DE2106277A1 - Drehanode für Röntgenröhren - Google Patents
Drehanode für RöntgenröhrenInfo
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Description
Dipl.-Ing.
Rudolf Busselmeier P 1 O 6 2 7
Postfach 242
Fottidiedckonlo: München Nr. 745»
5673/24/Bu/Cz Augsburg, den 8. Februar 1971
Priorität: 29.3.1970 öeterreioh
A 2792/70
Metallwerk Plansee AG & Co. KG A-6600 Reutte/Tirol, Österreich
Als Werkstoff für Anoden von Röntgenröhren ist Wolfram ein nahezu unentbehrlicher Werkstoff. Seine Eignung für diesen
Zweck geht auf seinen hohen Schmelzpunkt, seine hohe Dichte und seine hohe Ordnungszahl im Periodensystem zurück. Auf
Grund dieser Eigenschaften wird beim Auftreffen von Elektronen auf die Wolframoberfläche eine hohe Ausbeute an Röntgenstrahlen
gewährleistet. Die Eigenschaften des Wolframs für diesen Zweck konnten jedoch noch dadurch verbessert werden, daß dem
Wolfram noch andere Ubergangsmetalle in geringen Mengen zulegiert
wurden. Als Legierungszusätze für Wolfram Röntgenanoden wurden bereits folgende Elemente vorgeschlagen: Rhenium,
Osmium, Iridium, Platin, Technetium, Ruthenium, Rhodium, f
Palladium. Durch diese Legierungszusätze wird nicht nur die Neigung der Anoden zur Rißbildung an der Oberfläche herabgesetzt,
sondern es wird auch weitgehend eine Aufrauhung der Oberfläche bei längerem Betrieb vermieden. Auf diese Weise ist
es gelungen, die Schärfe der Röntgenbilder erheblich zu steigern.
Da die oben erwähnten Zusatzelemente verhältnismäßig kostspieliyig
sind und Wolfram außerdem ein sehr hohes spez. Ge wicht hat, war man bemüht, lediglich die Oberfläche der Röntgenröhren aus Wolfram bzw. Wolframlegierungen herzustellen, wo-
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gegen für die Basis warmfeste Werkstoffe mit geringem spez. Gewicht, wie z.B. Molybdän, Grafit und dgl. vorgesehen wurden.
Man hat auch schon daran gedacht, nur die eigentlichen Auftreffstellen
der Elektronen an der Oberfläche der Anoden aus Wolfram bzw. einer Wolframlegierung zu bilden und die übrigen
Teile der Anodenoberfläche aus dem Basismaterial herzustellen. Die Herstellung dieser Ausführungsformen von Röntgenanoden
stieß jedoch auf erhebliche Schwierigkeiten, die an Hand der Fig. 1 erläutert werden. In dieser Fig. ist eine Röntgendrehanode
im Schnitt dargestellt, die aus einem Basiskörper 1 aus Molybdän besteht. Lediglich an den Auftreffstellen für die
Elektronen, nämlich an der ringförmigen Brennbahn 2, ist die Oberfläche aus einer Wolframlegierung mit 10 % Rhenium gebildet.
Wird diese Drehanode auf pulvermetallurgischem Wege hergestellt, so weisen die verschiedenen Zonen der Oberfläche beim
Sintern einen sehr unterschiedlichen Schwund auf. Die Folge davon ist die Bildung von Rissen und Spalten an den Übergangsstellen
der einzelnen Zonen. Die Ursache für den unterschiedlichen Schwund liegt darin, daß Wolfram und Molybdän grundsätzlich
ein anderes Sinterverhalten aufweisen.
Durch die Erfindung wird eine Wolframdrehanode geschaffen, bei deren Herstellung die erwähnten Schwierigkeiten nicht auftreten.
