DE2122949A1 - Process for the production of an anticathode for an X-ray tube - Google Patents

Process for the production of an anticathode for an X-ray tube

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DE2122949A1
DE2122949A1 DE19712122949 DE2122949A DE2122949A1 DE 2122949 A1 DE2122949 A1 DE 2122949A1 DE 19712122949 DE19712122949 DE 19712122949 DE 2122949 A DE2122949 A DE 2122949A DE 2122949 A1 DE2122949 A1 DE 2122949A1
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tungsten
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anticathode
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hydrogen
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DE19712122949
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George Leonard Coulsdon Surrey Davis (Großbritannien)
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Philips Gloeilampenfabrieken NV
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    • HELECTRICITY
    • 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
    • H01J35/10Rotary anodes; Arrangements for rotating anodes; Cooling rotary anodes

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Solid Thermionic Cathode (AREA)

Description

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PHB- 32 059 PHB. 32059.PHB- 32 059 PHB. 32059 .

7.Mai 1971May 7, 1971

Va / WJM.Va / WJM.

Verfahren zur Herstellung einer Antikathode für eine Röntgenröhre.Process for the production of an anticathode for an X-ray tube.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Antikathode für eine Röntgenröhre, welche Elektrode aus einer Wolframschicht besteht, die auf einemThe invention relates to a method for producing an anticathode for an X-ray tube, which Electrode consists of a tungsten layer, which is on a

feuerfesten Substrat niedergeschlagen wird. ™refractory substrate is deposited. ™

Bekanntlich enthalten Röntgenröhren eine Antikathode und eine Elektronenquelle zum Erzeugen von Elektronen, die beim Betrieb zu der Antikathode gezogen werden, so -dass sie mit sehr hoher Geschwindigkeit auf diese Kathode auf treffen, was zur Folge hat., dass die Antikathode Röntgenstrahlen erzeugt. Der Beschuss der Antikathode mit den Elektronen erzeugt auch eine grosse Menge Wärme, wobei die Antikathode, obgleich sie stillstehen kann, beim Hochleis-As is well known, X-ray tubes contain an anticathode and an electron source for generating electrons, which are drawn to the anticathode during operation, so that they hit this cathode at a very high speed on hitting, which entails. that the anticathode x-rays generated. The bombardment of the anticathode with the electrons also generates a large amount of heat, whereby the Anti-cathode, although it can stand still, in high-power

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tungsbetreib normalerweise gedreht wird, so dass das mit den Elektronen beschossene Gebiet stets geändert wird, was zur Folge hat, dass jeder Teil der Antikathode nur während eines kleinen Bruchteiles der Gesamtbetriebszeit dem Elektronenbeschuss unterworfen wird. Die Oberfläche der Antikathode besteht gewöhnlich aus Wolfram, wobei - trotz des sehr hohen Schmelzpunktes dieses Materials - diese Wolframoberfläche bei fortgesetztem Betrieb rauh wird oder Risse aufweist, sogar wenn die Antikathode vom drehbaren Typ ist. Dies veranlasst wieder Absorption und Streuung der emittierten Röntgenstrahlen, wodurch der Wirkungsgrad der Antikathode immer stärker beeinträchtigt wird, so dass sie schliesslich entfernt werden muss.operation is normally rotated, so that with The area bombarded by the electrons is always changed, with the result that each part of the anticathode only occurs during one electron bombardment is subjected to a small fraction of the total operating time. The surface of the anticathode Usually consists of tungsten, although - despite the very high melting point of this material - this tungsten surface becomes rough or cracked with continued operation, even if the anticathode is of the rotatable type. This again causes absorption and scattering of the emitted X-rays, as a result of which the efficiency of the anticathode is impaired more and more, so that it finally must be removed.

Es ist bekannt, dass durch Zusatz einer Menge (~5 - 10 $) Rhenium zu dem Wolfram der Antikathode diese Aufrauhung der Oberfläche vermieden wird, so dass die Lebensdauer der Antikathode erheblich verlängert werden kann. Rhenium ist jedoch ein besonders seltenes und kostspieliges Material, so dass durch Zusatz dieses Materials zu dem Material der Antikathode der Selbstkostenpreis der Antikathode erheblich erhöht wird.It is known that by adding an amount (~ 5 - 10 $) of rhenium to the tungsten of the anticathode this Roughening of the surface is avoided, so that the service life of the anticathode can be extended considerably. rhenium however, is a particularly rare and expensive material, so adding this material to the material the anticathode the cost price of the anticathode is significantly increased.

