DE2120736A1 - Rotating anode for X-ray tubes - Google Patents
Rotating anode for X-ray tubesInfo
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Description
Es ist bereits bekannt, Drehanoden für Röntgenröhren aus einem scheibenförmigen Grundkörper aus Molybdän herzustellen, der zumindest an den Auftreffstellen für die Elektronen mit einer Schicht aus Wolfram oder einer Wolframlegierung, z.B. einer Wolfram-Rhenium-Legierung, bedeckt ist. Durch die Verwendung eines Molybdängrundkörpers für die Drehanoden wird gegenüber einer durchgehend aus Wolfram bestehenden Anode der Vorteil erreicht, daß wegen des gegenüber Wolfram geringeren spezifischen Gewichtes von Molybdän die bei der Rotation der Anode auftretenden Zentrifugalkräfte wesentlich herabgesetzt werden, so daß höhere Umdrehungszahlen zugelassen werden können. Bei hohen Beanspruchungen wirkt sich jedoch der Unterschied in den thermischen Ausdehnungen zwischen dem Molybdängrundkörper und der Wolframlegierung nachteilig aus. .'•■,.UiiLcr iüt dies der Anlaß zum Entstehen von Rissen. „ ,;,« ;.u iii^Wiuun,; zu unterdrücken, hat man auch schonIt is already known to make rotating anodes for X-ray tubes from a disk-shaped base body made of molybdenum to produce, at least at the point of impact for the electrons with a layer of tungsten or a tungsten alloy, e.g. a tungsten-rhenium alloy, is covered. By using a molybdenum body for the rotating anodes compared to an anode consisting entirely of tungsten, the advantage achieved that because of the opposite Tungsten with a lower specific weight than molybdenum, the centrifugal forces that occur when the anode rotates are significantly reduced, so that higher speeds can be allowed. at However, the difference in thermal expansion between the molybdenum base body has an effect on high stresses and the tungsten alloy are disadvantageous. This is the reason for cracks to appear. ",;,"; .U iii ^ Wiuun ,; you already have to suppress it
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C-;-_-an gedacht, die Festigkeit des MolybdängruncL>:.;rpers a-ilurch zu erhöhen, daß demselben andere hochschiaelzende .j-.aile, wie z.B. Wolfram, Tantal, Niob, Rhenium und Osmium, zugesetzt werden. Es ist auch schon bekannt, lern Molybdängrundkörper Legierungszusätze von o,o5 1,5 Gew.^ Titan und bis o,5 $ Zirkon sowie geringe Mengen an Kohlenstoff zuzusetzen. Dadurch wird dieC -; -_- thought of the strength of the molybdenum green>:.; Rpers a-ilurch to raise that same other uphill .j-.aile, such as tungsten, tantalum, niobium, rhenium and Osmium, can be added. It is already known Learn about molybdenum base alloy additions of 0.05 1.5 wt Add amounts of carbon. This will make the
„rmfestigkei-fe und die Rekristallisationstemperatur :es Molybdängrundkörpers zwar ebenfalls erhöht, doch •■."'rd Mch damit das Entstehen von Rissen durch Aus-.■"iiinungsunterschiede zwischen dem Grundkörper und der '■;lframauflage nicht in allen Fällen vermieden."Thermal strength and the recrystallization temperature : It also increases the molybdenum body, but This means that cracks are caused by differences in design between the base body and the lframe support is not avoided in all cases.
die Erfindung wird ein anderer Weg beschrieben, .:. die infolge der thermischen Ausdehnungsunterschiede ■üftretenden mechanischen Spannungen abzubauen. Die r "indung betrifft· eine Drehanode für Röntgenröhren, . ^e aus einem Grundkörper aus einer Molybdänlegierung -iteht, auf dem zumindest an den Auftreffstellen für . i Elektronen eine Schicht aus Wolfram oder einer ".f. ."legierung, z.B. einer Wolfram-Rhenium-Legierung, •....ge"..:-cht ist. Die Erfindung besteht darin, daß die den Gru_.!körper der Drehanode bildende Molybdänlegierung 50 - 500 ppm, vorzugsweise 100 - 200 ppm, Bor enthält. Durch den Borzusatz wird nicht nur die Warmfestigkeit und die Rekristallisationstemperatur des Grundkörpers erhöht, sondern vor allem auch seine Kaltduktilität. Außerdem wirken kleine Borgehalte stark Icornfeinend. "·- 3 Sekundärkornwachstum wird auch bei höchsten Tem-the invention is described another way.:. to reduce the mechanical stresses that occur as a result of the thermal expansion differences. The r "· indung relates to a rotary anode for X-ray tubes. ^ E of a basic body of a molybdenum alloy -iteht on which at least at the impact for. I electrons, a layer of tungsten or a" .f. . "alloy, eg a tungsten-rhenium alloy, • .... ge" ..: - is right. The invention consists in that the molybdenum alloy forming the main body of the rotating anode contains 50-500 ppm, preferably 100-200 ppm, boron. The addition of boron not only increases the heat resistance and the recrystallization temperature of the base body, but above all its cold ductility. In addition, small boron contents have a strong icorn-refining effect. "· - 3 Secondary grain growth is also at the highest tem-
.-ati.ren unterdrückt, so daß sich die '.volframauflage -räumlich der Korngröße von der Molybdanunterläge nur.-ati.ren suppressed so that the '.volfram edition - Spatially the grain size of the molybdenum supports only
iic; unterscheidet. Beim Abkühlen der hoch belasteten Drehanode können sich deshalb die inneren Spannungen ausgleichen, so daß die Gefahr der Rißbildung weit-ii c ; differs. When the highly stressed rotating anode cools down, the internal stresses can therefore be balanced out, so that the risk of cracking is increased.