Die Erfindung betrifft eine Wolframdrehanode mit einem Basiskörper aus Molybdän oder einer Molybdänlegierung, die
zumindest an den, den auftreffenden Elektronen ausgesetzten Teilen ihrer Oberfläche aus einer Wolframlegierung besteht,
die neben Wolfram auch noch andere hochschmelzende Metalle enthalten kann. Erfindungsgemäß bestehen die Teile der Oberfläche,
die nicht den auftreffenden Elektronen ausgesetzt sind, aus
unlegiertem Wolfram oder einer Wolframlegierung, die mit geringeren Mengen an hochschmelzenden Metallen legiert ist als
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der Teil der Oberfläche, auf dem die Elektronen auftreffen.
An Hand der Fig. 2, die eine Drehanode im Schnitt darstellt, wird die Erfindung näher erläutert. Der Basiskörper 1
der Drehanode ist aus Molybdän gebildet, das noch Zusätze an anderen hochschmelzenden Metallen,ζ. B. 5 % Wolfram, enthalten
kann. Die ringförmige Brennbahn 2 der Anode besteht aus einer Wolframlegierung mit 10 % Rhenium. Sie kann natürlich auch aus
anderen Wolframlegierungen mit Zusätzen an Osmium, Iridium, Platin usw. bestehen. Die Zonen 3 der Oberfläche, die nicht von
den Elektronen getroffen werden, bestehen aus reinem Wolfram oder einer Wolframlegierung, die nur einen geringen Zusatz an
Rhenium, z. B. 2 %, enthält. Bereits dieser kleine Rheniumzusatz würde die Duktilität der Oberflächenzonen 3 merklich verbessern
und die Anpassung des Sinterverhaltens der Oberflächenzonen günstig beeinflussen.
Zwecks Herstellung dieser Anoden wird man zunächst in einer
geeigneten runden Matrize das Metallpulver für den Basiskörper 1 einfüllen. Danach wird mittels einer geeigneten Schablone das
Pulver für die ringförmige Zone 2 aufgebracht. Danach werden auch noch die Zwischenräume mit Pulver ausgefüllt, um die Zone 3
zu bilden. Der aus drei verschiedenen Metallpulvern gebildete Körper wird nun mit einem Druck von 4 t/cm gepreßt und anschließend
in neutraler oder reduzierender Atmosphäre bei einer Temperatur von über 20000C gesintert. Der Unterschied im Sinterverhalten der beiden Zonen an der Oberfläche ist so gering, daß
es beim Sintern nicht zur Bildung von Spalten oder Rissen kommt. Der Sinterrohling wird durch Schmieden und Schleifen der Oberfläche
auf seine endgültige Form gebracht.
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5673/24/Bu/Cz 8. Febr. 1971
Die Erfindung ist auf die beschriebenen Ausführungsformen nicht beschränkt. Die Legierungszonen an der Oberfläche können,
die verschiedensten Zusammensetzungen aufweisen, die für Röntgenanoden verwendet werden. Eine weitere Ausführungsform der
Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt. In diesem Fall ist die Legierungszone 2 etwas über den Bereich der auftreffenden Elektronen
hinaus ausgedehnt, um die Grenze zwischen den Zonen 2 und 3 aus herstellungstechnischen Gründen in den ebenen Bereich
der Drehanode zu verlegen.
- Patentanspruch -
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Claims (1)
- 5673/24/Bu/Cz 8. Febr. 1971PatentanspruchWolframdrehanode mit einem Basiskörper aus Molybdän oder einer Molybdänlegierung, die zumindest an den, den auftreffenden Elektronen ausgesetzten Teilen ihrer Oberfläche aus einer Wolframlegierung besteht, die neben Wolfram noch andere hochschmelzende Metalle enthält, dadurch gekennzeichnet , daß die Teile der Oberfläche, die nicht den auftreffenden Elektronen ausgesetzt sind, aus unlegiertem Wolfram oder einer Wolframlegierung bestehen, die mit geringeren Mengen an hochschmelzenden Metallen legiert ist, als der Teil der Oberfläche, auf dem die Elektronen auftreffen.109842/1063e e r s e i t e
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