Wolfram selber ist auch ziemlich kostspielig und ist ein dichtes Material. Aus massivem Wolfram bestehende Antikathoden sind somit an sich kostspielig und weisen ausaerdem eine eirhebliche mechanische Trägheit auf. Letzteres ist nachteilig, wenn die Antikathode vom drehbaren ffyp ist, weil entweder das Erreichen der BetriebsgeschwindigkeitTungsten itself is also quite expensive and is a dense material. Made from solid tungsten Anticathodes are therefore expensive per se and also have considerable mechanical inertia. The latter is disadvantageous if the anticathode is of the rotatable ffyp, because either reaching the operating speed

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PHB. 32059. - 3 - PHB. 32059. - 3 -

dieser Kathode dann viel Zeit in Anspruch nimmt, oder sonst ein sehr kräftiger Motor zur Beschleunigung der Kathode verwendet werden muss. Daher wurde vorgeschlagen, den Grundkörper der Antikathode aus einem anderen feuerfesten Material als Wolfram herzustellen und eine Oberflächenschicht aus Wolfram oder Wolfram-Rhenium auf diesem Körper anzubringen. Zu diesem Zweck wurde z.B. Molybdän verwendet, das sowohl in bezug auf Kosten als auch auf Dichte vorteilhaft ist. Eine drehbare Antikathode dieser Bauart ist z.B. in der M this cathode then takes a lot of time, or a very powerful motor has to be used to accelerate the cathode. It has therefore been proposed to manufacture the base body of the anticathode from a different refractory material than tungsten and to apply a surface layer of tungsten or tungsten-rhenium to this body. For example, molybdenum has been used for this purpose, which is advantageous both in terms of cost and density. A rotatable anticathode of this type is, for example, in the M

französischen Patentschrift 1.470.382 beschrieben.French patent 1,470,382.

Wegen der chemischen Eigenschaften von Wolfram lässt, sich eine Wolframschieht schwer auf einem anderen feuerfesten Material anbringen. Nach einem üblichen Verfahren werden zwei gesonderte Schichten der beiden Metalle zusammengesintert oder -geschmolzen. Auch sind Verfahren zum Niederschlagen von Wolfram bekannt; nach dem bekanntesten dieser Verfahren wird gasförmiges Wolframhexafluorid (WF^) durch Wasserstoff zu metallischem Wolfram reduziert, wobei eine Reaktion der allgemeinen Form: ™Because of the chemical properties of tungsten a sheet of tungsten is difficult to apply to any other refractory material. According to a standard procedure two separate layers of the two metals are sintered together or melted. Methods for depositing tungsten are also known; after the most famous of these Process is gaseous tungsten hexafluoride (WF ^) through Hydrogen is reduced to metallic tungsten, with a reaction of the general form: ™

WFz- + 3HO W + 6HFWFz- 3H + O 4 ± W + 6HF

O tt O dd

durchgeführt wird.is carried out.

Es wurde gefunden, dass eine auf diese Weise auf einem Molybdänsubstrat niedergeschlagene Wolframschicht bei Anwendung als eine Antikathode für eine Röntgenröhre nahezu die gleichen Eigenschaften wie massives Wolfram aufweist, vorausgesetzt, dass die Schicht eine genügende Dicke (etwa 100 /um oder mehr) hut.A layer of tungsten deposited in this way on a molybdenum substrate was found to contribute Application as an anticathode for an X-ray tube has almost the same properties as solid tungsten, provided that the layer is of sufficient thickness (about 100 µm or more).

