CN109065425B - 用于ct球管的阳极靶盘及其制备方法 - Google Patents

用于ct球管的阳极靶盘及其制备方法 Download PDF

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Abstract

用于CT球管的阳极靶盘及其制备方法，其特征在于，阳极靶盘由靶盘靶面和靶盘基体两部分组成，靶盘靶面由质量分数41‑46％的钨粉、50‑55％碳化铪粉+碳化钽粉、2.5‑3.0％铼粉和1.0‑1.2％稀土氧化物Y2O3粉烧结而成，靶盘基体由石墨粉和钼粉烧结而成，在石墨和钼之间，加入了质量分数45％Ni+51％Ti+4％Re的镍钛铼合金粉做中间层，中间层厚度1.0‑2.5mm。本发明阳极靶盘具有优异的抗高温性能，使用效果良好。

Description

用于CT球管的阳极靶盘及其制备方法
技术领域
本发明公开了一种阳极靶盘及其制备方法，特别涉及用于CT球管的阳极靶盘及其制备方法，属于医用材料技术领域。
背景技术
CT球管是所有X射线仪的核心。X射线仪性能的好坏，很大程度取决于X射线管的质量，阳极靶是X射线管至关重要的部件，它直接影响X射线发射强度及CT球管的使用寿命。X射线是电子在高压电场下加速轰击靶物体产生的。带负电荷的高速电子与靶原子核的正电场及核外的负电场发生作用，其主要作用方式有弹性碰撞和非弹性碰撞两种。弹性碰撞引起电子运动方向的改变产生散射现象，高速电子与靶原子的壳外电子非弹性碰撞导致原子的电离与激发，电离与激发产生特征X射线。与原子核非弹性碰撞的结果产生初致辐射，初致辐射产生连续X射线。CT球管的阳极由阳极体和支撑轴承构成，阳极体包括阳极靶面和散热体，阳极靶面是使高速电子突然受阻而产生X射线的部件，靶面通常由铼钨合金构成，铼钨靶产生X射线效率较高、高温耐受性好、熔点高、蒸发率低。散热体由钼或石墨构成，石墨比热容较高，其作用是储热，将阳极产生热量迅速导向石墨，使得阳极表而温升较慢，增加了热容量。为了增加热容量，采用高速旋转靶，使得电子轰击所产生的热量分布在一个转动的圆环面积上，所以散热更快，瞬时功率更大。与固定阳极靶相比，CT球管旋转阳极靶盘能承受更高的热负荷。当电子束轰击时，通过高速旋转靶盘，靶的表面作为焦点区域的部分总是处于冷却状态，并且通过旋转可以更快速地散发热量而冷却。要求制备靶材的材料熔点高、导热好、特征谱线强，而满足这些条件的常常是原子序数较大的诸如W,Mo,Le等重金属元素。金属钨具有熔点高、蒸气压低、密度大、原子序数高等优点，在电子束轰击下能产生大量X射线。但是纯钨的热容量小、散热性能差。W/Mo复合层利用钼的散热性好的特点解决了单一纯钨靶所存在的散热问题。
为了提高CT球管的阳极靶盘的高温性能，中国发明专利CN 103849804公开了一种微波炉磁控管用无辐射多元复合钨阴极材料及其制备工艺，钨阴极材料含有氧化镧、氧化锆、氧化钇、氧化镥、铼以及钨，其中每种稀土氧化物占该钨电极材料质量百分比为0.5％～1.5％，稀土氧化物总量占该钨电极材料质量百分比为2％～3％，合金元素铼占该钨电极材料质量百分比为1％～4％，其余为钨。该钨阴极材料无辐射，热发射性能优良，抗高温蠕变、抗热震、抗下垂性能佳，使用寿命长。微波炉磁控管用无辐射多元复合稀土钨合金电极材料的制备方法包括配置溶液、干燥、还原、酸洗涤、冷等静压、烧结、垂熔、中频感应退火、压力加工、卷绕以及机械校直。且使用性能更佳。这种工艺生产的多元复合钨丝在高温下长期周期受热时，能获得大的变形阻力，具有抗下垂性能。中国发明专利CN101210305还公开了一种钨合金复合镀层材料及制造方法。钨合金复合镀层材料是由钨合金及大量弥散分布于钨合金中的微粒或者纤维构成的多相复合结构材料。钨合金复合镀层中钨的重量百分含量在5～98％的范围，微粒或者纤维的重量百分含量在0.05～80％的范围，微粒的粒径在3nm～5μm的范围，纤维的直径在3nm～5μm的范围。该镀层内应力低，具有优异的常温及高温硬度及耐磨性能，优异的抗高温氧化性能，优异的耐腐蚀性能。钨合金复合镀层在机械行业、化工及医药行业、冶金行业、航空航天、武器弹药、石油开采、采矿行业、电子行业等有着重要用途，特别适合应用在需要高温强度以及高耐腐蚀性能的场合。