig in Röntgentargets verwendete TZMMaterial durch eine oxiddispersionsverstärkte Mo-Legierung ersetzt wird (ODS-Mo) .

   ODS-Mo bezeichnet Molybdän, verstärkt durch eine feine Dispersion aus unlöslichen Oxidteilchen einer oder mehrerer der folgenden Verbindungen: La203, Y203und Ce02.
Ein Aspekt der Erfindung ist eine Röntgenröhrenanode mit einem Targetsubstrat aus einer oxiddispersionsverst rkten Molybdänlegierung, eine auf dem Targetsubstrat gebildete Metallspur aus einem Röntgenstrahl emittierten Metall, eine auf die Rückseite des Substrats gelötete Graphitmasse und eine auf die offene ODS-Mo-Oberfläche aufgetragene abstrahlende Beschichtung.
Ein anderer Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung mit einem Substrat aus einer oxiddispersionsverstärkten Molybdän -9 * -  at a   mir  .

      legierung und einer Metallspur auf einem Substrat und mit einem Rontgenstrahl emittierenden Metall, wobei das Substrat einen im allgemeinen kreisförmigen Aussenrand und eine zentrale Bohrung aufweist und die Spur im allgemeinen ringförmig und konzentrisch mit dem Aussenrand des Substrates ist .
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Röntgenr[delta]hrenanode, umfassend die folgenden Schritte:

   Extrudieren eines mit verteilten Oxiden legierten Molybdänpulvers, um ein Werkstück zu bilden, Gesenkschmieden des Werkstückes, um ein Targetsubstrat zur Bildung einer kreisförmigen Scheibe mit einem kreisförmigen zylindrischen Schaftaufsatz zu bilden, welcher vom Rand der Zentralbohrung der Scheibe absteht, und Beschichtung eines ringförmigen Abschnittes auf der Seite des Targetsubstrats mit einer Schicht aus einem Röntgenstrahl emittierenden Metall.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Röntgenr[delta]hrenanode mit den folgenden Schritten:

  
Extrudieren eines mit einem dispergierten Oxid legierten Molybdänpulvers, um ein Werkstück zu bilden, Plattenwalzen zu mehr als 92 % Querschnittreduktion, gefolgt vom Schneiden entsprechender kreisförmiger Scheiben aus der Platte und Beschichtung eines ringförmigen Abschnittes auf einer Targetseite mit einer Schicht aus einem Röntgenstrahl emittierenden Metall.
Ein noch anderer Aspekt der Erfindung ist eine Anodenanordnung für eine Röntgenröhre mit einem Drehscheibentarget und einem Rotor, der Teil einer Motoranordnung zur Drehung des Targets ist, wobei die Targetscheibe ein Targetsubstrat aus einer oxiddispersionsverstärkten Molybdänlegierung umfasst, eine auf das Targetsubstrat gebildete Metallspur und mit einem Röntgenstrahl emittierenden Metall,

   einer auf die Rückseite des Substrats gelöteten Graphitmasse und eine auf die offene ODS-Mo-Oberfläche aufgetragene abstrahlende Beschichtung. Andere Aspekte der Erfindung werden unten offenbart und beansprucht .
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
FIG. 1 ist eine Zeichnung, welche einen Teilquerschnitt eines üblichen Röntgenr[delta]hrentargets und einer Schaftanordnung zeigt.
FIG. 2 ist eine Zeichnung, welche eine Draufansieht der Anordnung nach FIG. 1 zeigt, welche das Targetsubstrat und die Brennspur zeigt .
FIG. 3 ist eine Zeichnung, welche einen Querschnitt eines Röntgenröhrentargets und einer Schaftanordnung gemäss einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die FIG. 4 und 5 sind optische Gefügebilder der ODS-MoLegierung im gewalzten Zustand bzw.

