DE1483302A1 - Anoden fuer Roentgenroehren - Google Patents

Description

Siemens Aktiengesellschaft Erlangen, 12. Pebruar 1969

Henkeatraße 127

Akt.Z.: P 14 83 302,4 EPA 21g17/690 Dr. Kn/Ma

Neue Unterlagen Anoden für Röntgenröhren

Die Erfindung betrifft Anoden für Röntgenröhren, bei denen wenigstens die Elektronenaufprallfläche aus einer Legierung von Wolfram mit mindestens einem schwerschmelzbaren Metall besteht (vgl. deutsche Patentschrift 1 153 337).

An Anoden aus Wolfram tritt bekanntlich durch die Belastung bei der Strahlenerzeugung mit der Zeit eine Aufrauhung der jülektronenaufprallflache ein, die eine Herabsetzung der Strahlenauabeute bewirkt. Das Entstehen dieser Aufrauhungen wurde dadurch weitgehend herabgesetzt, daß man die Elektronenaufprallfläche mit Rhenium und seinen Legierungen belegt hat, die weicher und duktiler als Wolfram sind. Das Rhenium ist aber sehr teuer, so daß seine Verwendung in ausreichender Menge wegen hoher Kosten ausscheidet. Man hat ea daher als Legierung mit Wolfram angewandt und ist mit 1 bis 35 # Rhenium zu brauchbaren Legierungen gekommen. Bei diesen Legierungen wurden auch noch weitere 5 bis 25 # des Wolframanteila durch hochschmelzfende Metalle, wie z.B. Niob oder Tantal, ersetzt. Derartige Legierungen sind aber immer noch relativ teuer. Man wendet sie daher als Schichten an, die wenigstens die von Elektronen beaufschlagte Fläche der Anoden bedekken. Mit einer Rhenium enthaltenden Schicht belegte Anodenteller sind aber auch noch sehr teuer.

Erfindungsgemaß wird bei Anoden für Röntgenröhren, bei denen wenigstens die Elektronenaufprallfläche aus einer Legierung schwerechmelzbarer Metalle besteht, eine Verbilligung dadurch erzielt, daß die Legierung eine Wolfram-Iridiumlegierung ist, die minde-

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Neue Unterlagen (Art.7 8iAb..2Nr.isaiz3de.Ä.Ki.ruiw».v.4.9.i967r

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stens 72 $ Wolfram., bis zu etwa 3 # Iridium und 0 bis 25 $> eines oder mehrerer anderer schwerschmelzbarer Metalle enthält.

Ausgehend von der bekannten Erkenntnis, daß bei Wolframiegierungen mit die Duktilität erhöhenden Zusätzen bie zu 25 % des Wolframanteils durch eines oder mehrerer anderer schwerschmelzbarer Metalle ersetzt sein kann und daß entsprechend der Erfindung der Iridiumanteil bis zu 5 % betragen soll, ergibt sich der kleinste Wolframgehalt zu 72 #.

Bei der Legierung von Wolfram mit Iridium, erhält man im Vergleich zu Wolfram-Rheniumlegierungen ein lifetall mit größerer Härte. Nach der Ansicht über die Wirkung der Wolfram-Rheniumlegierung sollte daher bei der Benutzung des Iridiums als Bestandteil der Legierung eine Verschlechterung der Anodenteller auftreten. Außerdem sollte wegen der gegenüber Rhenium niedrigeren Schmelzpunktes des Iridiums eine nachteilige Herabsetzung der Brauchbarkeit der Legierung bewirkt werden, überraschend wirken aber schon 0,3$ Iridium etwa wie ein Zusatz von 5 -bis 10 56 Rhenium. Die Verbilligung der erfindungsgemäßen Anodenteller ergibt sich dadurch, daß die zur Verbesserung notwendige Menge des zur Legierung zu verwendenden Iridiums ohne Abnahme der verbessernden Wirkung um den Faktor 15 bis 30 gegenüber Rhenium verringert werden kann. Der Iridiumzusatz kann auf 0,3 $ beschränkt werden, weil schon damit die gewünschte Verbesserung in einem so wesentlichen Ausmaß erzielt wird, daß eine Erhöhung des Zusatzes wirtschaftlich nicht mehr lohnend ist. Überdies ergibt eine Erhöhung des Zusatzes wesentlich über 3 % eine Herabsetzung des Schmelzpunktes und der Wärmeleitfähigkeit, die der Erhöhung der Belastbarkeit entgegenwirken. Eine geringe Überschreitung von 3 fi Iridium ergibt aber doch noch in weitem Umfang die Vorteile der Erfindung und bleibt daher in ihrem Rahmen, weil die abträglichen Veränderungen dea Materials mit steigender Iridiumkonzentration nur langsam ansteigen.

