CN1030807C - 旋转阳极型x射线管 - Google Patents

Abstract

一种旋转阳极型X射线管，其特征在于，它的旋转体12及固定体15的一部分上设有滑动轴承21的至少一方轴承面22、25是由除铬以外的IVa族、Va族或VIa族且位于第四周、第五或第六周期的至少一种过渡金属的氮化物、硼化物或碳化物组的至少一种物质作为主成份的陶瓷构成。本发明的目的是提供一种轴承面与液体金属润滑剂的可湿润性很好且能抑制该润滑剂的侵蚀，从而能保持轴承稳定工作的旋转阳极型X射线管。

Description

旋转阳极型X射线管

本发明涉及一种旋转阳极型X射线管，特别涉及有关支持阳极靶的旋转机构的改进。

众所周知，旋转阳极型X射线管是以设有轴承部的旋转体和固定体来支撑圆盘状的阳极靶，用在真空容器外设置的通电电磁线圈来使上述阳极靶高速旋转的同时，从阴极放射出的电子束与阳极靶的表面相撞，从而放射出X射线。轴承部是由像球轴承那样的滚动轴承或在轴承表面形成螺旋沟槽的同时，使用像镓(Ga)或镓—铟—锡(Ga—In—Sn)合金那样的，在工作时变成液状的金属润滑剂的动压式滑动轴承构成。使用后者的滑动轴承的有例如特公昭60—21463、特开昭60—97536、特开昭60—113817、特开昭60—117531、特开昭61—2914、特开昭62—287555、以及特开平2—227947的日本专利所公开的旋转阳极型X射线管。

然而，通常支持阳极靶的旋转体包括：固定在阳极靶上加以支持的、由高融点金属构成的旋转轴；与该旋转轴相连、作为感应马达转子起作用的、由象铁那样的强磁性体构成的圆筒芯部以及与上述圆筒芯部嵌合后钎焊固定的象铜那样的导电性能好的外侧圆筒。在上述旋转体的内侧，通过轴承设有柱状的固定体。而且，管外的定子向旋转体施加旋转磁场的作用，并根据感应马达原理而能高速旋转。

在上述专利公报中公开的旋转阳极型X射线管中，都使用钼(MO)或钼合金或者钨(W)或钨合金作为滑动轴承的材料。然而，如果使用上述材料构成轴承，那么在制造X射线管的过程中轴承表面容易发生氧化，且有可能要损坏与液体金属的可湿润性。此外，由于高温热处理以及因X射线管的动作所达到的高温，从而在这些轴承表面与液体金属润滑剂之间产生相互浸透，于是在轴承表面容易发生粗糟或尺寸变化。而且据此会使轴承表面的间隙尺寸发生变化，恐怕不能继续保持轴承工作稳定。

本发明的目的就是克服以上诸缺点，提供一种在轴承表面与液体金属滑润剂的可湿润性良好的同时能通过该润滑剂抑制轴承构件的浸蚀并能维持轴承稳定运转的比较价廉的旋转阳极型X射线管。

本发明提供的旋转阳极型X射线管是这样构成的，在该旋转体和固定体的一部分上设置的滑动轴承的至少一方的轴承表面是除去铬(Cr)的IVa族、Va族或V1a族，且以位于4、5、或6周期的至少一个过渡金属的炭化物、硼化物或氮化物群的至少一个作为主成份的陶瓷。

在本发明中，由上述陶瓷构成的轴承面由于与液体金属润滑剂的可湿润性良好，且融点很高，故与润滑剂的反应较少，且轴承面很难受到浸蚀。又，也可使用价廉的轴承母材。更进一步，由于这些陶瓷具有足以构成X射线管的阳极电流线路的导电性，因而能在不使结构复杂化的情况下构成动压滑动轴承。因而能保持轴承运动长时间稳定。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的纵向剖视图；