^liend herabgesetzt ist und die Lebensdauer der Röhre .;. rhöht wird. Die Warmfestigkeit des Grundkörpers kann noch dadurch erhöht werden, daß der Legierung noch "n-Tnium bis zu einer Menge von 2 Gew. $ zugesetzt wird. 3ie erfindungsgemäßen Drehanoden können durch pulver- ä ^ liend is degraded and the life of the tube.;. is increased. The heat resistance of the base body can be increased by more that of the alloy n-Tnium is up to an amount of 2 wt. $ Was added yet. "3ie rotary anode according to the invention can be prepared by powder etc.
metallurgische Verfahren in einfacher Weise hergewerden. metallurgical processes in a simple manner.
-.:-. einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung noch nüier erläutert:-.:-. An embodiment of the invention is still nüier explains:
Ir. eire runde Matrize, die etwas größer als die herzu- -llende Drehanode ist, wird zunächst Molybdänpulver .:üllt, das einen Zusatz von 0,1 fo Bor enthält. Dieser " crzusr.tz kann am besten in Form, einer entsprechenden .Lmengung von Molybdänborid eingesetzt werden. Wird ■ . "Ii noch ein Zusatz von Hafnium gewünscht, so kann ?.-~3ez. s:„ besten in Form von pulverförmigem Hafniumhydrid oeijvsmengt werden. Über diese etwa 10 mm starke rulverschic?it wird eine zweite, etwa 2,5 mm starke Ive-.'schicht angeordnet, xlie aus V/oIfram mit einem r:atz von 10 % Rhenium besteht. Das.Pulver wird mit iem Druck von 4 t/cm zu einer runden Scheibe verpreßt. Der Preßkörper wird anschließend bei einer Temperatur von 2j000° C in V/asserstoff gesintert. Bei der Sinterung wird ein Teil des Bors durch Sauerstoffreste im Pulver und in der Gasatmosphäre zu Bortrioxyd umgewandelt, das verdampft. Der erzielte Borgehalt istIr. Eire round die which is slightly greater than the herzu- -llende rotary anode is first molybdenum powder. lev el containing an additive of 0.1 fo boron. This additive can best be used in the form of an appropriate mixture of molybdenum boride. If an addition of hafnium is desired, then ? .- ~ 3ez. s: “Best be oeijvsmengt in the form of powdered hafnium hydride. A second, about 2.5 mm thick layer is placed over this about 10 mm thick sleeve, which consists of V / oIfram with a ratio of 10 % rhenium. Das.Pulver is pressed with a pressure of 4 t / cm to form a round disc. The pressed body is then sintered in hydrogen at a temperature of 2000 ° C. During sintering, some of the boron is converted into boron trioxide by oxygen residues in the powder and in the gas atmosphere, which evaporates. The achieved boron content is
1098HQ/10761098HQ / 1076
SAOSAO
deshalb etwas geringer als der eingesetzte und beträgt beispielsweise nur mehr 0,03 #* Der Sinterkörper wird anschließend geschmiedet und auf das Endmaß geschliffen, Die auf diese Weise hergestellten Drehanoden zeigen, wie anhand von Schilffbildern festgestellt wurde, eine gute Bindung zwischen dem aus einer Molybdänlegierung bestehenden Grundkörper und der aus einer Wolframlegierung bestehenden Deckschicht. Durch das im Molybdängrundkörper enthaltene Bor, das teilweise auch in die Wolframlegierung diffundiert, wird ein hervorragender feinkörniger Übergang zwischen diesen beiden Schichten geschaffen.therefore a little lower than the one used and amounts to for example only 0.03 # * The sintered body is then forged and ground to the final dimensions, which show rotating anodes manufactured in this way, as was determined by means of reed pictures, a good bond between the base body made of a molybdenum alloy and that made of a tungsten alloy existing top layer. Due to the boron contained in the molybdenum body, which is partly also in the Tungsten alloy diffuses, becomes an excellent fine-grained transition between these two layers created.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Zusätzlich zu Bor und Hafnium können noch andere Legierungszusätze, z.B. Wolfram, Titan oder Zirkon, dem Grundkörper beigemengt werden. Auch die aus einer Wolframlegierung .estehende Deckschicht der Drehanode kann noch weitere Zusätze, z.B. andere hochschmelzende Metalle, wie Osmium oder Iridium, enthalten.The invention is of course not limited to that shown Embodiment limited. In addition to boron and hafnium, other alloy additives, e.g. tungsten, titanium or zirconium can be added to the base body. Even those made from a tungsten alloy The existing top layer of the rotating anode can contain further additives, e.g. other refractory metals, such as osmium or iridium.
- 5 109850/1076 - 5 109850/1076
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