Es ist auch vorteilhaft, daß wegen der geringeren Menge des benötigten Iridiumzusataes und der dadurch bedingten Verbilligung des

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BADORIGIMAL

-.J.Materials die ganze Anode aus dem legiex'ten Material hergestellt werden kann» Dabei wird nämlich die Notwendigkeit der Anbringung einer Verbundechicht umgangen, ' . '. .-

Bei Verwendung der ,e rf indungsge mäßen Iridiumlegierung in einer sog. Verbundanode wird in* be kannt er Weise eine Oberflächenschicht, die in der Regel 0,1 bis 2 ,mm stark ist, auf einer Unterlage ange-bracht, die aus Wolfram oder Molybdän bzw. einer Legierung dieser Metalle miteinander bzw. mit anderen schwerschmelzbaren Metallen bestehen. Auch dabei wird weniger teueres Zusatzmaterial benötigt als bei den bekannten Röhren, so daß eine Verbilligung eintritt»

Die Blektronenaufprallfläche einer Röntgenröhren-Anode mit ^Iridium bzw. einer Legierung aus Iridium und Platin zu belegen, ist an sich schon über 45 Jahre aus der deutschen Patentschrift 325 941 bekannt. Dieser Vorschlag konnte sich aber nicht durchsetzen, weil die Schmelzpunkte des Platins und des Iridiums bzw. ihrer Legierung für die in Röntgenröhren auftretenden Temperaturen zu niedrig liegt. Andererseits sind aber aus der nur mit der seinerzeit im Vakuum ausreichenden thermischen Stabilität begründeten Verwendbarkeit einer Platin-Iridiumlegierung noch nicht die obengenannten Vorteile absehbar, die pich bei der Verwendung einer e rf in dung s ge maß bis zu 3 $> Iridium enthaltenden Wolframlegierung in einer modernen Röntgenröhre ergeben. ·

In der Fig. ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Dreh-. anodenröntgenröhre 1 in.einem perspektivischen Schaubild mit aufgebrochenem Kolben und aufgebrochenem Drehanodenteller dargestellt. Der gläserne Kolben 2 umschließt die an einem Kolbenende angebrachte Kathode 3 mit den Anschlußleitungen 4 und die am anderen Ende liegende Drehanode 5. Sowohl der Kolben 2 als auch die Kathode 3 und die Drehanode 5, welche aus dem Rotor 6 und dem Anodenteller 7 besteht, eind in an sich bekannter Weise aufgebaut und gelagert. Der Teller 7 besitzt einen Tragkörper 8, der aus einer Molybdän-Wölframlegierung besteht, die neben, unvermeidlichen

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BAD ORlQINAL

Verunreinigungen 5 $> Wolfram und 95 # Molybdän enthält. Die gegenüber der Tellerachee 9 verechieden stark geneigten Elektronenaufprallflächen 10 und 11 sind mit einer 1 mm dicken Schicht 12 au8 einer 0,3 # Iridium enthaltenden Wolframlegierung belegt, die als weiteren Zusatz 5 # des Bchwerschmelzbaren Metalle Molybdän enthält.

Die vorgenannte Legierung, aus der die Schicht 12 besteht, entspricht einer bevorzugten Ausführungeform der Erfindung, nach welcher die Iridium-Wolframlegierung wenigstens Ö7 $> Wolfram, bis zu 3 # Iridium und etwa bis zu 10 # Molybdän enthalten soll. Durch den Zusatz von Molybdän wird nämlich eine weitere Verbesserung der Duktilität erzielt, ohne daß ein seltenes und damit teueres Metall benötigt wird.

Zur Erzielung einer entsprechend der Erfindung verbesserten Belastbarkeit ist es in Sinne eines anderen Ausführungsbeiepiele selbstverständlich auch möglich, Stehanoden in EöntgenrÖhren wenigstens mit einer Elektronenaufprallfläche zu versehen, die einen Zusatz von Iridium enthält.

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Claims (5)

U83302 - 5 -Patent anaprüche

1. Anoden für Röntgenröhren, bei denen wenigstens die Elektronenauf prallfläche aus einer Legierung von Wolfram und mindestens einem schwerschmelzbarera Metall besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung eine Wolfram-Iridiumlegierung iet, die mindestens 72 jC Wolfram, bis zu etwa 5 $ Iridium und 0 bis 25 i» eines oder mehrerer anderer schlierschmelzbarer Metalle enthält.

2. Anode für Röntgenröhren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung bis zu 10 $ Molybdän und bis etwa 3 % Iridium enthält.

3. Anode für Röntgenröhren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wolfram-Iridiumlegierung 0,3 # Iridium enthält·

4· Anode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ale auch außerhalb ihrer BIektronenaufprallfläche aus der Wolfram-Iridiumlegierung besteht.

5. Brehanodenröntgenröhre mit einem Anodenteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

Neue Unteriagen (Art 7 § I Abe. 2 Nr. 1 Satz 3 des Änderungeoea. v. 4. 9.1967>>

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