图2是图1的主要部分的放大的纵向剖视图；

图3是本发明的另一实施例的纵剖视图；

图4是图3的主要部分的纵剖视图；

图5是图3的主要部件的顶视图；

图6同样是图3的部件的主要部分的纵剖视图；

图7是图6的7—7断面的顶视图；

图8是图3的部件的主要部分的分解的半剖视图；

图9是本发明的又一其它实施例的纵剖视图；

图10是本发明的又一其它实施例的纵剖视图；以及

图11是本发明的其它实施例的纵剖视图。

下面参照附图说明本发明的实施例。同一部分仍使用同一符号表示。

例1：如图1及图2所示，由重金属构成的圆盘状阳极靶11是通过螺母14固定在大致成有底圆筒状的旋转体12的一端处所突出设置的旋转轴13上。在旋转体12的内侧，嵌合有大致圆柱形状的固定体15。固定体15的尖端部形成有小径部分15a。在该固定体的有阶梯的位置上，推力轴承圆盘16被固定在旋转体的开口部分。在固定体小径部15a的下端部与阳极支持环17连接，且该阳极支持环17与玻璃真空容器18密封相连(气密接合)。又，该固定体15的中心部分有挖空的冷却介质通路19，在该通路中插入管20、并能建立如箭头C所示的方向的冷却介质的循环。旋转体12和固定体15的嵌合部分，构成如上述专利公报所揭示的动压式滑动轴承部21。为此，在固定体15的外侧滑动轴承面22上形成有径向轴承的二组由人字型构成的螺旋槽23、23。并且，在固定体15的两端部的滑动轴承面上分别形成有由推力轴承的园形人字形构成的螺旋沟24、24。这些螺旋沟23、24的深度大约为20微米。旋转体内表面的滑动轴承面25为平滑面，然而根据需要也可形成相应螺旋槽。旋转体和固定体的两个轴承面22、25以20微米左右的轴承间隙g相对接近。该轴承间隙g及螺旋槽中充填着在工作时为液状的金属润滑剂(图中未示)。

因此，旋转体12和固定体15具有在金属轴承母材的表面粘附有陶瓷薄膜26、27的轴承面22、25。上述旋转体12和固定体15的轴承母材是由铁(Fe)、不锈钢似的铁合金或高速钢例如日本工业标准(JIS)规定的炭素工具钢SK4或合金工具钢SKD11那样的含少量碳元素(即重量比为0.5—2.5％)的钢材制成。而且，在构成轴承表面的各轴承母材的表面上粘附形成有陶瓷薄膜26、27是由Va族、第四周期的过渡金属、即该薄膜钒的碳化物构成。形成陶瓷薄膜26、27的方法是首先将要成为轴承母材的轴承面以外的部分适当地罩住，然后将它放在电炉内保持500℃—1250℃的温度范围内的、含有钒(V)的溶融剂中浸渍数小时。从而，所有轴承面都覆盖了约10微米厚度左右的钒碳化物(VC)的薄膜，再将它们进行热处理。

钒碳化物(VC)的陶瓷的融点约为2850℃。而且由于它们在20—200℃间的热膨胀系数是7.2—6.5×10^-6/℃，因而与轴承母材的热膨胀率相差不大，恐怕不大会发生断裂等现象。特别是由该钒碳化物(即碳化钒VC)构成的陶瓷薄膜，由于扩散结合了一部分母材的钢材中的碳元素，因而粘附强度高、高温强度及耐磨性也很显著。而且由于像镓(Ga)或镓合金那样的液体金属润滑剂的可湿润性也特别好，并且融点高，所以较少与润滑剂起反应，因而不易被润滑剂浸蚀。由于该陶瓷薄膜有导电性，因此它可与液体金属润滑剂一起构成阳极电流线路的一部分。又，在固定体15中，螺旋槽23，24是预先形成的，陶瓷薄膜也几乎均等厚度地覆盖在槽内表面。如上所述，该陶瓷薄膜适合于作为X射线管的液体金属润滑型的动压滑动轴承面。另外，为轴承母材的上述铁合金和不锈钢或碳素工具钢等，比钼(Mo)或钨(W)要便宜，且加工也特别方便。再者，由于该轴承面的高温强度高、在高温下不易被润滑剂侵蚀，因而轴承表面的工作温度可提高到例如500℃的程度，因此，能提高阳极靶的工作温度，换句话说，能提高阳极靶的冷却率。从而，阳极靶的输入电力的平均值能相对加大。这样便可容易地得到具有稳定的轴承工作性能且具有高冷却率的旋转阳极型X射线管。

