CN104409304A - 一种工业ct机x射线管用透射靶及其制备方法 - Google Patents

一种工业ct机x射线管用透射靶及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104409304A
CN104409304A CN201410652918.4A CN201410652918A CN104409304A CN 104409304 A CN104409304 A CN 104409304A CN 201410652918 A CN201410652918 A CN 201410652918A CN 104409304 A CN104409304 A CN 104409304A
Authority
CN
China
Prior art keywords
target
tungsten
sputtering
aluminium
diamond
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
CN201410652918.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104409304B (zh
Inventor
马玉田
刘俊标
韩立
霍荣岭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Electrical Engineering of CAS
Original Assignee
Institute of Electrical Engineering of CAS
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 Institute of Electrical Engineering of CAS filed Critical Institute of Electrical Engineering of CAS
Priority to CN201410652918.4A priority Critical patent/CN104409304B/zh
Publication of CN104409304A publication Critical patent/CN104409304A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104409304B publication Critical patent/CN104409304B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00—X-ray tubes
    • H01J35/02—Details
    • H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H01J35/08—Anodes; Anti cathodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • C23C14/16—Metallic material, boron or silicon on metallic substrates or on substrates of boron or silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2235/00—X-ray tubes
    • H01J2235/08—Targets (anodes) and X-ray converters
    • H01J2235/081—Target material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

一种工业CT机X射线管用透射靶及其制备方法，有钨/铝靶和钨/金刚石靶两种类型。所述的钨-铝靶包括靶面(1)和铝基体(201)；所述的钨-金刚石靶包括靶面(1)、金刚石基体(5)和铝支撑架(202)；所述的靶面(1)为圆形的钨薄膜；所述的铝基体(201)和金刚石基体(5)均为圆形薄片；所述的钨-金刚石靶的铝支撑架(202)的中心开有一个通孔，所述的金刚石基体(5)放置在铝支撑架(202)的中心通孔内，与铝支撑架(202)焊接在一起；所述的靶面(1)采用磁控溅射方法镀在铝基体(201)表面或金刚石基体(5)表面。

Description

一种工业CT机X射线管用透射靶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种工业CT机的装备及其制造方法，具体涉及一种工业CT机X射线管用透射靶及其制备方法。
背景技术