   nach der Hochtemperatureinwirkung bei 2000 [deg.] C während einer Stunde.
Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, in welchen ähnliche Elemente in verschiedenen Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen haben.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die FIG. 1 und 2 sind schematische Ansichten von Teilen einer üblichen Röntgenröhre 10 mit einer Drehanodenanordnung 12. Die Anodenanordnung 12 umfasst ein Targetsubstrat 16 (üblicherweise aus einer Molybdänlegierung TZM) , einen mit dem Targetsubstrat 16 einstückig ausgebildeten Schaft 14 und eine Targetbrennspur 18 (üblicherweise aus einer Wolfram-RheniumLegierung) , welche auf der oberen Fläche des Targetsubstrates ausgebildet ist. Das Targetsubstrat 16 hat auf der Rückseite einen Graphitring 20, welcher mit dem Targetsubstrat verlötet ist und einen Teil der Anodenanordnung 12 bildet.

   Die von einer (nicht gezeigten) Kathode erzeugten Elektronen treffen auf die Brennspur 18 auf. Die Röntgenstrahl emittierende Metall 
 <EMI ID=6.1> 
. *9brennspur 18 emittiert Röntgenstrahlen als Antwort auf das Auftreffen der Elektronen.
Die Anodenanordnung 12 wird durch einen Induktionsmotor mit einem zylindrischen Rotor 22 gedreht, der um ein Lagergehäuse 24 herum angeordnet ist. Das Lagergehäuse 24 trägt die gesamte Drehanodenanordnung 12. Die Anodenanordnung 12 ist mit dem Rotor 22 über den Schaft 14 und eine Nabe 26 mechanisch verbunden. Das Lagergehäuse 24 enthält Lager (nicht gezeigt) , um die Drehung der Anodenanordnung 12 zu erleichtern. Der Rotor 22 wird über einen Statorinduktionsmotor (nicht gezeigt) angetrieben.
In einer üblichen Röntgenröhre sind die Anoden- und Kathodenanordnungen in eine Vakuumhülle (nicht gezeigt) gesiegelt.

   Der Stator ist ausserhalb der Vakuumhülle angeordnet. Die Röntgenröhre ist in einem Schutzgehäuse (nicht gezeigt) mit einem Fenster eingeschlossen, damit die erzeugten Röntgenstrahlen die Röntgenröhre verlassen. Das Gehäuse ist mit Öl gefüllt, um die als Ergebnis der Röntgenstrahlenerzeugung erzeugte Wärme zu absorbieren.
Gemäss verschiedener Ausführungen der vorliegenden Erfindung wird das in gegenwärtigen Röntgenröhrentargets verwendete TZM-Material durch eine mit einer Oxiddispersion verstärkte Molybdänlegierung (ODS-Mo) ersetzt. In einer Ausführung umfasst die ODS-Mo-Legierung eine kristalline Matrix aus Molybdän mit einer Dispersion aus feinen, unlöslichen Oxidteilchen. Die Oxide können aus den folgenden Verbindungen ausgewählt werden: Lanthanoxide (La203) , Ceriumoxide (Ce02) und Ytthriumoxide (Y203) .

   Im Falle der Lanthanoxide beträgt der Anteil der Lanthanoxide etwa 2 Vol . % .
Die Struktur einer Drehanode gemäss einer Ausführung der Erfindung ist in FIG. 3 gezeigt. Ein scheibenförmiges Targetsubstrat 28 ist aus einer ODS-Mo-Verbindung hergestellt. Das Targetsubstrat hat einen allgemein kreisförmigen Aussenrand 32 und eine allgemein kreisförmige Zentralbohrung 34. Wegen der hohen Dichte der Molybdänlegierungen muss das Scheibenvolumen _
 <EMI ID=7.1> 
-.7<*>>   >9 9 niedrig gehalten werden, damit die Lager in einem akzeptablen Beanspruchungsbereich arbeiten.