例2，在由金属构成的轴承母材的表面形成硼化钒(VB₂)的陶瓷薄膜，作为轴承面。该硼化钒(VB₂)的陶瓷薄膜的融点是约2400℃，20℃—200℃温度间的热膨胀系数约为7.6×10^-6/℃。该薄膜作为X射线管的液体金属润滑型的动压滑动轴承面同样也合适。

例3，在轴承母材的表面形成氮化钒(VN)的陶瓷薄膜，并将其作为轴承面。该氮化钒(VN)的陶瓷薄膜的融点约为2050℃、20—200℃之间的热膨胀系数约为8.1×10^-6/℃。由于该薄膜的融点略低一些，因此，通过将X射线管的制造过程及工作温度抑制得稍微低一点，同样，可以作为X射线管的液体金属润滑型动压滑动轴承面使用。

例4，如图3到图8所示，固定体15的外周(侧)的径向滑动轴承面22及其前端的推力轴承面分别形成螺旋漕23、24。在固定体的中心部分，形成有储藏和循环液体金属润滑剂的轴向孔28以及从中心向4个放射(径向)方向穿透并在固定体小径部29开口的放射方向(径向)孔30。并且，在固定体小径部15a的阶梯形成圆周状的凹槽31。将该固定体要成为轴承面的区域以外部分适当地掩膜，通过化学汽相淀积法(CVD)将由IVa族、第四周期的过渡金属钛(Ti)的氮化物(TiN)构成的陶瓷薄膜27以0.5—10微米的厚度范围例如5微米厚覆盖在该轴承面上。而且，在固定体母材上形成的螺旋槽部分如图4放大所表示的那样，相邻槽间的顶部角23a处预先整形为圆弧状或圆锥状以免因CVD而产生被膜的锐利凸起。

另一方面，为了构成旋转体12，需预先以部件形式准备好其内表(周)面将构成推力轴承面的轴承圆筒体32、与它的上部开口相连接的固定体轴承圆盘33以及与下部开口结合的轴承环16。这些轴承母材能用上述(例1)所述的金属制成。在轴承圆筒体32的上部开口部分形成有圆盘嵌合所用的阶梯及焊接用的焊接区34、在其外周壁上形成有维持间隙所用的多个突出部分35。另外，在下部开口的附近的外周壁上形成有维持间隙所用的阶梯36及嵌合旋转圆筒所用的阶梯37、焊接用的焊接区38、嵌合轴承环所用的阶梯部分39以及多个螺纹孔40。在该轴承圆筒体32的内表面使用CVD(法)形成有约5微米厚的由钛(Ti)的氮化物(TiN)构成的陶瓷薄膜26。在这种场合，因为轴承圆筒体32是纯粹的圆筒、CVD反应气体可走遍整个内表面，所以可形成所有区域的厚度一致且质量优良的被膜。另一方面，在轴承圆盘33的外表面形成凹口部41及焊接用焊接区42，并在成为推力轴承面的内表面，预先以单一部件的状态，同样形成有约10微米厚的由钛(Ti)的氮化物(TiN)构成的陶瓷薄膜26。在轴承环16的中心孔16a的四周成为轴承面的内表面预先形成螺旋槽24的同时，以单个部件状态，在该面同样形成约5微米厚的由钛(Ti)的氮化物(TiN)构成的陶瓷薄膜26。又，在其外周的法兰部分形成有多个连接用的通孔16b。由于这些轴承圆盘33及轴承环16是在平坦面上形成陶瓷薄膜的，因此仍然通过CVD等方法较易地形成厚度均匀且质量一致的薄膜。而且，在轴承圆盘33的内表面也可形成推力轴承的圆形的人字型螺旋槽。