工业CT机是一种先进的无损检测装置，它不仅可以用于工件内部结构和缺陷的无损检测、质量评定、定性分析和判断，还可以通过对工业CT图像的测量来实现工件内部结构尺寸和缺陷尺寸进行测量和定量分析，测量精度高，可重复性好。在航天、兵器、汽车、电子、安检等众多领域有着广泛的应用需求。工业CT机中X射线管阳极靶材质量的好坏、能否长期稳定地工作是影响CT机寿命的关键因素之一，也是高质量X线管国产化的主要难点。据资料统计50％以上的X射线管的损坏是由于阳极靶的失效引起的，如靶面撕脱，工作面非正常灼伤等。由于目前我国工业CT机X射线管透射靶市场被少数几家跨国公司所垄断，又因国内生产厂家空白，因此，更换工业CT机X射线管透射靶存在着周期长、所需费用高昂等问题。目前国内极少数一些科研机构研究X射线管透射靶，主要采用粉末冶金法，如文献“W/Mo/石墨复合靶材的制备与研究”(高丽娜，2008稀有金属32(5))，是采用传统的粉末冶金法制备的医用CT旋转靶材，但是由于这些方法制备的钨靶材的实际密度达不到钨的理论密度，产生X射线的效率不如进口钨靶材高，其寿命与国外进口靶材相比仍有一定差距。而且，制备的靶材的厚度在毫米级，由于厚度比较大，X射线的出射率比较低，不适用于工业CT，尤其是不适用于具有高空间分辨率的微焦斑工业CT。微焦斑工业CT的靶材是端窗式结构的固定透射靶，既是产生X射线的靶材，又是X射线出射的窗口。这种靶材是耐高温的高原子序数材料，如钨、钼等和对X射线的吸收较低的低原子序数材料，如铍、金刚石和铝等复合的薄靶，厚度一般在300微米左右。这种靶材的关键是厚度和制备技术，靶材太薄，X射线的产额比较小；靶材太厚，虽然X射线的产额比较大，但这些X射线又会被靶材本身大量吸收，最终透射出的X射线也很少。同时，复合靶材的两种材料的机械强度、热容量、热应力、热膨胀率等物理性能差别比较大，若采用传统的粉末冶金法难以制备如此薄的靶材，因此常采用热压焊接法和气相沉积法等，如专利201180041159.2“用于透射X射线管的厚标靶”，采用扩散结合和热压法制备薄靶材，但是存在着扩散结合的接合点容易弯曲、制备过程需要保护气氛和高温容易是使靶材料氧化和变形等问题；专利201310149402.3“钎焊X射线管靶的发射层”，采用钎焊法，但存在靶面材料和基体材料之间会形成气泡，气泡在热负荷作用下容易引起靶面剥离、表面开裂或熔化等问题；专利95109594.3“X射线管阳极及其制造方法与静阳极X射线管”，采用化学气相沉积法，但存在着产量不高，反应温度高导致基体材料有限等问题。薄靶材质量的好坏、能否长期稳定地工作是影响微焦斑CT寿命的关键因素之一。磁控溅射镀膜技术在薄膜材料制备方面有很多应用，但是在微焦斑工业CT的靶材制备还没有报道。因此，研究和开发磁控溅射法制备高质量的靶材及其制备工艺，这对微焦斑CT在无损检测技术领域具有重大意义和社会价值。
发明内容
针对现有工业CT机X射线管阳极靶材制备技术和质量存在的问题，本发明提出一种工业CT机X射线管用透射靶及其制备方法。
本发明的靶材采用钨薄膜作为靶面，铝或金刚石作为基体，在铝或金刚石基体上采用磁控溅射方法镀钨薄膜制备而成。该靶材在真空条件下制备，不易受污染，并具有钨薄膜纯度高、致密化大、附着力强、厚度均匀、X射线出射率大、散热性好、寿命长等优点，该制备方法具有易控制、工艺简单，成本低。
本发明的工业CT机X射线管用透射靶有两种类型，一种是钨-铝靶，另一种是钨-金刚石靶。
所述的钨-铝靶包括靶面和铝基体。所述的靶面优选钨薄膜。钨具有熔点高、蒸气压低、密度大和原子序数高等优点，能保证在电子束轰击下产生高产率的X射线。所述的靶面为圆形薄膜，镀在铝基体上。所述的钨-铝靶的基体优选铝材料。铝的原子序数小，对X射线的吸收系数小，能保证更多的X射线穿透铝基体。铝基体为一个中心有不通孔的圆形薄片。所述的铝基体面中心还开有一个O型密封槽，用于靶面与工业CT的电子束的出射口之间的密封。所述的O型密封槽的中心与铝基体的中心重合。所述钨薄膜靶面通过磁控溅射镀在铝基体的不通孔的凹面上。所述的磁控溅射优选为射频，溅射功率为100-150W，溅射时间为3-5h。
所述的钨-金刚石靶包括靶面、金刚石基体和铝支撑架。所述的靶面优选钨薄膜。所述的靶面为圆形薄膜，与钨-铝靶靶面的形状、尺寸相同，镀在金刚石基体上。所述的钨-金刚石靶的基体优选金刚石材料，金刚石的原子序数小，对X射线的吸收系数小，能保证更多的X射线穿透经过金刚石基体，同时金刚石的导热系数比较高。所述的金刚石基体为一圆形薄片。所述钨薄膜靶面通过磁控溅射镀在金刚石基体的表面。所述的磁控溅射方法优选射频溅射，溅射功率为100-150W，溅射时间为3-5h。钨-金刚石靶的支撑架优选铝材，铝的导热系数高、散热好。所述的铝支撑架为圆片。所述的铝支撑架的中心开有一个通孔。所述的铝支撑架的上表面还开有一个O型密封槽，O型密封槽的中心与铝支撑架的中心重合。该密封槽用于靶面与工业CT的电子束的出射口之间的密封。所述的金刚石基体放置在铝支撑架的中心通孔内，并通过真空焊接方式与铝支撑架连接在一起。
本发明钨-铝透射靶的制备方法包括以下步骤：
1、清洗铝基体和钨靶材：将铝基体用丙酮侵泡2-4h去油，再用工业乙醇超声波清洗1-2h。清洗完毕置于干燥皿中备用。将钨靶材用丙酮侵泡1-2h去油，再用工业乙醇超声波清洗0.5-1h。清洗完毕置于干燥皿中备用；
2、镀膜前预处理：将基体通过掩膜装架放在磁控溅射设备的片架上，放入溅射装置的真空腔体内，抽真空至约4×10-4Pa时，通入氩气，并动态维持0.6-1Pa。打开溅射电源，将钨靶材预溅射3-5分钟，去除钨靶材表面的氧化物和污染物；
3、镀膜：控制溅射功率、时间和基底温度，溅射功率为100-150W，溅射时间为3-6h，基底温度控制在400-500℃范围内，溅射沉积钨薄膜靶面厚度为2-8μm；