   Um das Gesamtgewicht des Targesubstrats 28 zu verringern, ist die durchschnittliche Dicke des radialen ringförmigen Innenabschnittes des Substrats kleiner als die durchschnittliche Dicke des radialen ringförmigen Aussenabschnittes, wobei diese ringförmigen Abschnitte durch den Abschnitt 36 verbunden werden, in welchem die Substratdikke in Richtung radial nach aussen erhöht wird (z.B. linear) . Eine ringförmige Brennspur 18 ist auf der vorderen Oberfläche des relativ dicken radialen ringförmigen Aussenabschnittes des Substrats 28 gebildet. Die Brennspur 18 kann die Form einer Schicht aus einer W-Re-Legierung annehmen, welche durch ein Beschichtungsverfahren aufgetragen ist .
Die vertikale Struktur 30 in FIG. 3 ist der kreisförmige zylindrische Schaftansatz des Rotors (nicht gezeigt) .

   Der Schaftansatz ist zur Sicherung des optimalen Target-Gleichgewichtes wichtig, unabhängig von dem gewählten Material der Scheibe. Es kann von beiden Seiten des Substrats vorstehen. Der Schaftansatz 30 kann aus einer ODS-Mo-Verbindung hergestellt werden, entweder durch eine in situ-Formung mit der Scheibe oder durch Trägheitsschweissen eines ODS-Mo-Stabes mit der Scheibe. Alternativ können andere Mo-Verbindung Stäbe durch Trägheitsschweissen mit der ODS-Mo-Scheibe verschweisst werden.
Ein allgemein ringförmiger Graphit-Wärmespeicherring 20 ist mit der Hinterfläche des Targetsubstrats 28 hartverl[delta]tet . Die Grösse und Form des Graphitringes 20 sind derart optimiert, dass der beste Kompromiss zwischen Lagerhaltung und Wärmespeicherung hergestellt wird.

   Das Endergebnis ist ein viel leichteres Röntgentarget bei gleichzeitiger Verringerung der Belastung auf die in Drehröntgenanoden verwendeten Lager.
Die ODS-Mo-Legierung ist gegenüber dem Stand der Technik durch das Vorhandensein einer höheren und gleichmässigeren Stärke und Kriechfestigkeit über den anwendbaren Temperaturbereich der grossen hartgelöteten Graphittargets verbessert. Dies . gestattet es in Verbindung mit hochfesterem Graphit dem Target, sich ohne Verursachung von Graphitsplittern oder Trennung schneller zu drehen und daher eine Verbesserung der Spitzenleistung zu erzielen.

   Die Verwendung von TZM-Legierungen von relativ geringer Festigkeit in Verbindung mit hochfesterem Graphit wäre zwecklos, da die TZM-Legierung bei höheren Anodendrehgeschwindigkeiten nachgibt und damit auch bei hochfesterem Graphit Bruchspannungen verursacht.
Das Ersetzen des TZM mit ODS-Mo bietet einen zusätzlichen Vorteil einer Erhöhung der Rekristallisationstemperatur von etwa 600[deg.] C, wodurch die Beibehaltung der Festigkeit die Stärke- und Kriechfestigkeit der Targets bei viel höheren Temperaturen im Vergleich zu den vom TZM gebotenen Leistungsfähigkeiten gestattet wird. Die Rekristallisationstemperatur des hergestellten Materials ist hoch genug, um die ursprünglichen Eigenschaften über die gesamte Targetbearbeitung hinaus zu bewahren, einschliesslich eines sehr hohen Temperaturlötzyklus, wenn der Graphitring angebracht wird.