对这样形成薄膜后的各个部件，首先将轴承圆盘33与轴承圆筒体32的圆盘嵌合用的阶梯嵌合，通过氦弧焊将两个焊接用的焊接区34，42结合为一体。该焊接部用符号43表示。该焊接由于是在远离轴承面的位置进行局部加热，因而轴承面的陶瓷薄膜质量不会受影响。然后，将固定着旋转轴13且在外侧固定着铜圆筒44的由强磁体制成的转动圆筒45从圆的上方嵌合插入轴承圆筒32与轴承圆盘33的组合体，直到与阶梯面37接触为止。而且将转动圆筒45的下端焊接区46与轴承圆筒的焊接区38通过氦弧焊，焊接在一起，以符号47表示。在该情况下，在转动圆筒与轴承圆筒体之间，形成有通过维持间隙用的突出部分35和维持间隙用的阶梯36而维持着的隔热用的间隙48。由于该隔热用的间隙48，从阳极靶到滑动轴承的热传导线路较长，因此可抑制靶上产生的热传到滑动轴承部分。而且该隔热用的间隙48的径向尺寸从实用考虑期望设定在0.1mm以上、1mm以下。另外，上部焊接部43位于接受转轴的上部间隙49内，与转动圆筒的肩部45a的内表面保持不接触状态。而且为了能在排气过程中将含有间隙48、49的空间排成高真空，在转轴13上形成有通气孔13a。

其次，将这样组装成的旋转体12以旋转轴13向下的状态放置在真空加热炉内，使各部件放出内藏的气体，在该状态下，在轴承圆筒体32的内部空间内注入一定量的像镓(Ga)一铟(In)一锡(Sn)合金那样的液体金属润滑剂(图中未示)。之后，将轴承圆筒体32的内侧慢慢插入固定体、嵌入轴承环16并用多个螺钉50紧固着。由于这样组装起来的旋转体的轴承面与固定体的轴承面之间，设定有大约20微米的轴承间隙，因而将在该轴承间隙、螺旋槽内以及中心孔内充满液体金属润滑剂。最后，在固定体小径部15a将阳极支撑环17与其密封焊接，进而将厚度薄的封着环与真空容器18的封着环密封焊接。然后对真容容器排气后，X射线管就制成了。

构成轴承面的并由钛的氮化物(TiN)构成的陶瓷薄膜的融点约为3080℃，且20—200℃间的热膨胀系数是9.8—9.2×10^-6/℃，这些值都比较大。因此，如果作为轴承母材如使用铁、不锈钢那样的铁合金或高速钢等的热膨胀率是9.0—14.0×10^-6/℃范围的金属，则特别是陶瓷薄膜的轴承面不易发生裂缝和剥层，很适合使用。这样，该陶瓷薄膜与母材的粘附结合强度高，高温强度及耐磨性也很出色。而且，液体金属润滑剂的可湿润性好且润滑剂难以浸蚀。因此，能保证动压滑动轴承长期稳定地工作。

例5，在由金属构成的轴承母材表面形成由碳化钛(Tic)构成的陶瓷薄膜并作为轴承面。该碳化钛(Tic)的陶瓷薄膜的融点是3150℃、20—200℃间的热膨胀系数约为8.3—7.6×10^-6/℃。该薄膜同样适合作为X射线管的液体金属润滑型动压滑动轴承面。

例6，在由金属构成的轴承母材表面形成硼化钛(TiB₂)的陶瓷薄膜并作为轴承面。该陶瓷薄膜的融点是2920℃、20—200℃间的热膨胀系数约为4.6—4.8×10^-6/℃。该薄膜同样适合作为X射线管的液体金属润滑型动压滑动轴承面。

例7.在由金属构成的轴承母材表面形成VIa族的第五周期的过渡金属的钼(Mo)的碳化物(Mo₂C)的陶瓷薄膜并作为轴承面。该陶瓷薄膜的融点是2580℃、20—200℃之间的热膨胀系数约为7.8×10^-6/℃。该薄膜同样适合作为X射线管的液体金属润滑型动压滑动轴承面。

例8，在由金属构成的轴承母材表面形成属VIa族的第五周期的过渡金属钼(Mo)的硼化物(Mo₂B)₂或(MoB)的陶瓷薄膜并作为轴承面。该陶瓷薄膜的融点约为2200或2550℃、20℃—200℃间的热膨胀系数约为8.6×10^-6/℃。该薄膜同样适合作为X射线管的液体金属润滑型动压滑动轴承面。