4、钨薄膜靶面溅射沉积完毕后，关闭溅射源，继续抽真空，并通入氩气作为保护气体。待逐渐冷却到室温，即得到钨-铝透射靶。
本发明钨-金刚石透射靶的制备方法包括以下步骤：
1、清洗钨靶材：将金刚石和铝支撑架用丙酮侵泡2-4h去油，再用工业乙醇超声波清洗1-2h。清洗完毕置于干燥皿中备用。将钨靶材用丙酮侵泡1-2h去油，再用工业乙醇超声波清洗0.5-1h。清洗完毕置于干燥皿中备用；
2、镀膜前预处理：将基体通过掩膜装架放在磁控溅射设备的片架上，放入溅射装置的真空腔体内，抽真空至约4×10-4Pa时，通入氩气，并动态维持0.6-1Pa。打开溅射电源，将钨靶材预溅射3-5分钟，去除钨靶材表面的氧化物和污染物；
3、镀膜：控制溅射功率、时间和基底温度，溅射功率为100-150W，溅射时间为3-6h，基底温度控制在400-500℃范围内，溅射沉积钨薄膜靶面厚度为2-8μm；
4、钨薄膜靶面溅射沉积完毕后，关闭溅射源，继续抽真空，并通入氩气作为保护气体。待逐渐冷却到室温，即得到镀有钨薄膜的金刚石基体；
5、将镀有钨薄膜的金刚石基体采用银铜焊料，通过真空热焊方式连接在铝支撑架上，焊接温度在400-500℃，真空保持在1×10-3Pa左右，即得到钨-金刚石透射靶。
本发明透射靶及其制备方法具有以下优点：
1、本发明的透射靶具有X射线出射率大、散热性好、寿命长等优点。
2、本发明透射靶的制备方法所制备的钨薄膜具有纯度高、致密化大、附着力强、厚度均匀等优点。
3、本发明透射靶的制备方法在真空条件下制备，不易受污染，具有易控制、工艺简单和成本低等优点。
附图说明
图1本发明工业CT机X射线管用钨-铝透射靶的正视图；
图2本发明工业CT机X射线管用钨-金刚石透射靶的正视图；
图3本发明工业CT机X射线管用钨-铝透射靶的俯视图；
图4本发明工业CT机X射线管用钨-金刚石透射靶的俯视图；
图中：1钨薄膜靶面，201铝基体，202铝支撑架，301不通孔，302通孔，4密封槽，5金刚石基体。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
本发明的透射靶包括钨-铝靶和钨-金刚石靶两种类型。
如图1所示，所述的钨-铝靶包括靶面1和铝基体201。所述的靶面1优选钨薄膜。所述的靶面1为圆形，直径为10-15mm，厚度为2-8μm。所述的铝基体201材料为铝。所述的铝基体201形状为一圆片，圆片直径为94-100mm，厚度为2.3-3mm。铝基体201中心有一个不通孔，所述的铝基体201中心的不通孔301直径为9-12mm，孔深为2.1-2.8mm。所述的铝基体表面有一O型密封槽4，所述的密封槽4与铝基体表面中心共圆心。所述的密封槽4的中心到铝基体201中心的半径为30-35mm，槽的直径为2.5-4mm，槽深为2.5-3mm。所述靶面1材料钨薄膜通过磁控溅射镀在不通孔301的凹面上。所述的磁控溅射优选为射频，溅射功率为100-150W，溅射时间为3-5h。
如图2所示，所述的钨-金刚石靶包括靶面1、金刚石基体5和支撑架202。所述的靶面1优选为钨薄膜材料。所述的靶面1为圆形，直径为10-15mm，厚度为2-8μm。所述的金刚石基体5优选金刚石材料。所述的金刚石基体5为一圆形薄片，直径为11-16mm，厚度为0.2-0.3mm。所述靶面1材料钨薄膜通过磁控溅射镀在金刚石基体5的面中心。所述的磁控溅射优选为射频，溅射功率为100-150W，溅射时间为3-5h。所述的钨/金刚石靶的支撑架202优选为铝材料。所述的铝支撑架202为中心带有一个通孔的圆片，其直径为94-100mm，厚度为2.3-3mm。所述的铝支撑架中心的通孔302的直径为11-16mm。所述的铝支撑架202的上表面有一O型密封槽4，密封槽4的中心和铝支撑架202的中心重合。所述的O型密封槽4的中心到铝支撑架202中心的半径为30-35mm，槽的直径为2.5-4mm，槽深为2.5-3mm。所述的表面镀有钨薄膜的金刚石基体5放置在铝支撑架的通孔302内，并通过真空焊接方式连接在一起。
本发明钨-铝透射靶的制备方法包括以下步骤：
1、清洗钨靶材：将铝基体用丙酮侵泡2-4h去油，再用工业乙醇超声波清洗1-2h。清洗完毕置于干燥皿中备用。将钨靶材用丙酮侵泡1-2h去油，再用工业乙醇超声波清洗0.5-1h。清洗完毕置于干燥皿中备用；
2、镀膜前预处理：将基体通过掩膜装架放在磁控溅射设备的片架上，放入溅射装置的真空腔体内，抽真空至约4×10-4Pa时，通入氩气，并动态维持0.6-1Pa。打开溅射电源，将钨靶材预溅射3-5分钟，去除钨靶材表面的氧化物和污染物；
3、镀膜：控制溅射功率、时间和基底温度，溅射功率为100-150W，溅射时间为3-6h，基底温度控制在400-500℃范围内，溅射沉积钨薄膜靶面厚度为2-8μm；
4、钨薄膜靶面溅射沉积完毕后，关闭溅射源，继续抽真空，并通入氩气作为保护气体。待逐渐冷却到室温，即得到钨-铝透射靶。
本发明钨-金刚石透射靶的制备方法包括以下步骤：
1、清洗钨靶材：将金刚石和铝支撑架用丙酮侵泡2-4h去油，再用工业乙醇超声波清洗1-2h。清洗完毕置于干燥皿中备用。将钨靶材用丙酮侵泡1-2h去油，再用工业乙醇超声波清洗0.5-1h。清洗完毕置于干燥皿中备用；
2、镀膜前预处理：将基体通过掩膜装架放在磁控溅射设备的片架上，放入溅射装置的真空腔体内，抽真空至约4×10-4Pa时，通入氩气，并动态维持0.6-1Pa。打开溅射电源，将钨靶材预溅射3-5分钟，去除钨靶材表面的氧化物和污染物；
