DE2218568A1

DE2218568A1 - ROTARY ROTARY ANODE

Info

Publication number: DE2218568A1
Application number: DE19722218568
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl Phys Friedel; Rudolf Dr Machenschalk
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-04-17
Filing date: 1972-04-17
Publication date: 1973-11-08

Description

Röntgenröhren-Drehanode Die Erfindung betrifft eine Röntgenröhren-Drehanode, bestehend aus einem scheibenförmigen Grundkörper aus einer Moylbdån-Legierung, auf dem an der Auftreffseite für die Elektronen eine aus schwerschmelzbarem Metall, wie Wolfram, Wolfram-Legierung etc., bestehende Schicht aufgebracht ist. Mit solchen Anoden ausgestattece Röntgenröhren werden insbesondere deshalb verwendet, weil bei ihnen die vorteilhaften Eigenschaften sowohl des Wolframs als auch des Molybdäns wirksam werden können. X-ray tube rotating anode The invention relates to an X-ray tube rotating anode, consisting of a disk-shaped base body made of a Moylbdån alloy the one on the impact side for the electrons made of a refractory metal, such as tungsten, tungsten alloy, etc., existing layer is applied. With such Anode equipped X-ray tubes are used in particular because at them the beneficial properties of both tungsten and molybdenum can take effect.

Wolfram bzw. seine Legierungen sind für die meisten Erfordernisse der günstigere Stoff für die Strahlenerzeugung und das Molybdän besitzt die günstigeren thermischen und mechanischen Eigenschaften.Tungsten or its alloys are for most needs the cheaper substance for generating radiation and molybdenum has the cheaper ones thermal and mechanical properties.

Bekainte Anoden der vorgenannten Art, die wegen des Schichtenaufbaus auch Verbundanoden genannt werden, weisen z.B. einen Grundioörper auf, der ganz aus Molybdän besteht. Auf diese Weise wird die Formgebung der Anoden erleichtert und ihr Gewicht herabgesetzt. Die Molybdänunterlage kann durch Zusätze, wie etwa 0,5 bis 50 % Wolfram und/oder Tantal, Niob, Rhodium, Osmium, in ihren mechanischen Eigenschaften verbessert werden.Known anodes of the type mentioned above, because of the layer structure also called composite anodes, have, for example, a base body that is completely consists of molybdenum. In this way, the shaping of the anodes is facilitated and their weight decreased. The molybdenum base can be made by additives such as 0.5 to 50% tungsten and / or tantalum, niobium, rhodium, Osmium, in their mechanical properties can be improved.

Auch Legierun3en wurden verwendet, die im Molybdän 0,05 bis 1,5 Gewicfitsprozent Titan, bis 0,5 Gewichtsprozent Zirkon und gegebenenfalls geringe Mengen Kohlenstoff bzw. eine solche, die 50 bis 500 ppm Bor und zur Erhöhung'uer Wärmfestigkeit evtl.Alloys were also used which contained 0.05 to 1.5 percent by weight in molybdenum Titanium, up to 0.5 percent by weight zirconium and possibly small amounts of carbon or one that contains 50 to 500 ppm boron and, to increase heat resistance, possibly

noch bis zu 2 Gewichtsprozent Hafnium enthalten. Solche Träger ergeben aber bei der Verwendung immer noch Schwierigkeiten, weil sie sich insbesondere bei hoher Belastung verformen oder dabei gar zerspringen.still contain up to 2 percent by weight of hafnium. Such carriers result but when using it still difficulties, because it is in particular with deform or even shatter under high loads.

Als Werkstoffe für die Belegung der Brennfleckbahn, auf welche die Elektronen auftreffen, haben sich besonders Legierungen von Wolfram bewährt, die bis zu 50 °%O Rhenium und/oder andere schwerschmelzbare Metalle, wie Osmium, Iridium etc., enthalten.As materials for the occupancy of the focal point path on which the When electrons strike, tungsten alloys that up to 50% O rhenium and / or other metals that are difficult to melt, such as osmium, iridium etc., included.

Die Aufgabe der Erfindung, Röntgenröhren-Drehanoden weiter zu verbessern, die aus einem scheibenförmigen Grundkörper aus einer Molybdänlegierung bestehen, auf dem auf der Auftreffseite für die Elektronen eine aus schwerschmelzbarem Metall, wie Wolfram und Wolframlegierungen, bestehende Schicht aufgebracht ist, wird erSirdungsgemäß dadurch gelöst, daß die Molybdänlegierung des Grundkörpers eine solche mit 0,2 bis 15 Gewichtsprozent Hafnium ist. Bereits Zusätze von 0,2 Gewichtsprozent Hafnium bewirken eine merkbare Erhöhung der Wärmfestigkeit, der Rekristallisationstemperatur sowie eine Verzögerung des Kornwachstums. Die höhere Rekristallisationstemperatur und das verzögerte Kornwachstum haben zur Folge, daß selbst nach hohen thermischen Belastungen ein feinkörniges Gefüge mit hoher Kaltduktilität bestehen bleibt.The object of the invention to further improve X-ray tube rotating anodes, which consist of a disk-shaped base body made of a molybdenum alloy, on the one on the impact side for the electrons made of refractory metal, such as tungsten and tungsten alloys, existing layer is applied, it is grounded solved in that the molybdenum alloy of the base body such with 0.2 to 15 weight percent is hafnium. Additions of 0.2 percent by weight of hafnium cause a noticeable increase in the heat resistance, the recrystallization temperature as well as a delay in grain growth. The higher recrystallization temperature and the retarded grain growth have the consequence that even after high thermal Loads a fine-grain structure with high cold ductility remains.