例9，在由金属构成的轴承母材的表面形成属Va族的第五周期的过渡金属铌(Nb)的碳化物(Nb₂C或NbC)的陶瓷薄膜，并作为轴承面。该碳化铌陶瓷薄膜的融点约为3080℃或3600℃、20—200℃间的热膨胀系数约为7.0—6.5×10^-6/℃。该薄膜同样适合作为X射线管的液体金属润滑型动压滑动轴承面。

例10，在由金属构成的轴承母材的表面形成硼化铌(NbB₂)的陶瓷薄膜，并作为轴承面。该陶瓷薄膜的融点约为3000℃、20—200℃间的热膨胀系数约为8.0×10^-6。该薄膜同样适合作为X射线管的液体金属润滑型动压滑动轴承面。

例11，在由金属构成的轴承母材的表面形成氮化铌(NbN)的陶瓷薄膜并作为轴承面。该陶瓷薄膜的融点约为2100℃、20—200℃间的热膨胀系数约为10.1×10^-6/℃。该薄膜的融点稍微低一点，因此稍许抑制一下X射线管的制造过程和工作温度，就同样适合作为X射线管的液体金属润滑型动压滑动轴承面使用。

例12，在由金属构成的轴承母材的表面形成属IVa族、第五周期的过渡金属的锆(Zr)的碳化物(ZrC)的陶瓷薄膜，并作为轴承面。该碳化锆陶瓷薄膜的融点是3420℃、20—200℃间的热膨胀系数约为6.9×10^-6/℃。该薄膜同样适合作为X射线管的液体金属润滑型动压滑动轴承面使用。

例13，在由金属构成的轴承母材的表面形成硼化锆(ZrB₂)的陶瓷薄膜，并作为轴承面。该陶瓷薄膜的融点约为3040℃、20—200℃间的热膨胀系数约为5.9×10^-6/℃。该薄膜同样适合作为液体金属润滑型动压滑动轴承面使用。

例14，在由金属构成的轴承母材的表面形成氮化锆(ZrN)的陶瓷薄膜并作为轴承面。该陶瓷薄膜的融点约为2980℃、20—200℃间的热膨胀系数约为7.9×10^-6/℃。该薄膜同样适合作为液体金属润滑型动压滑动承轴面使用。

例15，在由金属构成的轴承母材的表面形成属VIa族的第六周期的过渡金属钨(W)的碳化物(W₂C或WC)的陶瓷薄膜，并作为轴承面。该碳化钨陶瓷薄膜的融点约为2795℃或2785℃、20—200℃间的热膨胀系数约为6.2—5.2×10^-6/℃。该薄膜同样适合作为X射线管的液体金属润滑型的动压滑动轴承面使用。

例16，在由金属构成的轴承母材的表面形成硼化钨(WB₂或WB)的陶瓷薄膜并作为轴承面。该陶瓷薄膜的融点约为2370℃或2800℃、20—200℃间的热膨胀系数约为7.8—6.7×10^-6/℃。该薄膜同样适合作为X射线管的液体金属润滑型的动压滑动轴承面使用。

例17，在由金属构成的轴承母材的表面形成属Va族的第六周期的过渡金属钽(Ta)的碳化物(Ta₂C或TaC)的陶瓷薄膜并作为轴承面。该碳化钽的陶瓷薄膜的融点3400℃或3880℃、20—200℃间的热膨胀系数约为8.3—6.6×10^-6/℃。该薄膜同样适合作为X射线管的液体金属润滑型的动压滑动轴承面。

例18，在由金属构成的轴承母材的表面形成硼化钽(TaB₂)的陶瓷薄膜并作为轴承面。该陶瓷薄膜的融点约为3100℃、20—200℃间的热膨胀系数约为8.2—7.1×10^-6/℃。该薄膜同样适合作为X射线管的液体金属润滑型的动压滑动轴承面使用。

例19，在由金属构成的轴承母材的表面，形成氮化钽(TaN)的陶瓷薄膜，并作为轴承面。该陶瓷薄膜的融点约为3090℃、20—200℃间的热膨胀系数约为5.0×10^-6/℃。该薄膜同样可作为X射线管的液体金属润滑型动压滑动轴承面使用。