3、镀膜：控制溅射功率、时间和基底温度，溅射功率为100-150W，溅射时间为3-6h，基底温度控制在400-500℃范围内，溅射沉积钨薄膜靶面厚度为2-8μm；
4、钨薄膜靶面溅射沉积完毕后，关闭溅射源，继续抽真空，并通入氩气作为保护气体。待逐渐冷却到室温，即得到镀有钨薄膜的金刚石基体；
5、将镀有钨薄膜的金刚石基体采用银铜焊料，通过真空热焊方式连接在铝支撑架上，焊接温度在400-500℃，真空保持在1×10-3Pa左右，即得到钨-金刚石透射靶。
实施例1
本发明的透射靶包括钨/铝靶和钨/金刚石靶两种类型。所述的钨/铝靶包括靶面1和铝基体201。所述的靶面1优选钨薄膜。所述的靶面1为圆形，直径为10mm，厚度为2μm。所述的铝基体201材料为铝。所述的铝基体201形状为中心有一个不通孔的圆片，圆片直径为94mm，厚度为2.3mm。所述的铝基体201中心的不通孔301直径为9mm，孔深为2.1-2.8mm。所述的铝基体表面带有一圆形O型密封槽4。所述的密封槽4的中心到铝基体201中心的半径为30mm，槽的直径为2.5mm，槽深为2.5。所述靶面1材料钨薄膜通过磁控溅射镀在不通孔301的凹面上。所述的磁控溅射优选为射频，溅射功率为100，溅射时间为3h。
所述的钨/金刚石靶的主要结构包括靶面1、金刚石基体5和支撑架202。所述的靶面1优选为钨薄膜材料。所述的靶面1为圆形，直径为10mm，厚度为2μm。所述的金刚石基体5优选金刚石材料。所述的金刚石基体5为一圆形薄片，直径为11mm，厚度为0.2mm。所述靶面1材料钨薄膜通过磁控溅射镀在金刚石基体5的面中心。所述的磁控溅射优选为射频，溅射功率为100W，溅射时间为3h。所述的钨/金刚石靶的支撑架202优选为铝材料。所述的铝基体形状为中心带有一个通孔的圆片，其直径为94mm，厚度为2.3mm。所述的铝支撑架中心的通孔302，直径为11mm。所述的铝支撑架上带有一圆形O型密封槽4。所述的密封槽4的中心到铝支撑架202中心的半径为30mm，槽的直径为2.5mm，槽深为2.5mm。所述的表面镀有钨薄膜的金刚石基体5放置在铝支撑架的通孔302内，并通过真空焊接方式连接在一起。
本发明钨-铝透射靶的制备方法包括以下步骤：
1、清洗钨靶材：将铝基体用丙酮侵泡2去油，再用工业乙醇超声波清洗1h。清洗完毕置于干燥皿中备用。将钨靶材用丙酮侵泡1去油，再用工业乙醇超声波清洗0.5h。清洗完毕置于干燥皿中备用；
2、镀膜前预处理：将基体通过掩膜装架放在磁控溅射设备的片架上，放入溅射装置的真空腔体内，抽真空至约4×10-4Pa时，通入氩气，并动态维持0.6Pa。打开溅射电源，将钨靶材预溅射3分钟，去除钨靶材表面的氧化物和污染物；
3、镀膜：控制溅射功率、时间和基底温度，溅射功率为100，溅射时间为3h，基底温度控制在400℃范围内，溅射沉积钨薄膜靶面厚度为2μm；
4、钨薄膜靶面溅射沉积完毕后，关闭溅射源，继续抽真空，并通入氩气作为保护气体。待逐渐冷却到室温，即得到钨-铝透射靶。
本发明钨-金刚石透射靶的制备方法包括以下步骤：
1、清洗钨靶材：将金刚石和铝支撑架用丙酮侵泡2h去油，再用工业乙醇超声波清洗1h。清洗完毕置于干燥皿中备用。将钨靶材用丙酮侵泡1h去油，再用工业乙醇超声波清洗0.5h。清洗完毕置于干燥皿中备用；
2、镀膜前预处理：将基体通过掩膜装架放在磁控溅射设备的片架上，放入溅射装置的真空腔体内，抽真空至约4×10-4Pa时，通入氩气，并动态维持0.6Pa。打开溅射电源，将钨靶材预溅射3分钟，去除钨靶材表面的氧化物和污染物；
3、镀膜：控制溅射功率、时间和基底温度，溅射功率为100W，溅射时间为3h，基底温度控制在400℃范围内，溅射沉积钨薄膜靶面厚度为2μm；
4、钨薄膜靶面溅射沉积完毕后，关闭溅射源，继续抽真空，并通入氩气作为保护气体。待逐渐冷却到室温，即得到镀有钨薄膜的金刚石基体。
5、将镀有钨薄膜的金刚石基体采用银铜焊料，通过真空热焊方式连接在铝支撑架上，焊接温度在400℃，真空保持在1×10-3Pa左右，即得到钨-金刚石透射靶。
实施例2
本发明的透射靶包括钨/铝靶和钨/金刚石靶两种类型。所述的钨/铝靶包括靶面1和铝基体201。所述的靶面1优选钨薄膜。所述的靶面1为圆形，直径为12mm，厚度为6μm。所述的铝基体201材料为铝。所述的铝基体201形状为中心有一个不通孔的圆片，圆片直径为96mm，厚度为2.5mm。所述的铝基体201中心的不通孔301直径为10mm，孔深为2.5mm。所述的铝基体表面带有一圆形O型密封槽4。所述的密封槽4的中心到铝基体201中心的半径为32mm，槽的直径为3mm，槽深为2.6mm。所述靶面1材料钨薄膜通过磁控溅射镀在不通孔301的凹面上。所述的磁控溅射优选为射频，溅射功率为120W，溅射时间为4h。
所述的钨/金刚石靶的主要结构包括靶面1、金刚石基体5和支撑架202。所述的靶面1优选为钨薄膜材料。所述的靶面1为圆形，直径为12mm，厚度为6μm。所述的金刚石基体5优选金刚石材料。所述的金刚石基体5为一圆形薄片，直径为13mm，厚度为0.25mm。所述靶面1材料钨薄膜通过磁控溅射镀在金刚石基体5的面中心。所述的磁控溅射优选为射频，溅射功率为120W，溅射时间为4h。所述的钨/金刚石靶的支撑架202优选为铝材料。所述的铝基体形状为中心带有一个通孔的圆片，其直径为98mm，厚度为2.7mm。所述的铝支撑架中心的通孔302，直径为13mm。所述的铝支撑架上带有一圆形O型密封槽4。所述的密封槽4的中心到铝支撑架202中心的半径为32mm，槽的直径为3mm，槽深为2.7mm。所述的表面镀有钨薄膜的金刚石基体5放置在铝支撑架的通孔302内，并通过真空焊接方式连接在一起。