   Im Vergleich dazu sind die mechanischen Eigenschaften des TZM durch die sich bei ähnlicher Bearbeitung ergebende Rekristallisation um etwa 40% verringert .
Es ist wohl bekannt, dass von der Gesamtenergie eines auf dem Röntgentarget auftreffenden Elektronenstrahls nur etwa 1% der Energie in Röntgenstrahlen umgewandelt wird, und ein Rest von ungefähr 99% in Wärme umgewandelt wird. Die Wärmeabstrahlung der Röntgenröhrenanodentargets kann durch Beschichtung der Targetoberfläche ausserhalb der Brennspur mit verschiedenen Beschichtungsverbindungen (z.B. die Vorderoberfläche und die Aussenrandoberfläche) erhöht werden. Eine derartige abstrahlende Beschichtung der Vorderoberfläche des TargetSubstrats 28 ist durch das Bezugszeichen 38 FIG. 3 angedeutet.

   Die abgestrahlte Wärme wird zur Vakuumhülle der Röntgenröhre abgestrahlt und schliesslich an das im R[delta]hrengehäuse zirkulierende Öl übertragen. Eine Vielfalt von die Wärmeabstrahlung verbessernden BeSchichtungen können verwendet werden. Zum Beispiel - Z^ ¯ *    .
lehrt das US-Patent Nr. 4,953,190 die Verwendung einer Metalloxidbeschichtung mit Al203, das in einer Menge von 50 bis 80 Gew.% vorhanden ist, und Ti02zusammen mit Zr02oder La203, das in einer Menge von 50 bis 20 Gew.% vorhanden ist, wobei Ti02im Verhältnis zu Zr02oder La203im Verhältnis von 1:1 oder 10:1 vorhanden ist. Es kann jedoch ein weiter Bereich von gemischten Oxidprozentsätzen aus Oxiden, wie z.B. Aluminiumoxid, Titanoxid, Zirkonoxid, Yttriumoxid, Lanthanoxid und Calcia verwendet werden.

   Das Emissionsvermögen der fertigen Beschichtung sollte grösser oder gleich 0,8 sein, um eine verbesserte Wärmeableitung vom Target durch Abstrahlung zu gewährleisten.
Oxidbeschichtungen werden in vielen üblichen Targetarten eingesetzt, allerdings bei Targets, die bei geringeren Temperaturen arbeiten, in denen die Reaktion des Kohlenstoffes der TZM-Legierung mit den Oxiden kein Problem darstellt. Da diese Materialien viel stärker eingesetzt werden, erhöht sich die Temperatur und begrenzt die TZM-Legierung, ausser sie ist zuerst mit einer Trennschicht beschichtet, wie im US-Patent Nr. 6,214, 474 gelehrt wird.

   Im Gegensatz dazu erlaubt es der geringe Kohlenstoffgehalt der ODS-Mo-Legierungen gegenüber den karbidgestärkten Verbindungen gemäss dem Stand der Technik, dass nicht an Graphit hartgelötete metallische Oberflächen des Targets mit abstrahlenden Oxidbeschichtungen gemäss dem Stand der Technik beschichtet werden können, ohne der Notwendigkeit einer Zwischenschicht (das heisst Trennschicht) . Zusätzlich erzeugt der geringe Kohlenstoffgehalt weniger Kohlenstoffmonooxidentwicklung in die Röntgenröhre aus dem Targetmaterial, das bei hohen Temperaturen betrieben wird.
Prototypblätter aus einer mit einer Lanthanoxid-Dispersion verstärkten Molybdänlegierung mit den Dimensionen (1" L x 1" W x 0,375" T) wurden hergestellt.

   Um die Rekristallisationstemperatur der ODS-Mo-Legierung (mit La203) festzustellen, wurden Proben hohen Temperaturen bei 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900 und 2000[deg.] C während einer Stunde in Vakuum ausgesetzt. Metallographische Prüfung der ausgesetzten Proben wurden -  l ft -
durchgeführt. Die sich ergebende MikroStruktur der ODS-Mo (mit La203) -Proben, ausgesetzt bei 2000[deg.] C, ist im optischen Gefügebild aus FIG. 5 ersichtlich, während Proben im gewalzten Zustand in FIG. 4 gezeigt werden. Die durch die wärmemechanische Bearbeitung des ODS-Mo-Blattes erzeugte Deformations-Siebstruktur ist noch immer in FIG. 5 sichtbar, nachdem es 2000[deg.]C/l h ausgesetzt war, was anzeigt, dass die Legierung noch nicht rekristallisiert ist.