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PHB. 32059. - k - PHB. 32059. - k -

In der britischen Patentschrift 784.kok wird ein Verfahren zum Niederschlagen einer aus Wolfram, Molybdän oder einer Legierung von Wolfram und Molybdän bestehenden Schicht beschrieben, nach dem das Material der zu bildenden Schicht in der Nähe des Gegenstandes angebracht ist, auf dem die Schicht niedergeschlagen werden muss, während das Material auf eine Temperatur oberhalb I9OO0 C, aber unterhalb seines Schmelzpunktes, erhitzt wird, wobei der Gegenstand selber eine Temperatur zwischen 5OO0 und 14000 C aufweist, und wobei der Raum zwischen dem erwähnten Material und dem erwähnten Gegenstand mit einer Wasserstoff und Wasserdampf und/oder Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre ausgefüllt ist.British patent 784. kok describes a method of depositing a layer consisting of tungsten, molybdenum or an alloy of tungsten and molybdenum, according to which the material of the layer to be formed is applied in the vicinity of the object on which the layer is to be deposited must, while the material is heated to a temperature above 1900 0 C but below its melting point, the object itself having a temperature between 500 0 and 1400 0 C, and the space between the mentioned material and the mentioned object with a Hydrogen and water vapor and / or oxygen-containing atmosphere is filled.

Die Erfindung hat den Zweck, ein Verfahren zur Herstellung einer Antikathode für eine Röntgenröhre zu schaffen, welche Kathode aus einer Wolframschicht besteht, die auf einem feuerfesten Substrat niedergeschlagen wird, dadurch gekennzeichnet, dass Wolfram in der Nähe des Sub« strats angebracht und auf eine Temperatur oberhalb 19OO0 C, aber unterhalb seines Schmelzpunktes, erhitzt wird, wobei das Substrat selber eine Temperatur zwischen 500° C und 14OO° C aufweist, und wobei der Raum zwischen dem Wolfram und dem Substrat mit einer Wasserstoff und Wasserdampf und/ oder Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre ausgefüllt ist.The invention has the purpose of creating a method for producing an anticathode for an X-ray tube, which cathode consists of a tungsten layer which is deposited on a refractory substrate, characterized in that tungsten is applied in the vicinity of the substrate and at a temperature above, is 19OO 0 C but heated below its melting point, where the substrate itself has a temperature between 500 ° C and 14OO ° C, and wherein the space between the tungsten and the substrate with a hydrogen and water vapor and / or oxygen-containing atmosphere is filled out.

Überraschenderweise wurde gefunden, dass aus einer auf einem Substrat niedergeschlagenen Wolframschicht bestehende und durch dieses Verfahren (und durch das in derSurprisingly, it has been found that a layer of tungsten deposited on a substrate existing and through this procedure (and through the in the

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gleichzeitig eingereichte Patentanmeldung ... (PHB...) beschriebene Verfahren) hergestellte Antikathoden für Röntgenröhren eine viel längere nützliche Lebensdauer als Antikathoden ähnlicher Struktur mit einer durch das Wolframhexafluoridverfahren niedergeschlagenen Schicht und auch als aus massivem Wolfram bestehende Antikathoden aufweisen können. Ihre Lebensdauer kann gleich oder sogar länger als die von Antikathoden sein, die aus einer auf einem Substrat an- . μ gebrachten Wolfram-Rheniumschicht bestehen. Ausserdem kann mit einer durch ein erfindungsgemässes Verfahren hergestellten Antikathode die gleiche Lebensdauer wie mit einer üblichen Antikathode erhalten werden, wenn die auf diese Weise hergestellte Antikathode einen kleineren Elfektronenauftreffleck als die üblichen Antikathoden aufweist. Auf diese Weise kann ein vergrössertes Auflösungsvermögen der Röntgenstrahlung erhalten werden, ohne dass die Lebensdauer der Antikathode unter die normalerweise mit üblichen Antikathoden erhaltene Lebensdauer herabsinkt. Versuche haben ergeben, "patent application filed at the same time ... (PHB ...) described method) produced anticathodes for X-ray tubes can have a much longer useful life than anticathodes of similar structure with a layer deposited by the tungsten hexafluoride process and also than solid tungsten anticathodes. Their lifespan can be the same or even longer than that of anticathodes that are attached to a substrate. μ applied tungsten-rhenium layer. In addition, with an anti-cathode produced by a method according to the invention, the same service life as with a conventional anti-cathode can be obtained if the anti-cathode produced in this way has a smaller electron impact spot than the conventional anti-cathode. In this way, an increased resolving power of the X-ray radiation can be obtained without the service life of the anti-cathode falling below the service life normally obtained with conventional anti-cathodes. Attempts have shown "