本发明钨-铝透射靶的制备方法包括以下步骤：
1、清洗钨靶材：将铝基体用丙酮侵泡3h去油，再用工业乙醇超声波清洗1.5h。清洗完毕置于干燥皿中备用。将钨靶材用丙酮侵泡1.5h去油，再用工业乙醇超声波清洗0.8h。清洗完毕置于干燥皿中备用；
2、镀膜前预处理：将基体通过掩膜装架放在磁控溅射设备的片架上，放入溅射装置的真空腔体内，抽真空至约4×10-4Pa时，通入氩气，并动态维持0.8Pa。打开溅射电源，将钨靶材预溅射4分钟，去除钨靶材表面的氧化物和污染物；
3、镀膜：控制溅射功率、时间和基底温度，溅射功率为120W，溅射时间为4h，基底温度控制在450℃范围内，溅射沉积钨薄膜靶面厚度为6μm；
4、钨薄膜靶面溅射沉积完毕后，关闭溅射源，继续抽真空，并通入氩气作为保护气体。待逐渐冷却到室温，即得到钨-铝透射靶。
本发明钨-金刚石透射靶的制备方法包括以下步骤：
1、清洗钨靶材：将金刚石和铝支撑架用丙酮侵泡3h去油，再用工业乙醇超声波清洗1.5h。清洗完毕置于干燥皿中备用。将钨靶材用丙酮侵泡1.5h去油，再用工业乙醇超声波清洗0.8h。清洗完毕置于干燥皿中备用；
2、镀膜前预处理：将基体通过掩膜装架放在磁控溅射设备的片架上，放入溅射装置的真空腔体内，抽真空至约4×10-4Pa时，通入氩气，并动态维持0.8Pa。打开溅射电源，将钨靶材预溅射4分钟，去除钨靶材表面的氧化物和污染物；
3、镀膜：控制溅射功率、时间和基底温度，溅射功率为120W，溅射时间为4h，基底温度控制在450℃范围内，溅射沉积钨薄膜靶面厚度为6μm；
4、钨薄膜靶面溅射沉积完毕后，关闭溅射源，继续抽真空，并通入氩气作为保护气体。待逐渐冷却到室温，即得到镀有钨薄膜的金刚石基体；
5、将镀有钨薄膜的金刚石基体采用银铜焊料，通过真空热焊方式连接在铝支撑架上，焊接温度在450℃，真空保持在1×10-3Pa左右，即得到钨-金刚石透射靶。
实施例3
本发明的透射靶包括钨/铝靶和钨/金刚石靶两种类型。所述的钨/铝靶包括靶面1和铝基体201。所述的靶面1优选钨薄膜。所述的靶面1为圆形，直径为15mm，厚度为8μm。所述的铝基体201材料为铝。所述的铝基体201形状为中心有一个不通孔的圆片，圆片直径为100mm，厚度为3mm。所述的铝基体201中心的不通孔301直径为12mm，孔深为2.8mm。所述的铝基体表面带有一圆形O型密封槽4。所述的密封槽4的中心到铝基体201中心的半径为35mm，槽的直径为4mm，槽深为3mm。所述靶面1材料钨薄膜通过磁控溅射镀在不通孔301的凹面上。所述的磁控溅射优选为射频，溅射功率为150W，溅射时间为3-5h。
所述的钨/金刚石靶的主要结构包括靶面1、金刚石基体5和支撑架202。所述的靶面1优选为钨薄膜材料。所述的靶面1为圆形，直径为15mm，厚度为8μm。所述的金刚石基体5优选金刚石材料。所述的金刚石基体5为一圆形薄片，直径为16mm，厚度为0.3mm。所述靶面1材料钨薄膜通过磁控溅射镀在金刚石基体5的面中心。所述的磁控溅射优选为射频，溅射功率为150W，溅射时间为5h。所述的钨/金刚石靶的支撑架202优选为铝材料。所述的铝基体形状为中心带有一个通孔的圆片，其直径为100mm，厚度为3mm。所述的铝支撑架中心的通孔302，直径为16mm。所述的铝支撑架上带有一圆形O型密封槽4。所述的密封槽4的中心到铝支撑架202中心的半径为35mm，槽的直径为4mm，槽深为3mm。所述的表面镀有钨薄膜的金刚石基体5放置在铝支撑架的通孔302内，并通过真空焊接方式连接在一起。
本发明钨-铝透射靶的制备方法包括以下步骤：
1、清洗钨靶材：将铝基体用丙酮侵泡4h去油，再用工业乙醇超声波清洗2h。清洗完毕置于干燥皿中备用。将钨靶材用丙酮侵泡2h去油，再用工业乙醇超声波清洗1h。清洗完毕置于干燥皿中备用；
2、镀膜前预处理：将基体通过掩膜装架放在磁控溅射设备的片架上，放入溅射装置的真空腔体内，抽真空至约4×10-4Pa时，通入氩气，并动态维持1Pa。打开溅射电源，将钨靶材预溅射5分钟，去除钨靶材表面的氧化物和污染物；
3、镀膜：控制溅射功率、时间和基底温度，溅射功率为150W，溅射时间为6h，基底温度控制在500℃范围内，溅射沉积钨薄膜靶面厚度为8μm；
4、钨薄膜靶面溅射沉积完毕后，关闭溅射源，继续抽真空，并通入氩气作为保护气体。待逐渐冷却到室温，即得到钨-铝透射靶。
本发明钨-金刚石透射靶的制备方法包括以下步骤：
1、清洗钨靶材：将金刚石和铝支撑架用丙酮侵泡4h去油，再用工业乙醇超声波清洗2h。清洗完毕置于干燥皿中备用。将钨靶材用丙酮侵泡2h去油，再用工业乙醇超声波清洗1h。清洗完毕置于干燥皿中备用；
2、镀膜前预处理：将基体通过掩膜装架放在磁控溅射设备的片架上，放入溅射装置的真空腔体内，抽真空至约4×10-4Pa时，通入氩气，并动态维持1Pa。打开溅射电源，将钨靶材预溅射5分钟，去除钨靶材表面的氧化物和污染物；