例20，在由金属构成的轴承母材的表面，形成属IVa族的第六周期的过渡金属铪(Hf)的碳化物(HfC)的陶瓷薄膜并作为轴承面。该陶瓷薄膜的融点约为3700℃、20—200℃间的热膨胀系数约为7.0—6.7×10^-6/℃。该薄膜同样适合作为X射线管的液体金属润滑型的动压滑动轴承面。

例21，在由金属构成的轴承母材的表面，形成硼化铪(HfB₂)的陶瓷薄膜，并作为轴承面。该薄膜的融点约为3250℃、20—200℃间的热膨胀系数约为6.3×10^-6/℃。该薄膜同样适合作为X射线管的液体金属润滑型的动压滑动轴承面使用。

例22，在由金属构成的轴承母材的表面，形成氮化铪(HfN)的陶瓷薄膜，并作为轴承面。该陶瓷薄膜的融点约为3310℃、20—200℃间的热膨胀系数约为7.4—6.9×10^-6/℃。该薄膜同样可作为X射线管的液体金属润滑型的动压滑动轴承面使用。

图9所示的实施例是在中心部分设置与1阳极靶11成一体旋转的旋转圆柱51的阳极型X射线管。如果根据理想的装配步骤来说明，则是预先在固定体15的两端开口的固定体圆筒52的内表面、上、下固定体圆盘53、54的各轴承面上形成陶瓷薄膜。这些部件的母材均与前述实施例的情况一样。接着，在下部固定体圆盘54的内表面预先形成推力轴承的螺旋槽24。此外，在旋转体12的内侧的旋转轴承圆筒55的轴承面以及旋转圆柱51的下端轴承面也预先形成陶瓷薄膜。并且在旋转轴承圆筒55的外周表面及上端面形成螺旋槽23、24。将旋转轴承圆筒55与旋转轴13钎焊固定的旋转圆柱51的外周面嵌合，并将下部56通过钎焊连成一体。另一方面，固定体圆筒52与下面的固定体圆盘54在焊接部分56处焊接连接成一起。其次再将该固定体圆筒52与下面的固定体圆盘54的组合体放在真空加热炉中进行气体放出处理并向内侧空间注入镓合金的润滑剂。将旋转圆柱51与旋转轴承圆筒55的组合体插入到上述加热过的组合体中，并用多个螺柱(或螺钉)50将固定体圆盘53固定在其上面。接着在其外侧嵌上有铜圆筒44的转动圆筒45，而圆筒的上部分45与旋转轴13则通过销子相互固定。接着，将靶11固定在旋转轴13上。之后，通过与前述实施例同样的组装过程制成X射线管。

又，作为在金属轴承母材的表面形成前面所述的陶瓷薄膜的方法，不仅仅局限于CVD(化学蒸气法)，也可利用PVD(物理蒸气法)粘附成规定的厚度，且进行必要的热处理，而形成上述薄膜的方法、溶融盐溶浸渍法或在氮气体气雾中进行的热氮化法进行粘附。

如图10所示的实施例，旋转体12的轴承圆筒61以及大致圆柱状的固定体15本身与前面描述的所有实施例中陶瓷薄膜相同，是由除了铬以外的IVa族、Va族或VIa族位于第四、第五或第六周期的过渡金属氮化物、硼化物或碳化物作为主成份的陶瓷构成。旋转体12及固定体15的轴承面是由该陶瓷本身构成的。而且，由陶瓷构成的固定体小径部15a和铁制的阳极支持部件17用银钎焊以机械和电气地连接起来。从而，也制成于阳极电流线路。

在图11所示的实施例中，固定体15本身是用像氮化硅成份(Si₃N₄)那样的绝缘陶瓷构成，并在该固定体的表面即轴承面形成前面所述的陶瓷薄膜。又，旋转体12同样也可以由绝缘陶瓷构成，或由有导电性的前面所述的陶瓷构成。然后，为了构成阳极电流线路，使与阳极靶11相连的由钼(Mo)制成的旋转轴13的端面13a露出到与推力轴承面在同一平面，以构成能与该轴承面及中心孔28内充填的液体金属润滑剂电气接触。并且，将导电体棒62穿过固定体15的另一端部而设置，且它的一端62a通过钎焊与铁制的阳极支持体17电气连接。另一端62b延长至中央孔28内与液体金属润滑剂电接触。这样，就构成了从阳极靶到阳极支持体17的阳极线路。