dass der günstige Effekt sogar auftritt, wenn das Schichtmaterial sowie das Substratmaterial beide Wolfram sind. Diese Erscheinung lässt sich nicht völlig erklären, aber Versuche haben ergeben, dass bei einer durch ein erfindungsgemässes Verfahren hergestellten Antikathode die Elektrodenoberfläche in viel geringerem Masse durch die auffallenden Elektronen beschädigt wird als bei den bekannten aus den gleichen Materialien bestehenden Antikathoden. Es wurde gefunden, dass übliche aus massivem Wolfram oder aus durch das Wolframhexa-that the beneficial effect occurs even when the layer material and the substrate material are both tungsten. These The appearance cannot be fully explained, but tests have shown that with a by an inventive The anticathode method produced the electrode surface to a much lesser extent by the incident electrons is damaged than with the known anticathodes made of the same materials. It was found that conventional ones made of solid tungsten or made of by the tungsten hexa-

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fluoridverfahren auf Molybdän niedergeschlagenem Wolfram bestehende Antikathoden den Nachteil aufweisen, dass ihre Oberfläche rauh wird, was durch gründliche Umkristallisierung und Granülentrennung herbeigeführt wird oder mit diesen Erscheinungen einher geht. Wahrscheinlich ist dies auf eine niedrige intergranuläre Festigkeit und die Granülengrenzen hoher Energie des Materials an der Oberfläche dieser bekannten Antikathoden zurückzuführen, Eine durch ein erfindungsgemässes Verfahren hergestellte Antikathode weist, wie sich herausgestellt hat, in dieser Hinsicht eine beträchtliche Verbesserung auf.fluoride process on molybdenum-deposited tungsten Existing anticathodes have the disadvantage that their surface becomes rough, which is caused by thorough recrystallization and granule separation is brought about or is associated with these phenomena. Probably this is due to a low intergranular strength and the granule boundaries high energy of the material on the surface of these known anticathodes, one according to the invention The anticathode produced by the method has been found to have a considerable amount in this regard Improvement on.

Da beim Betrieb die auffallenden Elektronen in die Antikathodenschicht eindringen, weist diese Schicht vorzugsweise eine Dicke von mindestens 100 /um auf. Bei dünneren Schichten würde eine erhebliche Anzahl der auffallenden Elektronen das Substrat erreichen, insbesondere wenn die Oberflächenbeschädigung fortschreitet.Since the incident electrons penetrate into the anticathode layer during operation, this layer preferably has a thickness of at least 100 µm. With thinner layers, a significant number of the noticeable Electrons reach the substrate, especially as surface damage progresses.

Das Substrat besteht vorzugsweise aus Wolfram-Molybdän oder einer Legierung von Wolfram und Molybdän oder aus Legierungen auf Basis dieser Metalle.The substrate is preferably made of tungsten-molybdenum or an alloy of tungsten and molybdenum or from alloys based on these metals.

Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Antikathode für eine Röntgenröhre nach der Erfindung wird das Wolfram vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 2200° C und 3000° C erhitzt, während das Substrat selber auf eine Temperatur zwischen 65O0 C und I3OO0 C erhitzt wird.In a method for producing an anti-cathode for an X-ray tube according to the invention, the tungsten is preferably heated to a temperature between 2200 ° C and 3000 ° C, while the substrate is heated itself to a temperature between 65O 0 C and I3OO 0 C.