3、镀膜：控制溅射功率、时间和基底温度，溅射功率为150W，溅射时间为6h，基底温度控制在500℃范围内，溅射沉积钨薄膜靶面厚度为8μm；
4、钨薄膜靶面溅射沉积完毕后，关闭溅射源，继续抽真空，并通入氩气作为保护气体。待逐渐冷却到室温，即得到镀有钨薄膜的金刚石基体；
5、将镀有钨薄膜的金刚石基体采用银铜焊料，通过真空热焊方式连接在铝支撑架上，焊接温度在500℃，真空保持在1×10-3Pa左右，即得到钨-金刚石透射靶。

Claims (5)

1.一种工业CT机X射线管用透射靶，其特征在于：所述的透射靶包括钨-铝靶和钨-金刚石靶两种类型；所述的钨-铝靶包括靶面(1)和铝基体(201)；所述的钨-金刚石靶包括靶面(1)、金刚石基体(5)和铝支撑架(202)；所述的靶面(1)为圆形的钨薄膜；所述的铝基体(201)和金刚石基体(5)均为圆形薄片；所述的钨-金刚石靶的铝支撑架(202)的中心开有一个通孔，所述的金刚石基体(5)放置在铝支撑架(202)的中心通孔内，与铝支撑架(202)焊接在一起；所述的靶面(1)采用磁控溅射方法镀在铝基体(201)表面或金刚石基体(5)表面。
2.根据权利要求1所述的工业CT机X射线管用透射靶，其特征在于：所述的铝基体(201)的中心有一个不通孔，所述钨薄膜的靶面(1)通过磁控溅射镀在铝基体(201)的不通孔的凹面上。
3.根据权利要求1所述的工业CT机X射线管用透射靶，其特征在于：所述的铝基体(201)表面中心开有一个O型密封槽(4)；所述的密封槽(4)与铝基体的中心共圆心；所述的铝支撑架的上表面有一个O型密封槽，该O型密封槽与铝支撑架(202)共圆心。
4.制备权利要求1所述的工业CT机X射线管用透射靶的方法，其特征在于所述的钨-铝透射靶的制备方法包括以下步骤：
1)清洗铝基体和钨靶材：将铝基体用丙酮侵泡2-4h去油，再用工业乙醇超声波清洗1-2h，清洗完毕置于干燥皿中备用；将钨靶材用丙酮侵泡1-2h去油，再用工业乙醇超声波清洗0.5-1h，清洗完毕置于干燥皿中备用；
2)镀膜前预处理：将基体通过掩膜装架放在磁控溅射设备的片架上，放入溅射装置的真空腔体内，抽真空至约4×10-4Pa时，通入氩气，并动态维持0.6-1Pa；打开溅射电源，将钨靶材预溅射3-5分钟，去除钨靶材表面的氧化物和污染物；
3)镀膜：控制溅射功率、时间和基底温度，溅射功率为100-150W，溅射时间为3-6h，基底温度控制在400-500℃范围内，溅射沉积钨薄膜靶面厚度为2-8μm；
4)钨薄膜靶面溅射沉积完毕后，关闭溅射源，继续抽真空，并通入氩气作为保护气体，待逐渐冷却到室温，即得到钨-铝透射靶。
5.制备权利要求1所述的工业CT机X射线管用透射靶的方法，其特征在于所述的钨-金刚石透射靶的制备方法包括以下步骤：
1)清洗钨靶材：将金刚石和铝支撑架用丙酮侵泡2-4h去油，再用工业乙醇超声波清洗1-2h，清洗完毕置于干燥皿中备用；将钨靶材用丙酮侵泡1-2h去油，再用工业乙醇超声波清洗0.5-1h，清洗完毕置于干燥皿中备用；
2)镀膜前预处理：将基体通过掩膜装架放在磁控溅射设备的片架上，放入溅射装置的真空腔体内，抽真空至约4×10-4Pa时，通入氩气，并动态维持0.6-1Pa。打开溅射电源，将钨靶材预溅射3-5分钟，去除钨靶材表面的氧化物和污染物；
3)镀膜：控制溅射功率、时间和基底温度，溅射功率为100-150W，溅射时间为3-6h，基底温度控制在400-500℃范围内，溅射沉积钨薄膜靶面厚度为2-8μm；
4)钨薄膜靶面溅射沉积完毕后，关闭溅射源，继续抽真空，并通入氩气作为保护气体；待逐渐冷却到室温，即得到镀有钨薄膜的金刚石基体；
5)将镀有钨薄膜的金刚石基体采用银铜焊料，通过真空热焊方式连接在铝支撑架上，焊接温度为400-500℃，真空度为1×10-3Pa，即得到钨-金刚石透射靶。
CN201410652918.4A 2014-11-17 2014-11-17 一种工业ct机x射线管用透射靶及其制备方法 Active CN104409304B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410652918.4A CN104409304B (zh) 2014-11-17 2014-11-17 一种工业ct机x射线管用透射靶及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410652918.4A CN104409304B (zh) 2014-11-17 2014-11-17 一种工业ct机x射线管用透射靶及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104409304A true CN104409304A (zh) 2015-03-11
CN104409304B CN104409304B (zh) 2017-01-11

Family

ID=52646922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410652918.4A Active CN104409304B (zh) 2014-11-17 2014-11-17 一种工业ct机x射线管用透射靶及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104409304B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107227442A (zh) * 2017-05-05 2017-10-03 中国科学院电工研究所 一种镶嵌式结构的钨‑金刚石透射靶材及其制备方法