此外，也可以将构成筒体或圆柱体的轴承面部分的任一方由例如钼(Mo)或钨(W)构成，在轴承面上不形成陶瓷薄膜的情况下使用，其另一方则由上述陶瓷轴承面构成。再者，在轴承面覆盖上述陶瓷薄膜的场合，作为轴承母材，也可以使用钼(Mo)和钨(W)。

另外，从构成轴承面的陶瓷中，之所以把属于IVa族、Va族或VIa族且位于第四、第五或第六周期的过渡金属中特别排除了铬(Cr)的理由是因为铬的碳化物、硼化物或氮化物的融点相当低，且与像镓或镓的合金那样的液体金属润滑剂显著反应，因而不实用。

在比较高温下制造X射线管或使其工作的场合，特别适合使用钒(V)或钼(Mo)的碳化物陶瓷。或者，铌或钨的碳化物或硼化物陶瓷由于更能耐高温因而很适合使用。同样，钛、锆、铪或钽的碳化物、硼化物或氮化物陶瓷由于能耐更高的温度因而也适合使用。它们的融点在2610℃以上且对液体金属润滑剂的耐腐蚀性也良好。

再者，也可以是以上述各过渡金属的碳化物、硼化物或氮化物的一种作为主成份，再在其中加入(混入)其他过渡金属的碳化物、硼化物或氮化物中的至少一个而混合组成的陶瓷。其中一例如钛的碳氮化物〔Ti(C，N)〕陶瓷等等。

另外，也可以在轴承母材和上述陶瓷薄层之间另外至少再形成一中间层。此时的中间层也可以是，它的热膨胀率在轴承母材及陶瓷薄层的热膨胀率之间的材料组成或可提高轴承母材与陶瓷层的结合度的材料组成。

还有，液体金属润滑剂不仅仅局限于镓(Ga)、镓—铟(Ga—In)合金或镓—铟—锡(Ga—In—Sn)合金那种以镓为主体的材料，也可使用例如含铋(Bi)相对多的铋—铟—铅—锡(Bi—In—Pb—Sn)合金或含铟相对多的铟—铋(In—Bi)合金或铟—铋—锡(In—Bi—Sn)合金。由于它们的融点在室温以上，因此希望在使阳极靶旋转之前将滑润剂预热到它的融点以上的温度，使之成为液状后再使之进行旋转。

如上所述，根据本发明可得到一种由陶瓷构成的滑动轴承面，不仅与液体金属润滑剂的可湿润性好，且几乎无润滑剂引起的轴承面受侵蚀，具有能长时间稳定工作的轴承性能的旋转阳极型X射线管。而且，也可使用比较便宜的轴承母材。

Claims (4)

1.一种旋转阳极型X射线管包括一部分与阳极靶相互固定的旋转体、保持该旋转体有可能旋转的固定体、在上述旋转体及固定体的一部分上所设置的轴承面且形成螺旋槽的滑动轴承部件、以及位于该轴承部件的轴承面之间且至少在工作中为液状的金属润滑剂，其特征在于上述滑动轴承部件的至少一个轴承面是用除铬以外的属IVa族、Va族或VIa族且位于第四、第五或第六周期的至少一种过渡金属的碳化物、硼化物或氮化物组的至少一种物质作为主成份的陶瓷构成。

2.如权利要求1所述的旋转阳极型X射线管，其特征在于在由金属构成的轴承面上被覆着上述陶瓷薄膜。

3.如权利要求2所述的旋转阳极型X射线管，其特征在于所述轴承母材是铁或铁合金。

4.如权利要求2所述的旋转阳极型X射线管，其特征在于旋转体或固定体双方中的一方是在另一方的外侧，它配置有内周面成为轴承面的圆筒部件以及实质上将开口部分封闭的圆盘部件，而且在上述圆筒部件的内周轴承面上被覆着陶瓷薄膜。

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