In der Praxis hat das Niederschlagverfahren den gleichen Effekt bei Durchführung in einer Atmosphäre ausIn practice, the precipitation method has the offset effect when carried out in an atmosphere

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Wasserstoff und Wasserdampf sowie in einer Atmosphäre aus Wasserstoff mit einer Zumischung von Sauerstoff, wobei die gleichen relativen Wasserstoff- und Sauerstoffmengen erhalten werden, weil im letzteren Falle der Sauerstoff zusammen mit einem Teil des Wasserstoffes bei Berührung mit dem niederzuschlagenden heissen Material als Wasser reagieren wird. Die Niederschlaggeschwindigkeit wird durch die Gesamtgasströmungsgeschwindigkeit und die relativen Anteile an Wasserstoff und Wasser (oder Sauerstoff) beeinflusst. Erwünschtenfalls kann die Atmosphäre ausserdem ein oder mehrere inerte Gase, wie Stickstoff oder die Edelgase, enthalten. Der Niederschlagvorgang wird vorteilhaft bei atmosphärischem Druck durchgeführt.Hydrogen and water vapor as well as in an atmosphere Hydrogen with an admixture of oxygen, the same relative amounts of hydrogen and oxygen being obtained because in the latter case the oxygen together with some of the hydrogen on contact with the hot material to be precipitated will react as water. The precipitation rate is determined by the total gas flow rate and affects the relative proportions of hydrogen and water (or oxygen). If desired the atmosphere can also contain one or more inert gases such as nitrogen or the noble gases. The precipitation process is advantageously carried out at atmospheric pressure.

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below, for example, with reference to the accompanying drawing. Show it:

Fig. 1 eine durch das erfindt^igsgemässe Verfahren hergestellte Antikathode für eine Röntgenröhre vom drehbaren Typ, undFig. 1 by the inventive method manufactured anticathode for a rotatable type X-ray tube, and

Fig. 2 die Ergebnisse eines beschleunigten Lebensdauerversuches an der Antikathode nach Fig. 1 (Kurve 1), sowie entsprechende Ergebnisse von Lebensdauerversuchen an ähnlichen Antikathoden aus massivem Wolfram, (Kurve 2), aus einer durch das übliche Verfahren hergestellten Wolframschicht, bei welchem Verfahren Wolframhexafluorid niedergeschlagen wird (Kurve 3)> bzw. aus einer Legierung von Wolfram und 10 $ Rhenium wobei die Elektrode wieder durch das Übliche Verfahren hergestellt ist (Kurve k).2 shows the results of an accelerated life test on the anticathode according to FIG. 1 (curve 1), as well as corresponding results from life tests on similar anticathodes made of solid tungsten, (curve 2), from a tungsten layer produced by the usual method, in which method tungsten hexafluoride is deposited (curve 3)> or from an alloy of tungsten and 10 $ rhenium, the electrode being manufactured again by the usual method (curve k) .

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Bei der Herstellung der Antikathode nach Fig. 1 wird ein vorgeformtes Molybdänsubstrat 1 in einem luftdicht verschlossenen Raum angebracht und durch Induktion auf etwa 1200° C erhitzt. Wasserstoffgas wird zunächst durch eine Befeuchtungsanlage geführt, die z.B. durch ein Gefäss gebildet wird, das Wasser oder eine wässrige Lösung auf einer derartigen Temperatur enthält, dass ein Dampfdruck erhalten wird, der bewirkt, dass die Befeuchtungsanlage ein Ausgangsgemisch von Wasserstoff und Wasserdampf in einem Verhältnis von 1 : 1 liefert. Das Ausgangsgemisch der Befeuchtungsanlage wird dann durch ein Wolframrohr geführt, dessen Austrittsöffnung durch Induktion auf eine Temperatur oberhalb 2400° C erhitzt wird. Der Wasserdampf in dem Gemisch aus Wasserstoff und Wasserdampf reagiert mit dem Wolfram des Rohres, derart, dass ein gasförmiges Wolframhydroxyl plus Wasserstoff erhalten wird.In the manufacture of the anticathode according to Fig. 1, a preformed molybdenum substrate 1 becomes airtight in an air-tight manner closed space attached and by induction to about Heated to 1200 ° C. Hydrogen gas is initially supplied by a Humidification system, which is formed e.g. by a vessel, the water or an aqueous solution on a contains such a temperature that a vapor pressure is obtained which causes the humidification system to produce a starting mixture of hydrogen and water vapor in a ratio of 1: 1. The starting mixture of the humidification system is then passed through a tungsten tube, the outlet opening of which is brought to a temperature above by induction 2400 ° C is heated. The water vapor in the mixture of hydrogen and water vapor reacts with the tungsten of the Rohres, such that a gaseous tungsten hydroxyl plus hydrogen is obtained.

