CN108231531A - 一种金属陶瓷ct球管及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属陶瓷CT球管，所述CT球管的金属壳表面涂覆Fe₃O₄涂层，涂层厚度控制范围为0.01‑0.08mm；还公开了一种金属陶瓷CT球管的工艺，包括以下步骤，1)对涂覆金属壳基体表面预先做喷砂处理；2)通过等离子喷涂技术金属壳基体表面涂覆Fe₃O₄涂层，可提高金属壳的热辐射系数，提高金属壳的吸收热辐射的能力。

Description

一种金属陶瓷CT球管及其制备工艺

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，特别涉及一种金属陶瓷CT球管及其制备工艺。

背景技术

玻璃CT球管常在低热容量的CT球管中使用，其外壳材质为玻璃，由于玻璃的抗拉强度低，易碎，可承受的热应力小，且散热性能差，无法满足大热容量CT球管的使用。

玻璃CT球管产生的金属蒸发物会附着在玻璃壳内壁，尤其是在X射线窗口部位，由于金属蒸发物减小了该部位玻璃的透光性，蒸发物吸热会引起该部位温度偏高，由此产生更大的热应力，超过玻璃的抗拉强度时出现裂纹，影响球管的使用寿命。

金属陶瓷CT球管通过靶面热辐射，将热量传递给金属壳，再通过与金属壳外部接触的绝缘油将热量耗散出去。未经表面处理的金属壳表面为浅色，热辐射系数低，通过热辐射吸收靶面热量的效率低，散热性能差。

Cr₂O₃、Al₂O₃或TiO₂/Al₂O₃涂层，该类涂层为深色，具有一定的热辐射系数，因熔点较高，也具备良好的高温稳定性和真空性能，但其均属于陶瓷材料，不导电，无法通过在金属壳外部接地将散射在金属壳内表面的二次电子传递带走，会造成金属壳内部靠近靶面窗口部位逐渐累积电子，使该区域形成一定强度的电磁场，该电磁场的存在与增强一方面会对阴极发射出来的电子束的运动造成不同程度的影响，不利于X射线束的产生，另外，阳极端正高压与临近阴极端附着二次电子的金属壳区域会形成近距离的高压电场，降低了球管的绝缘强度，易导致球管在该两极间出现打火问题，降低球管的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种金属陶瓷CT球管，覆一种深色的物质，可提高金属壳的热辐射系数，提高金属壳的吸收热辐射的能力，提高了球管的散热性能。所涂覆的涂层需与金属壳有良好的结合强度，并且耐高温，具有良好的热稳定性，同时又要具有良好的真空性能，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种金属陶瓷CT球管，所述CT球管的金属壳表面涂覆深色物质涂层。

优选的，所述涂层为Fe₃O₄涂层，涂层厚度控制范围为0.01-0.08mm。

优选的，所述涂层原材料选用纯度为99％以上的微纳米级Fe₃O₄粉末，粉末粒径可选择为1nm-1μm之间。

一种金属陶瓷CT球管的工艺，其特征在于，包括以下步骤，

1)用高温胶带预先对金属壳不需要喷砂的部位进行遮蔽保护，遮蔽范围为：内部上、下端圆周距开口部位15-30mm和窗口周边距开口15-30mm，外部整体；

2)选用16-50号棕刚玉砂，喷砂机压力为0.3-0.6Mpa，对未遮蔽区域实施喷砂；

3)喷砂完成后，撕去高温胶，用气枪吹去表面残留粉尘；

4)通过清水冲洗，用毛刷刷净喷砂表面，再用超声波丙酮溶液清洗10min，取出，用清水冲净表面丙酮溶液，100℃内烘干表面；

5)重新用高温胶带参照工序1进行遮蔽，对未遮蔽部位进行等离子热喷涂；

6)喷涂前抽真空至1-10Pa，再充氩气至10⁴-10⁵Pa后，喷枪距离表面250-400mm喷涂。

优选的，所述步骤6)中，喷涂时间和送粉量根据所需的喷涂层厚度调控。

采用以上技术方案的有益效果是：本发明结构的金属陶瓷CT球管，在金属壳表面涂覆Fe₃O₄涂层，由于Fe₃O₄呈深黑色，热辐射系数很高，熔点高，热稳定性好，具备良好的真空性能，能够提高球管的散热性能，因其又具有优良的导电性能，不会造成金属壳累积二次电子，不产生上述的二次电子对球管造成的负面影响。

具体实施方式

下面详细说明本发明的优选实施方式。

一种金属陶瓷CT球管，所述CT球管的金属壳表面涂覆深色物质涂层。

涂层为Fe₃O₄涂层，涂层厚度控制范围为0.01-0.08mm；涂层原材料选用纯度为99％以上的微纳米级Fe₃O₄粉末，粉末粒径可选择为1nm-1μm之间。

一种金属陶瓷CT球管的工艺，其特征在于，包括以下步骤，

1)用高温胶带预先对金属壳不需要喷砂的部位进行遮蔽保护，遮蔽范围为：内部上、下端圆周距开口部位15-30mm和窗口周边距开口15-30mm，外部整体；

2)选用16-50号棕刚玉砂，喷砂机压力为0.3-0.6Mpa，对未遮蔽区域实施喷砂；

3)喷砂完成后，撕去高温胶，用气枪吹去表面残留粉尘；

4)通过清水冲洗，用毛刷刷净喷砂表面，再用超声波丙酮溶液清洗10min，取出，用清水冲净表面丙酮溶液，100℃内烘干表面；

5)重新用高温胶带参照工序1进行遮蔽，对未遮蔽部位进行等离子热喷涂；

6)喷涂前抽真空至1-10Pa，再充氩气至10⁴-10⁵Pa后，喷枪距离表面250-400mm喷涂，喷涂时间和送粉量根据所需的喷涂层厚度调控。

一种涂覆Fe₃O₄的金属陶瓷CT球管，该球管由阴极组件、阳极组件和金属壳组成。阴极组件产生的热电子，在两端的高压电场作用下，高速运动撞击阳极靶面，产生X射线。金属壳通过接地，将散射在金属壳内壁的电子全部转移走。