   Die derart hergestellte ODS-Mo (mit La203) -MikroStruktur zeigt nach Einwirken von 2000[deg.]C während 1 Stunde im Vakuum im wesentlichen keinen Unterschied.
Die derart bearbeiteten ODS-Mo (mit La203) -Proben haben Molybdänkörner in einem Grossenbereich von 10 bis 50 [mu]m, wie auch die La203-Teilchen einen Grössenbereich von 500 nm bis 4 [mu]m liegen. Die La203-Teilchen haben eine ellipsoide oder plattenförmige Morphologie. Die Oxidteilchen sind an Molybdänkorngrenzen angeordnet, an Korndreifachpunkten als auch innerhalb der Molybdänkörner verteilt.
Die notwendigen Herstellungsvarianten, um ein ODS-Mo mit sternenförmigen Eigenschaften zu schaffen, resultiert in gleichmässig ganz dichtem Material, was zur verbesserten Gleichgewichtbeibehaltung gegenüber dem Stand der Technik von Pulverpressen, Sintern und geringer Schmiedearbeit führt.

   Herstellungsvarianten zur Herstellung dieser Targetform umfassen Extrusion gefolgt von Walzen oder Extrusion, gefolgt von Gesenkschmieden, die beide die gewünschten >92% Arbeitslevel erreichen, die notwendig sind, um die bereits erwähnten ausgezeichneten Eigenschaften zu erzielen. Extrusion ist bei den beiden Verfahren üblich, aber die Mittel zur Anwendung der zusätzlichen Arbeitslevel sind verschieden. Für das Walzverfahren wird die Extrusion durch eine zweite Extrusion rechteckig hergestellt, und dann durch nacheinander engere Walzgerüste geführt, um die Enddicke zu erreichen. Kreisförmige Scheiben werden dann aus den Platten geschnitten und die Mo-Legierungsstangen durch Trägheitsschweissen mit ihnen verbunden.

   Für das Gesenkschmiedeverfahren ist das runde Extrudieren bis Flach ¯ <T   *   schmieden zwischen zwei Rohplättchen mit Bohrungen in der Mitte für das Vorragen des Schaftes, was zwei Teile per Schmiedeoperation ergibt, die dann auseinandergeschnitten werden. Wegen der Anwendung dieser Herstellungsverfahren muss die W-ReLegierungsschicht auf das fertige Target durch ein Beschichtungsverfahren aufgetragen werden, anstatt des Pulvermetallurgieverfahrens gemäss dem Stand der Technik.

   Wenn das getan ist, ermöglicht die sich ergebende Genauigkeit der Schichtdimensionen eine weitere Verbesserung des beibehaltenen Gleichgewichtes des fertigen Targets.
Die Erfindung ergibt die folgenden Vorteile: die Fähigkeit des Röntgenröhrentargetmaterials, die durch den Gebrauch von hohen Spitzenleistungen und hohen Drehgeschwindigkeiten anfallenden thermischen und strukturellen Anforderungen zu erfüllen. Rontgenstrahlen-Targetmaterial, das seine mechanischen Eigenschaften bis zu sehr hohen Targetgesamttemperaturen beibehält und einem Targetdesign mit einem geringeren Gewicht als es mit der der gegenwärtigen TZM-Legierung erzielbar ist, was geringere Lagerbelastungen unter den Betriebsbedingungen resultiert.