Die Reaktionsprodukte treten aus der Austritts— öffnung aus und werden dann über das erhitzte Substrat geführt, an dessen Oberfläche die umgekehrte Reaktion stattfindet, wobei metallisches Wolfram auf dem Molybdänsubstrat niedergeschlagen wird. Der Vorgang wird fortgesetzt, bis die Schicht 2 aus Wolfram, die auf dem Substrat niedergeschlagen wird, eine Dicke von 100 /Um oder mehr aufweist. Das Substrat wird während des Vorgangs langsam gedreht, damit eine möglichst gleichmässige Ablagerung erhalten wird. Vorzugsweise werden im wesentlichen nur die in der fertigen Röntgenröhre mit Elektronen zu beschiessendenThe reaction products emerge from the outlet opening and are then passed over the heated substrate, on the surface of which the reverse reaction takes place, with metallic tungsten on the molybdenum substrate being knocked down. The process continues until the layer 2 of tungsten is deposited on the substrate has a thickness of 100 µm or more. The substrate is rotated slowly during the process so that a deposit that is as even as possible is obtained. Preferably only those in the finished X-ray tube are to be bombarded with electrons

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Teile des Substrats mit Wolfram überzogen. Dies lässt sich dadurch erzielen, dass das Substrat auf geeignete Weise maskiert und/oder in bezug auf die Austrittsöffnung des Wolframrohres angebracht und diese Austrittsöffnung derart ausgebildet wird, dass die Gase nahezu ledigleich auf diejenigen Teile des Substrats gelangen, die überzogen werden sollen.Parts of the substrate coated with tungsten. This can be achieved in that the substrate is masked in a suitable manner and / or with respect to the outlet opening of the tungsten tube attached and this outlet opening is formed in such a way that the gases almost uniquely to those Get parts of the substrate that are to be coated.

Es ist einleuchtend, dass die Temperatur des Wolframrohres, die Substrattemperatur und das Verhältnis zwischen Wasserdampf und Wasserstoff in dem durch das Wolfram- " rohr geführten Gemisch innerhalb weiter Grenzen variieren können. Die Reaktion von Wolfram mit Wasserdampf, die das Wolframhydroxyl ergibt und die im grossen Ganzen durch W + H2O £? W(OH)x + H2 It is obvious that the temperature of the tungsten tube, the substrate temperature and the ratio between water vapor and hydrogen in the mixture passed through the tungsten “tube can vary within wide limits All through W + H 2 O £? W (OH) x + H 2

ausgedrückt werden kann, vollzieht sich bei hohen Temperaturen in der Uhrzeigerrichtung und bei niedrigen Temperaturen in der dieser Richtung entgegengesetzten Richtung. Der Gleichgewichtszustand wird somit von der Temperatur und von dem Verhältnis Wasserdampf/Wasserstoff geregelt. » can be expressed in the clockwise direction at high temperatures and in the opposite direction at low temperatures. The state of equilibrium is thus regulated by the temperature and the water vapor / hydrogen ratio. »

Wenn dieses Verhältnis nahezu gleich 1 ist, erfolgt eine schnelle Reaktion in der Uhrzeigerrichtung bei einer Temperatur oberhalb etwa 2000° C und in der dieser Richtung entgegengesetzten Richtung bei einer Temperatur unterhalb etwa 1200° C. Bei Anwendung einer höheren Substrattemperatur können innerhalb gewisser Grenzen höhere Wasserdampf /Wasserstoff-Verhältnisse erhalten werden; dies ist vorteilhaft und ergibt eine Verbesserung der Wolframtransportgeschwindigkeit, ohne dass das Gesamtvolumen des verwen-When this ratio is nearly equal to 1, there is a rapid clockwise response at a temperature above about 2000 ° C and in the opposite direction to this at a temperature below about 1200 ° C. When using a higher substrate temperature higher water vapor / hydrogen ratios can be obtained within certain limits; This is advantageous and results in an improvement in the tungsten transport speed without reducing the total volume of the