中国发明专利CN105470079还公开了一种采用弹性金属纤维和石墨烯增强散热的旋转阳极CT球管，所述CT球管主要包括管壳，连接于所述管壳内的旋转阳极靶(3)以及位于所述管壳内且与所述旋转阳极靶(3)位置相对应的阴极(4)；其中，旋转阳极靶(3)通过轴承(5)与管壳连接；其特征在于：所述管壳包括阴极陶瓷段(2)和金属段(1)，其中，阴极陶瓷段(2)为带中心孔的圆柱形结构，主要起绝缘作用，其两端分别加工有环形凹槽，位于金属段(1)内的一端环形凹槽的槽深小于位于金属段(1)外的一端环形凹槽的槽深，且位于金属段(1)外一端环形凹槽内侧的端面低于外侧的端面；所述轴承(5)滚珠腔内填充有纳米级石墨烯粉末(6)，并在轴承(5)滚珠腔的两端设置有挡片(7)，所述挡片与轴承内环之间存在间隙；所述挡片(7)为开有中心孔的圆环形结构，与轴承(5)同轴；所述挡片(7)固接在轴承外环的端面上，且与挡片(7)的内径大于轴承内环的外径；所述挡片(7)的材料是金属钼；所述旋转阳极靶(3)靶头的表面与管壳的相对面之间设置有弹性金属纤维束(9)，且所述弹性金属纤维束(9)的一端固定在管壳上，另一端与靶头的表面接触，或所述弹性金属纤维束(9)的一端固定在靶头的表面上，另一端与管壳的相对面接触；所述弹性金属纤维束(9)的材料耐1000～1100℃的高温；所述旋转阳极靶(3)靶头与弹性金属纤维束(9)接触的表面上设置有钼环(8)。中国发明专利CN105986266钨阴极激光多层熔覆修复方法，具体涉及稀土熔盐电解用钨电极激光多层修复工艺，该发明属于激光熔覆技术领域，具体涉及一种钨阴极激光多层修复方法。特点是：在室温下清理、打磨钨电极“缩颈”部位，将氧化层及腐蚀层去除干净；然后使用4kWCO2激光器、数控工作台，利用HUST-IV型高精度送粉器、同轴送粉喷嘴把碳化硅SiC、钯Pd、纯钨W三种混合粉末，在氩气气氛保护下，逐行逐线熔覆在工件表面上；采用单道多层沉积方式进行激光熔覆，获得厚达6.0～10mm多层涂层；最后用探伤检测，确保熔覆层无裂纹、气孔、夹杂缺陷。该种修复具有结合性强，操作简单，抗高温氧化性及耐熔盐腐蚀性好优点。中国发明专利CN105405730还公开了一种采用石墨烯增强散热的旋转阳极CT球管，属于真空电子医疗器件领域。所述CT球管主要包括管壳，连接于所述管壳内的旋转阳极靶以及位于所述管壳内且与所述旋转阳极靶位置相对应的阴极；其中，旋转阳极靶通过轴承与管壳连接；所述管壳包括陶瓷段和金属段，陶瓷段分为阴极陶瓷段和阳极陶瓷段；所述阴极陶瓷段为带中心孔的圆柱形结构，其两端分别加工有环形凹槽，位于金属段内的一端环形凹槽的槽深小于位于金属段外的一端环形凹槽的槽深，且位于金属段外一端环形凹槽内侧的端面低于外侧的端面；所述轴承滚珠腔内填充有纳米级石墨烯粉末，并在轴承滚珠腔的两端设置有挡片，所述挡片的内径大于轴承内环的外径。
但是，目前已开发成功的各种阳极靶盘仍存在耐高温性能差的不足，特别是CT球管的阳极靶盘靶面直接承受高能电子束的轰击而发射X射线，其局部温度可高达2600℃。目前仍以钨靶面为主，尽管钨的熔点高，高温强度大，散热性能好，原子序数高，在电子束轰击下能激发强的X射线，因此通常被用作CT球管的阳极靶盘靶面材料。但是，由于CT球管是间断式工作，时冷时热，靶面材料容易产生龟裂，而钨具有切口敏感效应，容易导致裂纹的扩展、延长，从基体上剥离，损坏CT球管。此外，裂纹扩展、延长后，使基体材料暴露在电子束轰击下而产生不需要的波长的X射线，混杂在所需波长的X射线之中。因此，对于必须使用某一特定波长的X射线情况来说，必须进行过滤，从而降低了CT球管的效率。
发明内容
本发明的目的，通过改变CT球管的阳极靶盘的组成及其制备工艺，从而提高阳极靶盘的高温性能，达到提高CT球管使用寿命的目的。本发明用于CT球管的阳极靶盘由靶盘靶面和靶盘基体两部分组成，靶盘靶面由多元钨合金材料组成，靶盘基体由石墨和金属钼组成，可以通过以下工艺步骤来实现：
①先用钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉配制靶盘靶面材料，钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉的颗粒尺寸分别为4-5μm、100-150nm、100-150nm、60-80nm和1-3μm；钨粉的质量分数为41-46％、碳化铪粉+碳化钽粉的质量分数为50-55％，铼粉的质量分数为2.5-3.0％、稀土氧化物Y2O3粉的质量分数为1.0-1.2％，钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉的总质量分数为100％，且碳化钽与碳化铪的摩尔比为4:1；
②将步骤①中的钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉，放入充氩气保护的行星式球磨机内，并加入φ10-12mm的硬质合金钢球，硬质合金钢球与钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉的质量比为7:1；球磨机转速为200r/min，球磨6h后，获得混合均匀的球磨粉末；
③将颗粒尺寸10-15μm的石墨粉、4-6μm的钼粉和步骤②中混合均匀的球磨粉末，依次放入石墨模具中，石墨粉位于模具内腔的最下端，钼粉位于模具内腔的中间位置，混合均匀的球磨粉末位于模具内腔的上部；石墨模具的最小壁厚为100-120mm，根据CT球管的阳极靶盘尺寸确定石墨模具的内腔尺寸；放入石墨模具中石墨粉和钼粉用于烧结后获得靶盘基体，混合均匀的球磨粉末用于烧结后获得靶盘靶面；在石墨粉和钼粉之间，还加入了质量分数45％Ni+51％Ti+4％Re的镍钛铼合金粉做中间层，镍钛铼合金粉颗粒尺寸为1-3μm，中间层厚度1.0-2.5mm，靶盘靶面厚度2.0-10.0mm，靶盘基体中，钼层厚度占55-58％，石墨层+中间层占42-45％；将装有石墨粉、钼粉和混合均匀的球磨粉末及中间层镍钛合金粉的石墨模具，在30-35MPa的压制压力下冷压成型；
④将步骤③中的石墨模具以及模具中的石墨粉、钼粉和混合均匀的球磨粉末及中间层镍钛铼合金粉，装入放电等离子烧结炉中进行烧结；烧结的工艺条件为：在真空中，从室温下以80℃/min升温至1200-1250℃，保温60-80分钟后，再以60℃/min升温至1950-1980℃，保温20-25分钟后，断电随炉冷却，烧结时的压力为60-80MPa，冷却至室温后，从石墨模具中取出烧结产品，即可获得用于CT球管的阳极靶盘。
本发明用于CT球管的阳极靶盘，包括靶盘靶面和靶盘基体两部分，这是因为单一钨合金材料制造的靶盘，尽管具有较好的耐高温性能，但是，如果用纯钨作靶盘，由于钨的密度大，在为提高靶盘的热容量而增大直径时，靶盘的重量增加。高速旋转时，起动力矩增大，起动时间增长，励磁线圈增大；轴承负荷增大；这对CT球管的工作很不利。同时，由于钨的切口敏感效应，一旦发生裂纹就迅速发展，引起靶盘整体破坏。为此，需要用一种既能与钨较好地粘接起成一体，又能减轻靶的重量、增大靶的热容量的材料作基体。钼的密度约为钨的1/2，比热为钨的2倍以上，且高温强度大，能与钨粘合成牢固的整体。本发明用钼作基体材料。直径相同时，钼基钨靶盘比纯钨靶盘重量减轻约1/2，而重量相同的钼基钨靶盘，热容量提高二倍以上，增大了靶盘的输出功率。此外，石墨密度小，约为钼的1/5，钨的1/10，比热大，约为钼的6倍，钨的10倍，且辐射系数大，散热快。用石墨作基体的复合靶盘，重量大为减轻，蓄热能力提高，冷却时间可缩短50％以上。但石墨易使钼碳化成脆性碳化钼层，因此，在复合时，必须在钼与石墨之间加一中间层，防止碳向钼层的扩散。
本发明用于CT球管的阳极靶盘靶面由多元钨合金材料组成，靶盘基体由石墨和金属钼组成。其中靶盘靶面用钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉配制靶盘靶面材料，钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉的颗粒尺寸分别为4-5μm、100-150nm、100-150nm、60-80nm和1-3μm；钨粉的质量分数为41-46％、碳化铪粉+碳化钽粉的质量分数为50-55％，铼粉的质量分数为2.5-3.0％、稀土氧化物Y2O3粉的质量分数为1.0-1.2％，钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉的总质量分数为100％，且碳化钽与碳化铪的摩尔比为4:1。特别是加入质量分数为50-55％的碳化铪粉+碳化钽粉，且碳化钽与碳化铪的摩尔比为4:1，可以确保放电等离子烧结后，获得耐高温性能优异的Ta4HfC5，熔点高达4215℃，明显高于金属单质钨的熔点为3410℃。加入碳化钽还可以起到活化烧结的作用，得到密度更高的钨块。将Y2O3加入到钨中，钨原子不仅可以沿钨的晶界移动，也可以从Y2O3中通过，增加了钨移动的路径，从而增强了烧结作用。Y2O3的加入量越多越有利于烧结。而钨和Y2O3在烧结条件下可以形成互溶体，钨原子通过溶解一再沉淀而穿过Y2O3，从而增强烧结作用。本发明加入质量分数1.0-1.2％的稀土氧化物Y2O3粉，可以防止高温放电等离子烧结过程中钨晶粒的急剧长大，有利于提高靶盘靶面的抗高温开裂能力。
本发明制造靶盘靶面过程中，先将钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉，放入充氩气保护的行星式球磨机内，并加入φ10-12mm的硬质合金钢球，硬质合金钢球与钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉的质量比为7:1；球磨机转速为200r/min，球磨6h后，可以确保获得混合均匀，且无氧化的球磨粉末。此外，本发明为了提高CT球管阳极靶盘综合性能，采用复合靶盘，即靶面使用多元钨合金材料，基体使用钼合金和石墨材料。将颗粒尺寸10-15μm的石墨粉、4-6μm的钼粉和混合均匀的球磨粉末，依次放入石墨模具中，石墨粉位于模具内腔的最下端，钼粉位于模具内腔的中间位置，混合均匀的球磨粉末位于模具内腔的上部；石墨模具的最小壁厚为100-120mm。根据CT球管的阳极靶盘尺寸确定石墨模具的内腔尺寸。放入石墨模具中石墨粉和钼粉用于烧结后获得靶盘基体，混合均匀的球磨粉末用于烧结后获得靶盘靶面；在石墨粉和钼粉之间，还加入了质量分数45％Ni+51％Ti+4％Re的镍钛铼合金粉做中间层，镍钛铼合金粉颗粒尺寸为1-3μm，中间层厚度1.0-2.5mm，靶盘靶面厚度2.0-10.0mm，靶盘基体中，钼层厚度占55-58％，石墨层+中间层占42-45％；将装有石墨粉、钼粉和混合均匀的球磨粉末及中间层镍钛铼合金粉的石墨模具，在30-35MPa的压制压力下冷压成型。本发明将石墨模具以及模具中的石墨粉、钼粉和混合均匀的球磨粉末及中间层镍钛铼合金粉，装入放电等离子烧结炉中进行烧结；烧结过程中在真空下进行，可以防止合金氧化。烧结时从室温开始，以80℃/min升温至1200-1250℃，保温60-80分钟后，再以60℃/min升温至1950-1980℃，保温20-25分钟后，断电随炉冷却，烧结时的压力为60-80MPa，冷却至室温后，从石墨模具中取出烧结产品，即可获得用于CT球管的阳极靶盘。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1)本发明CT球管的阳极靶盘，具有优异的耐高温能力，耐高温温度超过4000℃；
2)本发明CT球管的阳极靶盘的靶面和基体结合良好，使用过程中无开裂现象出现；
3)本发明CT球管的阳极靶盘使用过程中靶面不开裂，使用寿命比常用钨合金CT球管的阳极靶盘提高120-150％，推广应用具有良好的经济和社会效益。
附图说明
图1CT球管的阳极靶盘示意图
1-靶面，2-钼层基体，3-中间层，4-石墨层基体
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步详述，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1：
一种用于CT球管的阳极靶盘，由靶盘靶面1和靶盘基体两部分组成，靶盘靶面1由多元钨合金材料组成，靶盘基体由石墨和金属钼组成，可以通过以下工艺步骤来实现：
①先用钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉配制靶盘靶面材料，钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉的颗粒尺寸分别为4-5μm、100-150nm、100-150nm、60-80nm和1-3μm；钨粉的质量分数为46％、碳化铪粉+碳化钽粉的质量分数为50％，铼粉的质量分数为3.0％、稀土氧化物Y2O3粉的质量分数为1.0％，钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉的总质量分数为100％，且碳化钽与碳化铪的摩尔比为4:1；
②将步骤①中的钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉，放入充氩气保护的行星式球磨机内，并加入φ10mm的硬质合金钢球，硬质合金钢球与钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉的质量比为7:1；球磨机转速为200r/min，球磨6h后，获得混合均匀的球磨粉末；
③将颗粒尺寸10-15μm的石墨粉、4-6μm的钼粉和步骤②中混合均匀的球磨粉末，依次放入石墨模具中，石墨粉位于模具内腔的最下端，钼粉位于模具内腔的中间位置，混合均匀的球磨粉末位于模具内腔的上部；石墨模具的最小壁厚为100mm，根据CT球管的阳极靶盘尺寸确定石墨模具的内腔尺寸；放入石墨模具中石墨粉和钼粉用于烧结后获得靶盘基体，混合均匀的球磨粉末用于烧结后获得靶盘靶面1；在石墨粉和钼粉之间，还加入了质量分数45％Ni+51％Ti+4％Re的镍钛铼合金粉做中间层3，镍钛铼合金粉颗粒尺寸为1-3μm，中间层3厚度(h4)1.0mm，靶盘厚度42mm，靶盘靶面1厚度(h3)3.0mm，靶盘基体中，钼层2厚度(h2)占55％，石墨层(h1)4+中间层(h4)3占45％；将装有石墨粉、钼粉和混合均匀的球磨粉末及中间层镍钛合金粉的石墨模具，在35MPa的压制压力下冷压成型；
④将步骤③中的石墨模具以及模具中的石墨粉、钼粉和混合均匀的球磨粉末及中间层镍钛铼合金粉，装入放电等离子烧结炉中进行烧结；烧结的工艺条件为：在真空中，从室温下以80℃/min升温至1200℃，保温80分钟后，再以60℃/min升温至1980℃，保温20分钟后，断电随炉冷却，烧结时的压力为80MPa，冷却至室温后，从石墨模具中取出烧结产品，即可获得用于CT球管的阳极靶盘。
实施例2：
一种用于CT球管的阳极靶盘，由靶盘靶面1和靶盘基体两部分组成，靶盘靶面1由多元钨合金材料组成，靶盘基体由石墨和金属钼组成，可以通过以下工艺步骤来实现：
①先用钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉配制靶盘靶面材料，钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉的颗粒尺寸分别为4-5μm、100-150nm、100-150nm、60-80nm和1-3μm；钨粉的质量分数为41.3％、碳化铪粉+碳化钽粉的质量分数为55％，铼粉的质量分数为2.5％、稀土氧化物Y2O3粉的质量分数为1.2％，钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉的总质量分数为100％，且碳化钽与碳化铪的摩尔比为4:1；
②将步骤①中的钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉，放入充氩气保护的行星式球磨机内，并加入φ12mm的硬质合金钢球，硬质合金钢球与钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉的质量比为7:1；球磨机转速为200r/min，球磨6h后，获得混合均匀的球磨粉末；
③将颗粒尺寸10-15μm的石墨粉、4-6μm的钼粉和步骤②中混合均匀的球磨粉末，依次放入石墨模具中，石墨粉位于模具内腔的最下端，钼粉位于模具内腔的中间位置，混合均匀的球磨粉末位于模具内腔的上部；石墨模具的最小壁厚为120mm，根据CT球管的阳极靶盘尺寸确定石墨模具的内腔尺寸；放入石墨模具中石墨粉和钼粉用于烧结后获得靶盘基体，混合均匀的球磨粉末用于烧结后获得靶盘靶面1；在石墨粉和钼粉之间，还加入了质量分数45％Ni+51％Ti+4％Re的镍钛铼合金粉做中间层3，镍钛铼合金粉颗粒尺寸为1-3μm，中间层3厚度(h4)2.5mm，靶盘厚度80mm，靶盘靶面1厚度(h3)10.0mm，靶盘基体中，钼层2厚度(h2)占58％，石墨层(h1)4+中间层(h4)3占42％；将装有石墨粉、钼粉和混合均匀的球磨粉末及中间层镍钛合金粉的石墨模具，在30MPa的压制压力下冷压成型；
④将步骤③中的石墨模具以及模具中的石墨粉、钼粉和混合均匀的球磨粉末及中间层镍钛铼合金粉，装入放电等离子烧结炉中进行烧结；烧结的工艺条件为：在真空中，从室温下以80℃/min升温至1250℃，保温60分钟后，再以60℃/min升温至1950℃，保温25分钟后，断电随炉冷却，烧结时的压力为60MPa，冷却至室温后，从石墨模具中取出烧结产品，即可获得用于CT球管的阳极靶盘。
实施例3：
一种用于CT球管的阳极靶盘，由靶盘靶面1和靶盘基体两部分组成，靶盘靶面1由多元钨合金材料组成，靶盘基体由石墨和金属钼组成，可以通过以下工艺步骤来实现：
①先用钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉配制靶盘靶面材料，钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉的颗粒尺寸分别为4-5μm、100-150nm、100-150nm、60-80nm和1-3μm；钨粉的质量分数为43％、碳化铪粉+碳化钽粉的质量分数为53％，铼粉的质量分数为2.9％、稀土氧化物Y2O3粉的质量分数为1.1％，钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉的总质量分数为100％，且碳化钽与碳化铪的摩尔比为4:1；
②将步骤①中的钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉，放入充氩气保护的行星式球磨机内，并加入φ11mm的硬质合金钢球，硬质合金钢球与钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉的质量比为7:1；球磨机转速为200r/min，球磨6h后，获得混合均匀的球磨粉末；
③将颗粒尺寸10-15μm的石墨粉、4-6μm的钼粉和步骤②中混合均匀的球磨粉末，依次放入石墨模具中，石墨粉位于模具内腔的最下端，钼粉位于模具内腔的中间位置，混合均匀的球磨粉末位于模具内腔的上部；石墨模具的最小壁厚为110mm，根据CT球管的阳极靶盘尺寸确定石墨模具的内腔尺寸；放入石墨模具中石墨粉和钼粉用于烧结后获得靶盘基体，混合均匀的球磨粉末用于烧结后获得靶盘靶面1；在石墨粉和钼粉之间，还加入了质量分数45％Ni+51％Ti+4％Re的镍钛铼合金粉做中间层3，镍钛铼合金粉颗粒尺寸为1-3μm，靶盘厚度56mm，中间层3厚度(h4)1.8mm，靶盘靶面1厚度(h3)6.0mm，靶盘基体中，钼层2厚度(h2)占57％，石墨层(h1)4+中间层(h4)3占43％；将装有石墨粉、钼粉和混合均匀的球磨粉末及中间层镍钛合金粉的石墨模具，在32MPa的压制压力下冷压成型；
④将步骤③中的石墨模具以及模具中的石墨粉、钼粉和混合均匀的球磨粉末及中间层镍钛铼合金粉，装入放电等离子烧结炉中进行烧结；烧结的工艺条件为：在真空中，从室温下以80℃/min升温至1230℃，保温70分钟后，再以60℃/min升温至1960℃，保温23分钟后，断电随炉冷却，烧结时的压力为70MPa，冷却至室温后，从石墨模具中取出烧结产品，获得用于CT球管的阳极靶盘。
本发明用于CT球管的阳极靶盘，具有优异的耐高温能力，耐高温温度超过4000℃；本发明阳极靶盘的靶面和基体结合良好，使用过程中无开裂现象出现，使用寿命比常用钨合金CT球管的阳极靶盘提高120-150％，推广应用具有良好的经济和社会效益。

Claims (2)

1.用于CT球管的阳极靶盘的制备方法，其特征在于阳极靶盘由靶盘靶面和靶盘基体两部分组成，靶盘靶面由多元钨合金材料组成，靶盘基体由石墨和金属钼组成，通过以下工艺步骤来实现：
①先用钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉配制靶盘靶面材料，钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉的颗粒尺寸分别为4-5μm、100-150nm、100-150nm、60-80nm和1-3μm；钨粉的质量分数为41-46％、碳化铪粉+碳化钽粉的质量分数为50-55％，铼粉的质量分数为2.5-3.0％、稀土氧化物Y2O3粉的质量分数为1.0-1.2％，钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉的总质量分数为100％，且碳化钽与碳化铪的摩尔比为4:1；
②将步骤①中的钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉，放入充氩气保护的行星式球磨机内，并加入φ10-12mm的硬质合金钢球，硬质合金钢球与钨粉、碳化铪粉、碳化钽粉、稀土氧化物Y2O3粉和铼粉的质量比为7:1；球磨机转速为200r/min，球磨6h后，获得混合均匀的球磨粉末；
③将颗粒尺寸10-15μm的石墨粉、4-6μm的钼粉和步骤②中混合均匀的球磨粉末，依次放入石墨模具中，石墨粉位于模具内腔的最下端，钼粉位于模具内腔的中间位置，混合均匀的球磨粉末位于模具内腔的上部；石墨模具的最小壁厚为100-120mm，根据CT球管的阳极靶盘尺寸确定石墨模具的内腔尺寸；放入石墨模具中石墨粉和钼粉用于烧结后获得靶盘基体，混合均匀的球磨粉末用于烧结后获得靶盘靶面；在石墨粉和钼粉之间，还加入了质量分数45％Ni+51％Ti+4％Re的镍钛铼合金粉做中间层，镍钛铼合金粉颗粒尺寸为1-3μm，中间层厚度1.0-2.5mm，靶盘靶面厚度2.0-10.0mm，靶盘基体中，钼层厚度占55-58％，石墨层+中间层占42-45％；将装有石墨粉、钼粉和混合均匀的球磨粉末及中间层镍钛合金粉的石墨模具，在30-35MPa的压制压力下冷压成型；
④将步骤③中的石墨模具以及模具中的石墨粉、钼粉和混合均匀的球磨粉末及中间层镍钛铼合金粉，装入放电等离子烧结炉中进行烧结；烧结的工艺条件为：在真空中，从室温下以80℃/min升温至1200-1250℃，保温60-80分钟后，再以60℃/min升温至1950-1980℃，保温20-25分钟后，断电随炉冷却，烧结时的压力为60-80MPa，冷却至室温后，从石墨模具中取出烧结产品，获得用于CT球管的阳极靶盘。
2.应用如权利要求1所述方法所制备的CT球管的阳极靶盘。
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CN110293223B (zh) * 2019-07-23 2022-03-22 金堆城钼业股份有限公司 一种蝶形钼钨双金属复合旋转靶的制备方法
CN113278837B (zh) * 2021-05-17 2022-04-26 合肥工业大学 一种高致密度Y2O3掺杂W-Re合金的制备方法
CN114164406B (zh) * 2021-11-30 2023-10-20 西北核技术研究所 用于脉冲功率装置的颗粒压结式二极管阳极靶及制备方法
CN114682896A (zh) * 2022-04-13 2022-07-01 安泰天龙钨钼科技有限公司 一种扩散连接制备阳极基体的方法
CN114939661B (zh) * 2022-05-23 2023-11-03 安泰天龙(北京)钨钼科技有限公司 一种钼合金管靶材的制备方法、钼合金管靶材和用途

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101290852B (zh) * 2008-06-03 2010-06-02 西安理工大学 一种大功率X线管用WMo石墨复合阳极靶材的制备方法
US8509386B2 (en) * 2010-06-15 2013-08-13 Varian Medical Systems, Inc. X-ray target and method of making same
CN105803285B (zh) * 2016-03-21 2017-08-11 合肥工业大学 一种超细晶Sc2O3掺杂W基复合材料及其制备方法
CN106531599B (zh) * 2016-10-28 2018-04-17 安泰天龙钨钼科技有限公司 一种x射线管用钨铼‑钼合金旋转阳极靶材及其制备方法

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