CN111048380A (zh) * 2019-12-23 2020-04-21 西北核技术研究院 一种可旋转耐烧蚀强流二极管阳极靶
CN111048377A (zh) * 2019-12-23 2020-04-21 西北核技术研究院 一种用于提升辐射场均匀性的强流二极管复合阳极
CN113061859A (zh) * 2021-03-19 2021-07-02 成都齐兴真空镀膜技术有限公司 一种用于x射线管阳极靶的金属涂层及其制备方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002343290A (ja) * 2001-05-21 2002-11-29 Medeiekkusutekku Kk Ｘ線管ターゲット、ｘ線発生器、ｘ線検査装置およびｘ線管ターゲットの製造方法
JP2002352754A (ja) * 2001-05-29 2002-12-06 Shimadzu Corp 透過型ｘ線ターゲット
CN1971834A (zh) * 2005-11-07 2007-05-30 科美特有限公司 毫微聚焦型x射线管
JP2012138203A (ja) * 2010-12-24 2012-07-19 Aet Inc Ｘ線発生装置とｘ線発生装置群を用いたｘ線照射装置
CN102792782A (zh) * 2010-02-23 2012-11-21 佳能株式会社 放射线产生装置和放射线成像系统
WO2012169141A1 (en) * 2011-06-07 2012-12-13 Canon Kabushiki Kaisha X-ray emitting target and x-ray emitting device
WO2013032014A1 (en) * 2011-08-31 2013-03-07 Canon Kabushiki Kaisha X-ray generation apparatus and x-ray radiographic apparatus
WO2013032020A2 (en) * 2011-08-31 2013-03-07 Canon Kabushiki Kaisha X-ray generator and x-ray imaging apparatus
CN103119686A (zh) * 2010-08-25 2013-05-22 和鑫生技开发股份有限公司 用于透射x射线管的厚标靶
CN103943442A (zh) * 2013-01-18 2014-07-23 佳能株式会社 透射型x射线靶和包括该透射型x射线靶的放射线产生管
CN104051206A (zh) * 2013-03-12 2014-09-17 佳能株式会社 透射型靶、放射线产生管、放射线产生设备和放射线照相系统

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002343290A (ja) * 2001-05-21 2002-11-29 Medeiekkusutekku Kk Ｘ線管ターゲット、ｘ線発生器、ｘ線検査装置およびｘ線管ターゲットの製造方法
JP2002352754A (ja) * 2001-05-29 2002-12-06 Shimadzu Corp 透過型ｘ線ターゲット
CN1971834A (zh) * 2005-11-07 2007-05-30 科美特有限公司 毫微聚焦型x射线管
CN102792782A (zh) * 2010-02-23 2012-11-21 佳能株式会社 放射线产生装置和放射线成像系统
CN103119686A (zh) * 2010-08-25 2013-05-22 和鑫生技开发股份有限公司 用于透射x射线管的厚标靶
JP2012138203A (ja) * 2010-12-24 2012-07-19 Aet Inc Ｘ線発生装置とｘ線発生装置群を用いたｘ線照射装置
WO2012169141A1 (en) * 2011-06-07 2012-12-13 Canon Kabushiki Kaisha X-ray emitting target and x-ray emitting device
WO2013032014A1 (en) * 2011-08-31 2013-03-07 Canon Kabushiki Kaisha X-ray generation apparatus and x-ray radiographic apparatus
WO2013032020A2 (en) * 2011-08-31 2013-03-07 Canon Kabushiki Kaisha X-ray generator and x-ray imaging apparatus
CN103943442A (zh) * 2013-01-18 2014-07-23 佳能株式会社 透射型x射线靶和包括该透射型x射线靶的放射线产生管