一种涂覆Fe₃O₄的金属陶瓷CT球管，由于Fe₃O₄呈深黑色，热辐射系数很高，能显著的提高球管的散热性能，有效缓解了球管内部高温对内部真空度、轴承加速磨损的影响。

一种涂覆Fe₃O₄的金属陶瓷CT球管，由于Fe₃O₄具有优良的导电性能，金属壳通过外部接地可以将散射在涂层表面的二次电子转移，不在内部形成局部电场，不会对电子束运动造成影响，也不会与阳极端形成近距离强电场，不出现因二次电子累积造成的打火问题，提高了球管的使用寿命。

一种涂覆Fe₃O₄的金属陶瓷CT球管，由于Fe₃O₄的热膨胀系数更接近于金属壳基材，因此，该涂层与基材的结合强度要高于其它如的Cr₂O₃、Al₂O₃或TiO₂/Al₂O₃等涂层，使得该涂层的热震性能高，该涂层的CT球管具备高的可靠性。

一种在金属壳表面涂覆Fe₃O₄的CT球管，该涂层仅需要通过等离子喷涂技术，单独在金属壳表面实施，操作简便，涂层厚度和均匀度可控，对CT球管的制造工艺无另外的特殊要求。

本专利公开的一种涂覆Fe₃O₄的金属陶瓷CT球管，在金属壳表面涂覆Fe₃O₄涂层，涂层厚度控制范围为0.01-0.08mm，该涂层呈深黑色，提高了金属壳的热辐射系数，涂层的热辐射系数可达0.9以上，可有效的提高金属壳的吸热效率，提高球管的散热性能。

本专利公开的一种涂覆Fe₃O₄的金属陶瓷CT球管，涂层原材料选用纯度为99％以上的微纳米级Fe₃O₄粉末，粉末粒径可选择为1nm-1μm之间。该粒径Fe₃O₄粉末生成的涂层具备孔隙率小，熔融程度高，显微组织致密，微观裂纹少，具备良好的真空性能。

本专利公开的一种涂覆Fe₃O₄的金属陶瓷CT球管，该金属壳为铜质或不锈钢材料。由于Fe₃O₄的熔点为1594℃，相比于其他涂层材质，其热膨胀系数也较为接近熔点接近于金属壳材质的铜和不锈钢。如在550℃下，Fe₃O₄的热膨胀系数为14.5×10^-6/K，Cu为20.1×10-6/K，不锈钢为18.4×10^-6/K，Al₂O₃为7.7×10^-6/K，Cr₂O₃为7.5×10^-6/K，TiO₂为7.2×10^-6/K。更为接近的热膨胀系数，使得Fe₃O₄涂层与基体材质间的结合强度比上述其他的会更好，所述Fe₃O₄涂层具备良好的热震性能，不易脱落，可提高球管的使用寿命。

本专利公开的一种涂覆Fe₃O₄的金属陶瓷CT球管，在涂覆Fe₃O₄涂层前，对涂覆金属壳基体表面预先做喷砂处理，喷砂处理可以减小表面微裂纹，提高基体表面的压应力，可提高涂层与基体的结合强度，另外喷砂后的表面粗糙，表面积增加，可提高辐射吸热效果。

本专利公开的一种涂覆Fe₃O₄的金属陶瓷CT球管，在金属表面涂覆Fe₃O₄涂层，涂覆区域至少为内壁，也可同时在外壁涂覆。为减少高辐射吸热导致的高温对焊接部位的影响，对金属壳的X射线窗口及其上、下端需要焊接的区域周边进行遮蔽，不让这些部位涂覆涂层，减少该区域的辐射吸热效果。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种金属陶瓷CT球管，其特征在于，所述CT球管的金属壳表面涂覆深色物质涂层。

2.根据权利要求1所述的金属陶瓷CT球管，其特征在于，所述涂层为Fe₃O₄涂层，涂层厚度控制范围为0.01-0.08mm。

3.根据权利要求2所述的金属陶瓷CT球管，其特征在于，所述涂层原材料选用纯度为99％以上的微纳米级Fe₃O₄粉末，粉末粒径可选择为1nm-1μm之间。

4.一种金属陶瓷CT球管的工艺，其特征在于，包括以下步骤，

1)用高温胶带预先对金属壳不需要喷砂的部位进行遮蔽保护，遮蔽范围为：内部上、下端圆周距开口部位15-30mm和窗口周边距开口15-30mm，外部整体；

2)选用16-50号棕刚玉砂，喷砂机压力为0.3-0.6Mpa，对未遮蔽区域实施喷砂；

3)喷砂完成后，撕去高温胶，用气枪吹去表面残留粉尘；

4)通过清水冲洗，用毛刷刷净喷砂表面，再用超声波丙酮溶液清洗10min，取出，用清水冲净表面丙酮溶液，100℃内烘干表面；

5)重新用高温胶带参照工序1进行遮蔽，对未遮蔽部位进行等离子热喷涂；

6)喷涂前抽真空至1-10Pa，再充氩气至10⁴-10⁵Pa后，喷枪距离表面250-400mm喷涂。

5.根据权利要求4所述的金属陶瓷CT球管的工艺，其特征在于，所述步骤6)中，喷涂时间和送粉量根据所需的喷涂层厚度调控。