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deten Gasgemisches zunimmt. Es soll jedoch, gesichert werden, dass eine höhere Substrattemperatur keine ungünstigen Änderungen der physikalischen oder chemischen Eigenschaften des Substrats zur Folge hat. Eine Erhöhung der Substrattemperatur kann z.B. zur Folge haben, dass das Substrat von dem verwendeten Gasgemisch oxydiert wird.deten gas mixture increases. It should, however, be secured that a higher substrate temperature does not have any adverse changes the physical or chemical properties of the Substrate. An increase in the substrate temperature can, for example, result in the substrate being different from the Gas mixture is oxidized.

Unter Berücksichtigung dieser Faktoren wird das Wolframrohr vorzugsweise auf eine Temperatur oberhalb 19000C und das Substrat auf eine Temperatur zwischen 500° C und 14OO° C erhitzt.Considering these factors, the tungsten pipe is preferably heated to a temperature above 1900 0 C and the substrate to a temperature between 500 ° C and 14OO ° C.

Das ¥asserdampf/Was serstoff-Verhältni s in demThe water vapor / hydrogen ratio in the

verwendeten Gasgemisch kann zwischen 0,1 und oberhalb 1 lie-' gen; dabei werden die Temperaturen des Wolframs und des Substrats derart gewählt, dass sie dem tatsächlich verwendeten Verhältnis angepasst sind. Erwünschtenfalls kann der Wasserstoff durch ein Gemisch aus Wasserstoff und einem inerten Gas, wie Stickstoff, ersetzt werden.The gas mixture used can be between 0.1 and above 1; the temperatures of the tungsten and the Substrate chosen so that they are adapted to the ratio actually used. If desired, the Hydrogen can be replaced by a mixture of hydrogen and an inert gas such as nitrogen.

Obwohl wegen des Preises und der Dichte Molybdän das bevorzugte Material für das Substrat ist, dürfte es einleuchten, dass erwünschtenfalls auch andere Materialien, wie Wolfram, eine Wolfram-Molybdänlegierung oder andere Legierungen auf Basis von Molybdän, verwendet werden können. Es soll aber berücksichtigt werden, dass gewisse Materialien weniger geeignet sind, weil sie unter den Galvanisierungsbedingungen oxydieren, in welchem Falle sich schwer ein zusammenhängender Wolf rainnieder schlag erhalten Hesse.Although molybdenum is the preferred material for the substrate because of its price and density, it should it is obvious that other materials, such as tungsten, a tungsten-molybdenum alloy or other alloys based on molybdenum can be used. However, it should be taken into account that certain materials are less suitable because they are subject to the electroplating conditions oxidize, in which case it is difficult to obtain a coherent wolf fall. Hesse.

Z.B. kann als feuerfestes Materialien KohlenstoffFor example, carbon can be used as the refractory material

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verwendet werden, aber ±n diesem Falle wäre es wahrscheinlich erforderlich, dass dieses Material mit z.B. Wolfram oder Tantal überzogen werden würde, bevor es bei dem erfindungsgemässen Verfahren verwendet werden würde.can be used, but in this case it would probably be necessary to combine this material with e.g. tungsten or tantalum would be coated before the inventive Procedure would be used.

Obgleich die Herstellung einer Röntgenröhren-Antikathode vom drehbaren Typ beschrieben wurde, ist es einleuchtend, dass sich das Verfahren auch bei der Herstellung einer Antikathode vom stillstehenden Typ anwenden lässt*Although the manufacture of a rotatable type X-ray tube anticathode has been described, it is It is obvious that the process can also be used to manufacture an anti-cathode of the stationary type *