CN104051206A (zh) * 2013-03-12 2014-09-17 佳能株式会社 透射型靶、放射线产生管、放射线产生设备和放射线照相系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AAMIR IHSAN ET AL.: "A microfocus X-ray tube based on a microstructured X-ray target", 《NUCLEAR INSTRUMENTS AND METHODS IN PHYSICS RESEARCH B》 *
曹琴琴等: "透射型X射线管靶材的分析与评价", 《中国辐射卫生》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107227442A (zh) * 2017-05-05 2017-10-03 中国科学院电工研究所 一种镶嵌式结构的钨‑金刚石透射靶材及其制备方法
CN111048380A (zh) * 2019-12-23 2020-04-21 西北核技术研究院 一种可旋转耐烧蚀强流二极管阳极靶
CN111048377A (zh) * 2019-12-23 2020-04-21 西北核技术研究院 一种用于提升辐射场均匀性的强流二极管复合阳极
CN111048380B (zh) * 2019-12-23 2022-11-04 西北核技术研究院 一种可旋转耐烧蚀强流二极管阳极靶
CN111048377B (zh) * 2019-12-23 2022-11-04 西北核技术研究院 一种用于提升辐射场均匀性的强流二极管复合阳极
CN113061859A (zh) * 2021-03-19 2021-07-02 成都齐兴真空镀膜技术有限公司 一种用于x射线管阳极靶的金属涂层及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104409304B (zh) 2017-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104409304B (zh) 一种工业ct机x射线管用透射靶及其制备方法
TWI354307B (en) X-ray tube and static eliminator
CN103894695B (zh) 一种cvd金刚石厚膜与硬质合金的焊接方法
CN102693888A (zh) 一种陶瓷软x射线管的制备方法
JP5725101B2 (ja) 円筒形スパッタリングターゲットの製造方法
US20100246774A1 (en) Interface for liquid metal bearing and method of making same
CN106735665B (zh) 一种用于焊接cvd金刚石与硬质合金的装置、方法及其应用
WO2010005001A1 (ja) Ｘ線管用ターゲットおよびそれを用いたｘ線管、ｘ線検査装置ならびにｘ線管用ターゲットの製造方法
CN104973879A (zh) 一种Al2O3陶瓷与瓷封合金的封接方法
CN106041350A (zh) 钨/铜或钨/钢接头及其制备方法
CN108754437A (zh) 溅射靶
CN104191099B (zh) 用于硬质合金钎焊的wc颗粒增强的复合钎料的制备方法
EP3682454B1 (en) Method for obtaining a solid target for radiopharmaceuticals production
CN103949741B (zh) 一种钎焊铜钨碳化钨电触头与导电杆的方法
US4700882A (en) Composite rotary anode for X-ray tube and process for preparing the composite
JP2013089377A (ja) Ｘ線管用ターゲットおよびそれを用いたｘ線管、ｘ線検査装置ならびにｘ線管用ターゲットの製造方法
CN103846570B (zh) 一种钎焊高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料的银基钎料的制备方法
CN112958772A (zh) 一种废旧WRe/TZM复合旋转阳极靶盘的修复方法
CN104625623A (zh) 一种制备Cu-W/Cu-Cu复合板材的方法
WO2020236396A1 (en) High efficiency rotatable sputter target
CN209669348U (zh) 一种基片台及其装置
CN206271657U (zh) 用于x射线管的陶瓷材料与金属钎焊组件
JP2006236656A (ja) 冷却手段を備えたｘ線ターゲット部材の製造方法およびこれにより製造されたｘ線ターゲット部材を備えた重金属類検出用の高出力ｘ線発生装置
CN107326320B (zh) 一种高体分SiCp/Al与铋酸盐玻璃复合材料及其制备方法
CN218812000U (zh) 一种使用新型复合材料制备的ct机阳极靶盘

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant