DE1248174B - X-ray tubes for X-ray diffraction analysis - Google Patents

X-ray tubes for X-ray diffraction analysis

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DE1248174B
DE1248174B DEY738A DEY0000738A DE1248174B DE 1248174 B DE1248174 B DE 1248174B DE Y738 A DEY738 A DE Y738A DE Y0000738 A DEY0000738 A DE Y0000738A DE 1248174 B DE1248174 B DE 1248174B
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ray
anticathode
rays
ray tube
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DEY738A
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German (de)
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Shinichi Nagashima
Morihiro Tsuiki
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Yawata Iron and Steel Co Ltd
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Yawata Iron and Steel Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00X-ray tubes
    • H01J35/02Details
    • H01J35/04Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H01J35/08Anodes; Anti cathodes
    • H01J35/112Non-rotating anodes

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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

Nummer:
Aktenzeichen:
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HOIjHOIj

H05gH05g

Deutsche Kl.: 21g-17/02 German class: 21g-17/02

1 248 174
Y738 VIII c/21g
10. September 1963
24. August 1967
1 248 174
Y738 VIII c / 21g
September 10, 1963
August 24, 1967

Die Erfindung betrifft eine Röntgenröhre für die Röntgenstrahlenbeugungsanalyse mit einer aus mehreren verschiedenen, nach ihrer charakteristischen Strahlung ausgewählten Stoffen zusammengesetzten Antikathode.The invention relates to an X-ray tube for X-ray diffraction analysis having one of several different substances selected according to their characteristic radiation Anticathode.

Jedes Element strahlt beim Auftreffen von durch eine ausreichende Spannung beschleunigten Elektronen eine Serie von Röntgenstrahlen mit charakteristischen Wellenlängen aus. Die Elemente mit den am meisten für Röntgenstrahlenbeugungsanlagen verwendeten charakteristischen Röntgenstrahlen sind z. B. Chrom, Eisen, Kobalt, Kupfer und Molybdän.Each element radiates when electrons accelerated by a sufficient voltage hit it a series of X-rays with characteristic wavelengths. The elements with the are characteristic X-rays most commonly used for X-ray diffraction systems z. B. Chromium, iron, cobalt, copper and molybdenum.

Meistens wird eines dieser Elemente entsprechend dem Anwendungszweck als Material für die Antikathode gewählt, die einen Röntgenstrahl für die Messung ausstrahlt. Bei einem Wechsel der Versuchsprobe muß daher die Antikathode für die Messsung ausgewechselt werden. Bei SpezialUntersuchungen ist es jedoch erforderlich, Messungen unter abwechselnder Benutzung zweier oder mehrerer charakteristischer, voneinander in der Wellenlänge abweichender Röntgenstrahlen durchzuführen. Röntgenröhren mit einer Antikathode aus einem reinen Metall sind daher für Röntgenstrahlenbeugungsanalysen umständlich zu handhaben.Mostly, one of these elements is used as a material for the anticathode according to the purpose of use selected, which emits an X-ray beam for measurement. If the test sample is changed, the anticathode must therefore be used for the measurement be replaced. In the case of special examinations, however, it is necessary to take measurements alternately Use of two or more characteristic ones that differ from one another in terms of wavelength Perform X-rays. X-ray tubes with an anticathode made of a pure metal are therefore awkward to use for X-ray diffraction analysis.

Es ist zwar eine Röntgenröhre für die Röntgenstrahlenbeugungsanalyse bekannt, deren Antikathode aus mehreren verschiedenen, nach ihrer charakteristischen Strahlung ausgewählten Stoffen zusammengesetzt ist. Hierbei besteht die Antikathode aus nebeneinanderstehenden Platten oder Klötzen dieser Stoffe (britische Patentschrift 574109).True, it is an X-ray tube for X-ray diffraction analysis known whose anticathode consists of several different, according to their characteristic Radiation is composed of selected substances. Here the anticathode consists of adjacent plates or blocks of these substances (British patent 574109).

Die von dem Elektronenstrahl getroffene Antikathode sendet dabei die charakteristischen Röntgenstrahlen der betreffenden Stoffe aus, wobei die einzelnen Strahlen jedoch in verschiedene Richtungen ausgesandt werden. Zwischen diesen Richtungen werden die Strahlen in ständiger Änderung ihres Verhältnisses gemischt. Das Messen dieses Verhältnisses ist nicht leicht. Daher ist es sehr schwierig, eine Röntgenkamera oder eine Meßvorrichtung in eine Richtung einzustellen, in der die beiden charakteristischen Röntgenstrahlungen in einem gewünschten Intensitätsverhältnis zueinander stehen.The anticathode hit by the electron beam sends the characteristic X-rays of the substances in question, the individual rays, however, in different directions be sent out. Between these directions the rays are constantly changing in their ratio mixed. Measuring this ratio is not easy. So it is very difficult to get one X-ray camera or a measuring device set in a direction in which the two characteristic X-rays are in a desired intensity ratio to one another.

Ferner sind Röntgenröhren bekannt, deren Antikathode aus mehreren, axial verschiebbaren Scheiben oder Ringen aus verschiedenen Metallen bestehen. Durch Verschieben der Antikathode wird ein gewünschtes Antikathodenmaterial von dem Elektronenstrahl getroffen und ein gewünschter Röntgenstrahl konstanter Wellenlänge ausgesandt (britische Patentschrift 858 416).X-ray tubes are also known whose anticathode consists of several axially displaceable disks or rings are made of different metals. By moving the anticathode, a desired one becomes Anti-cathode material hit by the electron beam and a desired X-ray beam emitted at constant wavelength (British Patent 858,416).

Röntgenröhre für die
Röntgenstrahlenbeugungsanalyse
X-ray tube for the
X-ray diffraction analysis

Anmelder:Applicant:

Yawata Iron & Steel Company, Limited, TokioYawata Iron & Steel Company, Limited, Tokyo

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. A. Vogt, Patentanwalt,Dr.-Ing. A. Vogt, patent attorney,

Baden-Baden, Beuttenmüllerstr. 8Baden-Baden, Beuttenmüllerstr. 8th

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Shinichi Nagashima,Shinichi Nagashima,

Morihiro Tsuiki,Morihiro Tsuiki,

Kitakyushu City, Fukuoka Prefecture (Japan)Kitakyushu City, Fukuoka Prefecture (Japan)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Japan vom 15. September 1962 (39 856)Japan September 15, 1962 (39 856)

Ein derartiges Röntgenrohr erfordert eine Vorrichtung zum Verschieben der Antikathode von außen, um die Wellenlänge des charakteristischen Röntgen-Strahls zu ändern. Für die Ausstrahlung von Röntgenstrahlen ist bei dieser Vorrichtung außerdem eine Vakuumpumpe erforderlich. Eine abgeschmolzene Röhre ist bei dieser Vorrichtung nicht möglich.
Es sind auch Röntgenröhren bekannt, deren Antikathoden aus binären oder ternären Legierungen bestehen. Solche Röntgenröhren dienen aber für medizinische Zwecke oder für die Materialprüfung, wobei Körper oder Gegenstände durchleuchtet werden und in Form von Licht und Schatten auf einem fluoreszierenden Schirm beobachtet oder auf einer photographischen Platte festgehalten werden (z. B. österreichische Patentschrift 219168).
Such an X-ray tube requires a device for moving the anticathode from the outside in order to change the wavelength of the characteristic X-ray beam. This device also requires a vacuum pump to emit X-rays. A melted tube is not possible with this device.
X-ray tubes are also known whose anticathodes consist of binary or ternary alloys. Such X-ray tubes are used for medical purposes or for material testing, whereby bodies or objects are x-rayed and observed in the form of light and shadow on a fluorescent screen or recorded on a photographic plate (e.g. Austrian patent specification 219168).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Röntgenröhre für die Röntgenstrahlenbeugungsanalyse vorzuschlagen, die zum Zweck der gleichzeitigen Anwendung der charakteristischen Strahlungen verschiedener Stoffe diese Strahlungen gleichzeitig liefert.The invention is based on the object of an X-ray tube for X-ray diffraction analysis to propose the purpose of simultaneous application of the characteristic radiations different substances deliver these radiations at the same time.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Antikathode aus einer binären oder ternären Legierung dieser Stoffe besteht.This object is achieved according to the invention in that the anticathode consists of a binary or ternary Alloy of these substances is made.