   Zusätzlich erlaubt die sich ergebende beachtliche Verbesserung (¯ 2X) bezüglich Verformungs- und Kriechfestigkeit der ODS-Mo gegenüber der TZM-Legierung und die Verwendung von sehr starkem Graphit sehr hohe Drehgeschwindigkeiten (>13.000 U/min) für das Target. Dies und die abstrahlende Beschichtung auf dem Substrat verringert wesentlich die örtliche Wärmebelastung unter dem Elektronenstrahl. Auch das neue Röntgentargetmaterial kann in ein bestehendes Röntgenröhrendesign mit minimalen Design/Bearbeitungsänderungen der anderen Komponenten in die Röhre eingeführt werden.
Während die Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungen beschrieben wurde, ist es für Fachleute verständlich, dass verschiedene Änderungen durchgeführt und Äquivalente für Elemente eingesetzt werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.

   Zusätzlich können viele Modifikationen gemacht werden, um die Lehre der Erfindung an eine bestimmte Situation anzupassen, ohne den wesentlichen Umfang der Erfindung zu verlassen. Daher ist es nicht vorgesehen, dass die Erfindung auf die besondere Ausführung beschränkt ist, die als die beste Art zur Ausführung der Erfindung offenbart wird, vielmehr beinhaltet die Erfindung alle Ausführungen, welche in den Umfang der nachfolgenden Ansprüche fallen.

Claims (1)

  1. ANSPRUCHE
    1. Röntgenröhrenanode mit einem Targetsubstrat (28) aus einer oxiddispersionsverstärkten Molybdänlegierung und einer Metallspur (18) , welche auf dem Targetsubstrat gebildet ist und ein Röntgenstrahl emittierendes Metall umfasst.
    2. Röntgenröhrenanode nach Anspruch 1, bei welcher das Röntenstrahl emittierende Metall Wolfram-Rhenium ist.
    3. Röntgenröhrenanode nach Anspruch 1, bei welcher die oxiddispersionsverstärkte Molybdänregierung in einer kristallinen Molybdänmatrix verteilte Lathaniumoxidpartikel aufweist.
    4. Röntgenröhrenanode nach Anspruch 1, bei welcher die oxiddispersionsverstärkte Molybdänregierung in einer kristallinen Molybdänmatrix verteilte Ceriumoxidpartikel aufweist.
    5. Röntgenröhrenanode nach Anspruch 1, bei welcher die oxiddispersionsverstärkte Molybdänregierung in einer kristallinen Molybdänmatrix verteilte Yttriumoxidpartikel umfasst.
    6. Röntgenröhrenanode nach Anspruch 3 , bei welcher die Lanthanoxidpartikel in einem Grossenbereich von etwa 500 nm bis 4 [mu]m liegen.
    7. R[delta]ntgenr[delta]hrenanode nach Anspruch 3, wobei die Molybdänlegierung eine kristalline Matrix von Molybdänk[delta]rnern im Grössenbereich von 10 bis 50 [mu]m liegen.
    8. R[delta]ntgenröhrenanode nach Anspruch 1, die ferner einen Graphitring (20) aufweist, der mit dem Targetsubstrat verbunden ist. -
    9. Röntgenröhrenanode nach Anspruch 1, die ferner eine Beschichtung (38) aus einem die Wärmeabstrahlung verbessernden Material aufweist, welches auf zumindest einem Teil der Oberfläche des Targetsubstrates ausgebildet ist, wobei die genannte Beschichtung ein Emissionsvermögen von zumindest 0,8 hat.
    10. R[delta]ntgenröhrenanode nach Anspruch 1, bei welcher das Targetsubstrat einen im allgemeinen kreisförmigen Aussenrand
    (32) und eine Zentralbohrung (34) aufweist, und die Spur im allgemeinen ringförmig und konzentrisch mit dem Aussenrand des Targetsubstrates ist, wobei das Targetsubstrat einen ringförmigen Abschnitt (36) aufweist, in dem die Dicke des Targetsubstrates in Richtung radial auswärts zunimmt, wobei der Abschnitt zunehmender Dicke radial einwärts der Spur angeordnet ist .
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