Fig. 2 zeigt Kurven der relativen Röntgenstrahllungsfähigkeit E als Funktion der Zeit t in Minuten für eine durch das beschriebene Verfahren hergestellte Antikathode aus einer 250 /Um dicken Wolframschicht (Kurve 1), aus massivem Wolfram (Kurve 2), für eine ähnliche durch das übliche Wolframhexafluoridverfahren hergestellte Elektrode (Kurve 3) und für eine ähnliche Elektrode mit einer Schicht aus Wolfram mit 10 $ Rhenium, die durch das übliche Verfahren auf einem Molybdänsubstrat niedergeschlagen war (Kurve k). Es zeigt sich, dass die nütliche Lebensdauer der durch das erfindungsgemässe Verfahren hergestellten Elektrode erheblich länger als die der durch das übliche Verfahren hergestellten Elektrode und gleich der Lebensdauer der mit einer Wolfram-Rheniumschicht versehenen Elektrode ist.2 shows curves of the relative X-ray radiation capability E as a function of time t in minutes for an anticathode produced by the method described from a 250 μm thick tungsten layer (curve 1), made of solid tungsten (curve 2), for a similar by the usual one Electrode produced by the tungsten hexafluoride method (curve 3) and for a similar electrode with a layer of tungsten with 10 $ rhenium deposited on a molybdenum substrate by the usual method (curve k) . It turns out that the useful life of the electrode produced by the method according to the invention is considerably longer than that of the electrode produced by the usual method and is equal to the life of the electrode provided with a tungsten-rhenium layer.

Es ist vorteilhaft, die Oberflächen der niedergeschlagenen Schichten glatt zu schleifen; dadurch wird die Röntgenstrahlungsausbeute vergrössert.It is advantageous to sand the surfaces of the deposited layers smooth; thereby the X-ray yield increased.

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Claims (7)

PHB. 32059· - 12 PATENTANSPRÜCHE . PHB. 32059 - 12 PATENT CLAIMS. ' 1.J Verfahren zur Herstellung einer Antikathode für eine Röntgenröhre, welche Elektrode aus einer auf einem feuerfesten Substrat niedergeschlagenen Wolframschicht besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Wolfram in der Nähe des Substrats angebracht und auf eine Temperatur oberhalb I9OO0 C, aber unterhalb seines Schmelzpunktes, erhitzt wird, wobei das Substrat selber eine Temperatur zwischen 500° C und 14OO° C aufweist, und wobei der Raum zwischen dem Wolfram und dem Substrat mit einer Wasserstoff und Wasserdampf und/oder Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre ausgefüllt ist.'1 J A process for preparing an anti-cathode for an X-ray tube which electrode consists of a deposited on a refractory substrate tungsten layer, characterized in that the tungsten attached in the vicinity of the substrate and to a temperature above I9OO 0 C, but below its melting point , is heated, wherein the substrate itself has a temperature between 500 ° C and 14OO ° C, and wherein the space between the tungsten and the substrate is filled with an atmosphere containing hydrogen and water vapor and / or oxygen. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wolfram auf eine Temperatur zwischen 2200° C und 3000° C und das Substrat selber auf eine Temperatur zwischen 650° C und 1300° C erhitzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that that the tungsten to a temperature between 2200 ° C and 3000 ° C and the substrate itself to a temperature between 650 ° C and 1300 ° C is heated. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgang fortgesetzt wird, bis eine Wolframschicht mit einer Dicke von mindestens 100 /um auf dem Substrat erhalten ist.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the process is continued until a tungsten layer is obtained with a thickness of at least 100 / µm on the substrate. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat aus Wolfram, Molybdän oder einer Legierung von Wolfram und Molybdän besteht.4. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the substrate consists of tungsten, molybdenum or an alloy of tungsten and molybdenum. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wolfram in Form eines Rohres gestaltet ist, durch das die erwähnte5. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the tungsten in Shape of a tube is designed through which the mentioned 10^830/1108 10 ^ 830/1 108 21220492122049 PHB. 32059.PHB. 32059. Atmosphäre hindurchgeführt wird.Atmosphere is passed through. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen Wasserdampf und Wasserstoff in der erwähnten Atmosphäre zwischen 0,1 und 1 liegt.6. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the ratio between water vapor and hydrogen in the atmosphere mentioned is between 0.1 and 1. 7. Antikathode für eine Röntgenröhre, die durch das Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche hergestellt ist.7. Anticathode for an X-ray tube produced by the method according to one or more of the preceding Claims is made. 10a8oO/ 1 108 10a8oO / 1 108 Le e rs e ι teLe e rs e ι te
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