Vorzugsweise wird als binäre Legierung für die Antikathode eine Mo-Fe-, Cr-Co-, Co-Fe- oder Fe-Ag-Legierung und als ternäre Legierung eine Co-Cu-Fe-Legierung verwendet.A Mo-Fe-, Cr-Co-, Co-Fe- or Fe-Ag alloy and a Co-Cu-Fe alloy used as the ternary alloy.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.In the following the invention is explained in more detail with reference to the drawings.

709 638/432709 638/432

Bild 1(A) und l(B) zeigen schematisch zwei Anordnungen zur Messung von Materialspannungen mittels Röntgenstrahlen nach der Methode der Röntgenstrahlenbeugungsanalyse; Fig. 1 (A) and 1 (B) show schematically two arrangements for measuring material stresses by means of X-rays according to the method of X-ray diffraction analysis;

Bild 2 stellt einen Längsschnitt durch eine Röntgenröhre dar;Figure 2 shows a longitudinal section through an X-ray tube dar;

Bild 3 ist eine Flächenpolfigur eines Flußstahls undFigure 3 is a surface pole figure of a mild steel and

Bild 4 ist eine Rückstrahlaufnahme von reinem Eisen, die mittels einer erfindungsgemäß ausgebildeten Röntgenröhre hergestellt wurde.Fig. 4 is a back-ray image of pure iron, which is made by means of a device designed according to the invention X-ray tube was manufactured.

Im allgemeinen werden bei Röntgenstrahlenbeugungsanalysen kontinuierliche Röntgenstrahlen und charakteristische Röntgenstrahlen verwendet. Kontinuierliche Röntgenstrahlen werden hauptsächlich verwendet, um Laueaufnahmen unter Verwendung eines Einzelkristalls zu vermeiden, während charakteristische Röntgenstrahlen bei verschiedenen Röntgenographieverfahren oder Messungen, z. B. nach der Kristallpulvermethode oder dem Drehkristallverfahren verwendet werden, die zur Strukturuntersuchung von Substanzen geeignet sind.In general, X-ray diffraction analysis uses continuous X-rays and characteristic X-rays are used. Continuous X-rays are mainly used used to avoid tepid shots while using a single crystal characteristic X-rays in various X-ray procedures or measurements, e.g. B. according to the crystal powder method or the rotary crystal method, which are used for structural analysis of substances are suitable.

Die Erfindung gestattet, Röntgenstrahlenbeugungsanalysen für die Strukturuntersuchung oder die Aufzeichnung von Flächenpolfiguren unter Verwendung verschiedener charakteristischer Röntgenstrahlen mit nur einer einzigen Röntgenröhre mit einer Antikathode aus einer Metallegierung aus zwei oder mehreren Metallen leicht und rasch durchzuführen, wobei diese zwei oder mehrere charakteristische Röntgenstrahlungen aussenden. Hierdurch wird das mühevolle Auswechseln der Röntgenröhre und die Wiedereinstellung der Arbeitsstellung der Röntgenröhre vermieden, was bei Beugungsanalysen mit den bisher üblichen Röntgenröhren notwendig war.The invention allows X-ray diffraction analysis for structural study or recording of surface pole figures using different characteristic X-rays with only a single X-ray tube with an anticathode made of a metal alloy of two or more Metals easily and quickly carried out, these two or more characteristic X-rays send out. This eliminates the laborious exchange of the X-ray tube and readjustment the working position of the X-ray tube avoided, which was the case with diffraction analyzes with the previously usual X-ray tubes was necessary.

Ein anderer Vorteil der Antikathode aus einer Metallegierung besteht darin, daß diese, z.B. Mangan-Bronze-Legierung, sehr leicht herstellbar ist, während die üblichen Antikathoden aus reinem Metall sehr schwierig darzustellen sind.Another advantage of the metal alloy anticathode is that it, e.g. manganese-bronze alloy, is very easy to manufacture, while the usual anticathodes are made of pure metal are very difficult to depict.

Die Antikathode in üblichen Röntgenröhren ist aus einem Einkristall eines reinen Metalls hergestellt worden. Beispiele für solche Metalle sind Wolfram für ein kontinuierliches Röntgenstrahlverfahren und Chrom, Eisen und Kobalt, Nickel, Kupfer und Molybdän für Verfahren mit charakteristischen Röntgenstrahlen. Bei der Röntgenstrahlenbeugungsanalyse, außer der nach dem Laueverfahren, werden charakteristische Röntgenstrahlen einer bestimmten Wellenlänge verwendet. Sie enthalten jedoch kontinuierliche Röntgenstrahlenanteile und einige andere Strahlen unerwünschter Wellenlänge. Solche Strahlen müssen daher mittels eines Filters oder eines Monoehromatorkristalls entfernt werden, selbst wenn eine Antikathode aus reinem Metall verwendet wird. Daher wird üblicherweise ein Metall höchster Reinheit als Antikathode von Röntgenröhren gebraucht.The anticathode in conventional X-ray tubes is made from a single crystal of a pure metal been. Examples of such metals are tungsten for a continuous X-ray process and Chromium, iron and cobalt, nickel, copper and molybdenum for procedures with characteristic X-rays. In the X-ray diffraction analysis, except for the Laue method, characteristic X-rays of a certain wavelength are used. However, they contain continuous X-rays and some other rays of unwanted wavelength. Such rays must can therefore be removed by means of a filter or a mono-atomic crystal, even if an anti-cathode made of pure metal is used. Therefore, a metal of the highest purity is usually considered Anticathode of X-ray tubes used.

Die Antikathode aus einem solchen Metall höchster Reinheit wird in eine Röntgenröhre verschlossen. An diese wird eine hohe Spannung angelegt, um Röntgenstrahlen zu erzeugen, die gegen eine Kamera oder eine Röntgenstrahlenbeugungsapparatur zur Photographie oder zur Messung gerichtet werden.The anticathode made of such a metal of the highest purity is sealed in an X-ray tube. A high voltage is applied to this in order to generate X-rays which are directed against a camera or an X-ray diffraction apparatus for photography or measurement can be directed.

Im allgemeinen können die Messungen mittels eines einzigen charakteristischen Röntgenstrahls durchgeführt werden, aber einige Messungen müssen aus bestimmten Gründen für jede Versuchsprobe zweimal mit zwei verschiedenen charakteristischen Röntgenstrahlen durchgeführt werden. Zum Beispiel wird bei der Messung der Restspannung im Eisen und Stahl zuerst die Restspannung in der Ebene (211) unter Anwendung des charakteristischen Röntgen-S Strahls aus der Chromantikathode (Cr-Ka) gemessen, und dann wird die Spannung in einer anderen Ebene (310) in der gleichen Stellung der gleichen Versuchsprobe gemessen, wobei eine andere charakteristische Strahlung aus einer anderen Antikathode aus KobaltIn general, the measurements can be made using a single characteristic X-ray beam be performed, but some measurements must be made for each test sample for some reason performed twice with two different characteristic X-rays. For example When measuring the residual stress in iron and steel, the residual stress in the plane (211) measured using the characteristic X-ray S beam from the chrome anticathode (Cr-Ka), and then the tension is measured in another plane (310) in the same position of the same test sample, with a different characteristic Radiation from another cobalt anticathode

ίο (Co-Ka) benutzt wird. Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch näher erläutert.ίο (Co-Ka) is used. The following is the invention explained in more detail with reference to the drawings.

In Bild 1, das schematisch Anordnungen zur Röntgenstrahlenbeugungsmessung zeigt, ist 1 ein Röntgenrohr, 2 eine Untersuchungsprobe, 3 ein röntgenographischer Film und 4 ein Zähler. Zur röntgenographischen Messung wird, wie aus BiIdI(A) ersichtlich, die Probe 2 in eine senkrechte, durch die ausgezogene Linie dargestellte Lage zum Einfall derIn Figure 1, the schematic arrangements for X-ray diffraction measurement shows, 1 is an X-ray tube, 2 a test sample, 3 a radiographic Film and 4 a counter. For the radiographic measurement, as shown in Figure I (A) can be seen, the sample 2 in a vertical position, represented by the solid line, to the incidence of the

ao Röntgenstrahlen gebracht, die auf dem Film 3 ein Röntgenogramm ergeben. Auf dem Film werden kreisförmige Beugungsbilder durch die Röntgenstrahlen erzeugt, die in Richtung des Pfeiles 1 um den Winkel 2 Θ gegen die Einfallsrichtung gebeugt sind. Dann wird die Probe um einen Winkel von 45° in bezug auf die Einfallrichtung des Röntgenstrahls gebracht, wie dies durch die gebrochene Linie gezeigt ist, wobei ein ähnliches Bild auf dem Film entsteht. Auf diese Weise ist es möglich, die Spannung in einer bestimmten Kristallebene aus der Winkeleinstellung eines Paars von Beugungslinien für zwei verschiedene Lagen der Proben bei 90 und 45° zu berechnen. Schließlich wird die Röntgenröhre durch eine andere mit einer Antikathode aus einem verschiedenen Metall ersetzt, und die Lage der Kamera wird entsprechend wieder eingestellt, wobei zwei weitere Röntgenogramme bei zwei verschiedenen Stellungen der Proben bei 90 und 45° in bezug auf den Einfall des Röntgenstrahls erhalten werden. Dabei wird die Spannung in einer zweiten Kristallebene gefunden, die als Restspannung angesehen wird.ao brought X-rays, which give a roentgenogram on the film 3. Circular diffraction images are generated on the film by the X-rays, which are diffracted in the direction of arrow 1 by the angle 2 Θ against the direction of incidence. Then the sample is moved at an angle of 45 ° with respect to the direction of incidence of the X-ray beam, as shown by the broken line, whereby a similar image is formed on the film. In this way it is possible to calculate the stress in a certain crystal plane from the angular setting of a pair of diffraction lines for two different positions of the samples at 90 and 45 °. Finally, the X-ray tube is replaced by another with an anticathode made of a different metal and the position of the camera is adjusted accordingly, obtaining two further X-ray images with two different positions of the samples at 90 and 45 ° with respect to the incidence of the X-ray beam . The stress is found in a second crystal plane, which is regarded as the residual stress.

Auf ähnliche Weise kann diese Messung mit einem Geigerzähler durchgeführt werden, wie dies in Bild 1 (B) dargestellt ist, nach dem der Geigerzähler in einem Bereich des Beugungswinkels 2 Θ von 158° nach 164° bewegt wird, und der Winkel der Beugungslinie gemessen wird.In a similar way, this measurement can be carried out with a Geiger counter, as shown in Figure 1 (B), after which the Geiger counter is moved in a range of the diffraction angle 2 Θ from 158 ° to 164 °, and the angle of the diffraction line is measured .

Die Spannung in der Ebene (310) wird durch Verwendung einer Kobaltantikathode aus zwei verschiedenen Weiten des Beugungswinkels 2Θβ bestimmt, wie er sich aus zwei aufeinanderfolgenden Messungen bei zwei verschiedenen Stellungen der Probe bei 90 und 45° ergibt. Ein anderer Wert der Spannung in der Ebene (211) wird durch Anwendung eines anderen Röntgenstrahls erhalten, der bei dem Ersatz der Röntgenröhre mit der Kobaltantikathode durch eine Röntgenröhre mit einer Antikathode aus Chrom erzeugt wird.The voltage in the plane (310) is determined by using a cobalt anticathode from two different widths of the diffraction angle 2Θβ , as results from two successive measurements at two different positions of the sample at 90 and 45 °. Another value of the voltage in the plane (211) is obtained by using a different X-ray beam which is generated when the X-ray tube with the cobalt anticathode is replaced by an X-ray tube with an anticathode made of chromium.

Das Messen von Spannungen mittels zweier aufeinanderfolgender Röntgenstrahlenanwendungen ist sehr kompliziert, da zwei verschiedene charakteristische Röntgenstrahlen bei der gleichen Probe angewandt werden müssen, ferner die Antikathoden ausgewechselt und die Stellung der Kamera zu dem Röntgenapparat bei jedem Wechsel der Antikathode neu eingerichtet werden müssen.The measurement of voltages using two consecutive X-ray applications is very complicated because two different characteristic X-rays are applied to the same sample have to be changed, the anticathodes and the position of the camera to the X-ray apparatus must be set up anew each time the anticathode is changed.

Ein anderes Beispiel für eine gleiche Messung, die ein mühevolles öfteres Auswechseln der AntikathodeAnother example of the same measurement, the laborious and frequent replacement of the anticathode

erfordert, ist die Messung von Röntgenpolfiguren zur Bestimmung der bevorzugten Orientierung einer Metallschicht. Ein vollkommenes Bild kann bei dieser Messung nur dann erhalten werden, wenn zwei verschiedene aufeinanderfolgende Messungen, das Transmissions- und Reflexionsverfahren, angewandt werden. Hierbei wird z.B. bei der Prüfung von Flußstahl und Siliciumstahl zuerst das Polbild im Bereich von 0 bis 60° durch Messen der primären Beugung der Ebene (110) durch Anwendung eines Röntgenrohrs mit einer Molybdänantikathode bestimmt und die Stellungen von 0°, beginnend am Kreisumfang, bis 60° markiert, wie dies in Bild 3 ersichtlich ist. Darauf wird dasselbe Polbild im Bereich von 40 bis 90° (Zentrum) durch Messen der Beugung der Ebene (110) unter Anwendung einer anderen Antikathode aus Eisen bestimmt und die Stellungen von 40 bis 90° auf dem gleichen Bild markiert, wie dies ebenfalls aus Bild 3 ersichtlich ist. Auch bei diesem Meßverfahren ist eine Wiedereinstellung der Röntgen- ao röhre bei jedem Wechsel der Antikathode erforderlich. required is the measurement of X-ray pole figures to determine the preferred orientation of a metal layer. A perfect image can only be obtained with this measurement if two different successive measurements, the transmission and reflection method, are used. For example, when testing mild steel and silicon steel, the pole pattern in the range from 0 to 60 ° is determined by measuring the primary diffraction of the plane (110) using an X-ray tube with a molybdenum anticathode and the positions from 0 °, starting at the circumference, to 60 °, as can be seen in Figure 3. The same pole image is then determined in the range from 40 to 90 ° (center) by measuring the diffraction of the plane (110) using another anticathode made of iron and the positions from 40 to 90 ° are marked on the same image, as is also shown in Fig 3 can be seen. With this measuring method, too, the X-ray tube must be readjusted each time the anticathode is changed.

Die Erfindung beseitigt diese Nachteile der üblichen Praxis und erlaubt die aufeinanderfolgenden, oben beschriebenen Messungen mittels einer einzigen Röntgenröhre in sehr kurzer Zeit und ohne Verminderung der Genauigkeit der Ergebnisse durchzuführen. The invention overcomes these disadvantages of the usual practice and allows the successive, measurements described above using a single X-ray tube in a very short time and without reduction the accuracy of the results.

Die Kombination der Metalle für die Antikathode kann entsprechend dem Gegenstand der Messung variieren. Zur Messung der Restspannung in Eisen und Stahl wird z.B. eine Antikathode aus einer Cr-Co-Legierung und zur Messung eines Röntgenpolbildes eine Antikathode aus Ag- oder Mo-Fe verwendet. Es können aber außer den oben beschriebenen Antikathoden aus zwei Elementen erfindungsgemäß auch solche aus drei Elementen verwendet werden.The combination of metals for the anticathode can be according to the subject of measurement vary. To measure the residual stress in iron and steel, e.g. an anticathode is made from a Cr-Co alloy and an anticathode made of Ag- or Mo-Fe for measuring an X-ray pole image. In addition to the above-described two-element anticathodes, according to the invention three elements can also be used.

Zur Bestimmung einer Substanz werden z. B. Kobalt-, Kupfer- und Eisenantikathoden einzeln verwendet. Bei einigen Substanzen schwankt jedoch die relative Intensität der Beugungslinien je nach dem Antikathodenmaterial. Zur Bestimmung einer Substanz mit einem solchen Element, das derartige Schwankungen verursacht, ist es zweckmäßig, die Messung derselben Probe unter dreimaligem Auswechseln der Antikathode zu wiederholen. Während die Messungen zur Bestimmung einer Substanz als eine Routinearbeit außerordentlich zahlreich sind, gibt es viele Fälle, bei denen ein Gehalt eines spezifischen EIements in der Substanz ein Auswechseln der Antikathode je nach der Substanz erforderlich macht. Wird in einem solchen Fall ein Röntgenrohr mit einer Antikathode aus einer ternären Legierung aus Kobalt, Kupfer und Eisen in Verbindung mit einem Szintillations- oder einem Proportionalzähler und einem Impulszähler zur optimalen Auswahl einer gewünschten Wellenlänge verwendet, so kann die Messung mit einem größeren Wirkungsgrad und einer besseren Meßgenauigkeit durchgeführt werden.To determine a substance z. B. cobalt, copper and iron anticathodes used individually. For some substances, however, the relative intensity of the diffraction lines varies depending on the anticathode material. To determine a substance with such an element that has such fluctuations caused, it is advisable to measure the same sample by replacing the Repeating anticathode. During the measurements for the determination of a substance as a routine work are extraordinarily numerous, there are many cases in which a content of a specific element in the substance makes it necessary to change the anticathode depending on the substance. In such a case, an X-ray tube with an anticathode is made from a ternary alloy Cobalt, copper and iron in connection with a scintillation or proportional counter and If a pulse counter is used to optimally select a desired wavelength, the measurement can be carried out with greater efficiency and better measurement accuracy.

Im folgenden wird eine als Beispiel dienende Ausführungsform der Erfindung beschrieben.An exemplary embodiment of the invention will now be described.

Bild 2 stellt einen Längsschnitt einer Röntgenröhre dar, in dem 5 ein Glasrohr, 6 ein Austrittsfenster für die Röntgenstrahlen, 7 eine Leitung für 6g die Kathode, 8 eine Antikathode, 9 eine Anode, 10 einen Anodensockel, 11 Ein- und Auslaufrohre für das Kühlwasser der Anode und 12 eine Strahlenschutzhülle bedeuten. Das Innere 13 der Röntgenröhre wird unter Vakuum gehalten.Figure 2 shows a longitudinal section of an X-ray tube in which 5 a glass tube, 6 an exit window for the X-rays, 7 a line for 6g the cathode, 8 an anti-cathode, 9 an anode, 10 an anode base, 11 inlet and outlet tubes for the cooling water the anode and 12 mean a radiation protection cover. The interior 13 of the X-ray tube is kept under vacuum.

In Bild4 ist ein Röntgenogramm dargestellt, in dem Beugungen von zwei verschiedenen Kristallebenen (310) und (211) von reinem Eisen mittels Röntgenstrahlen erhalten wurden. Dieses wurde durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Röntgenröhre mit einer Antikathode aus Cr-Co im Mischungsverhältnis von 1:1 erzeugt. Das äußere Paar von dunklen und hellen Beugungsringen und das innere Paar stellen Doppelringe (211) und (310) dar, die durch die Και- und Ka2-Strahlen des Chroms bzw. die K«i- und Ka2-Strahlen des Kobalts verursacht wurden.Figure 4 shows an X-ray diagram in which diffraction of two different crystal planes (310) and (211) of pure iron was obtained by means of X-rays. This was generated by an X-ray tube designed according to the invention with an anticathode made of Cr-Co in a mixing ratio of 1: 1. The outer pair of dark and light diffraction rings and the inner pair represent double rings (211) and (310) which are caused by the Κ α ι and K a 2 rays of chromium and the K «i and K a2 rays, respectively of cobalt.

Es können noch andere Legierungen aus zwei Metallen, z. B. Fe-Mo und Co-Fe als Antikathoden verwendet werden, und Antikathoden aus drei Elementen wie Co-Cu-Fe sind für die Ausführung der Erfindung zweckmäßig.Other two-metal alloys, e.g. B. Fe-Mo and Co-Fe are used as anticathodes and anti-cathodes made of three elements such as Co-Cu-Fe are for the practice of the invention expedient.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei der Verwendung einer Legierung als Antikathode das Verhältnis der Legierungsbestandteile in der Legierung konstant ist und daß das Verhältnis der aus der Legierung ausgestrahlten charakteristischen Röntgenstrahlen in jeder Richtung konstant ist.The advantages achieved by the invention are in particular that when using a Alloy as an anticathode the ratio of the alloy components in the alloy is constant and that the ratio of characteristic X-rays emitted from the alloy in each direction is constant.

Die Röntgenröhre nach der Erfindung bietet ferner den Vorteil, daß bei Röntgenstrahlenbeugungsanalysen charakteristische Röntgenstrahlen einer gewünschten Wellenlänge aus den aus zwei Fenstern ausgestrahlen Röntgenstrahlen gewählt werden können.The X-ray tube according to the invention also offers the advantage that in X-ray diffraction analyzes, characteristic X-rays of a desired Wavelength can be selected from the X-rays emitted from two windows can.

Die Röhre kann nach dem üblichen Verfahren wie bei den abgeschmolzenen Röntgenröhren hergestellt werden, da die Antikathode keine beweglichen Teile aufweist.The tube can be manufactured by the usual method as for the fused-off X-ray tubes because the anticathode has no moving parts.

Die Röntgenröhre nach der Erfindung hat somit weiterhin den Vorteil, daß bei der Wahl einer gewünschten Wellenlänge, z. B. durch Einschalten eines Monochromators, die Röntgenröhre nicht betätigt zu werden braucht.The X-ray tube according to the invention thus has the further advantage that when choosing a desired one Wavelength, e.g. B. by switching on a monochromator, the X-ray tube is not actuated needs to be.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Röntgenröhre für die Röntgenstrahlenbeugungsanalyse mit einer aus mehreren verschiedenen, nach ihrer charakteristischen Strahlung ausgewählten Stoffen zusammengesetzten Antikathode, dadurch gekennzeichnet, daß die Antikathode aus einer binären oder ternären Legierung dieser Stoffe besteht.1. X-ray tube for X-ray diffraction analysis with one of several different, anticathode composed of substances selected according to their characteristic radiation, characterized in that the anticathode consists of a binary or ternary alloy of these substances. 2. Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antikathode aus einer Mo-Fe-, Cr-Co-, Co-Fe- oder Fe-Ag-Legierung besteht.2. X-ray tube according to claim 1, characterized in that the anticathode consists of a Mo-Fe, Cr-Co, Co-Fe or Fe-Ag alloy is made. 3. Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antikathode aus einer Co-Cu-Fe-Legierung besteht.3. X-ray tube according to claim 1, characterized in that the anticathode consists of a Co-Cu-Fe alloy is made. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 392703, 472 661, 581227, 719 317;
Considered publications:
German Patent Nos. 392703, 472 661, 581227, 719 317;
österreichische Patentschrift Nr. 219 168;
französische Patentschrift Nr. 615 280;
britische Patentschrften Nr. 574109, 858 416.
Austrian Patent No. 219 168;
French Patent No. 615 280;
British Patent Nos. 574109, 858 416.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 709 638/432 8.67 © Bundesdruckerei Berlin709 638/432 8.67 © Bundesdruckerei Berlin
DEY738A 1962-09-15 1963-09-10 X-ray tubes for X-ray diffraction analysis Pending DE1248174B (en)

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JP3985662 1962-09-15

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