Bei Versuchen, die zur Erfindung führten, haben sich Zusätze von 0,5 bis 7 Gewichtsprozent Hafnium besonders bewährt. Es hat sich aber auch gezeigt, daß man die Zusätze bis zu 15 Gewichtsprozent erhöhen kann und dabei immer noch brauchbare Ergebnisse erreicht, wenn man den Vergleich mit den bekannten Molybdän- und Molybdanlegierungs-Grundkörpern zieht.In experiments that led to the invention, additions of 0.5 up to 7 percent by weight of hafnium is particularly well-proven. But it has also been shown that the additives up to 15 percent by weight can increase and it still achieves useful results when you compare it with the known molybdenum and molybdenum alloy base bodies.

Neben Zusätzen von hochschmelzenden Metallen können auch noch andere, bei den Benutzungstemperaturen vakuumfeste Zusätze beigemengt werden, wie z.B. kleinere Mengen von Alkalisilikaten oder stabilen Oxiden. Dies ergibt eine weitere Erhöhung der Rekristallisationstemperatur.In addition to the addition of refractory metals, other, Vacuum-proof additives, such as smaller ones, are added at the usage temperatures Amounts of alkali silicates or stable oxides. This gives a further increase the recrystallization temperature.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Röntgenröhren-Drehanoden können alle bekannten Verfahren angewandt werden. Man kann beispielsweise den mit Hafnium legierten Molybdänteil und die Wolframauflage nach pulvermetallurgischen Verfahren gesondert herstellen und anschließend diese Teile durch Formschmieden miteinander verbinden. Dabei kann der Teller auch noch in seine endgültige Form gebracht werden. Man kann aber auch die gesamte Anode zunächst aus den Pulvern der entsprechenden Zusammensetzung pressen und anschließend sintern. Durch geeignete Formgebungsverfahren, z.B. Walzen, Stanzen, Schmieden etc., kann dann noch die endgültige Form beeinflußt werden.To produce the X-ray tube rotating anodes according to the invention, all known methods can be used. One can, for example, the one with hafnium alloyed molybdenum part and the tungsten coating using powder metallurgical processes Manufacture separately and then these parts together by forging associate. The plate can also be brought into its final shape. But you can also first make the entire anode from the powders of the appropriate Press the composition and then sinter it. Through suitable shaping processes, e.g. rolling, punching, forging etc., the final shape can then be influenced will.

Die Vorteile und Merkmale der Erfindung sind nachfolgend anhand der als Ausführungsbeispiel der Erfindung in erspektivischem Schaubild teilweise aufgebrochen gezeichneten Drehanoden-Röntgenröhre 1 erläutert. Der gläserne Vakutunkolben 2 trägt am einen Kolbenende die Kathodenanordnung 3 mit den Anschlußleitungen 4, 4a und 4b sowie am anderen Ende des Kolbens die Drehanodenanordnung 5. Sowohl der Kolben 2 als auch die Kathodenanordnung 3 und die Drehanodenanordnung 5, welche aus dem Rotor 6 und dem Anodenteller 7 besteht, sind in an sich bekannter Weise aufgebaut und gelagert.The advantages and features of the invention are shown below with reference to FIG partially broken open as an embodiment of the invention in a perspective diagram Drawn rotating anode X-ray tube 1 explained. The glass vacuum flask 2 carries at one end of the bulb the cathode arrangement 3 with the connecting lines 4, 4a and 4b and at the other end of the piston the rotating anode arrangement 5. Both the piston 2 as well as the cathode arrangement 3 and the rotating anode arrangement 5, which from the The rotor 6 and the anode plate 7 are constructed in a manner known per se and stored.

Der Teller 7 weist den Tragkörper 8 auf, der aus der erfindungsgemäßen Molybdänlegierung besteht, die neben unvermeidlichen Verunreinigungen 5 Gewichtsprozent Hafnium enthält und bei einem Durchmesser von 100 mm eine Dicke von 10 mm aufweist.The plate 7 has the support body 8, which is derived from the inventive Molybdenum alloy consists of 5 percent by weight in addition to unavoidable impurities Contains hafnium and has a thickness of 10 mm with a diameter of 100 mm.

Die gegenüber der Tellerachse 9 verschieden stark geneigten Elektronenaufprallflächen 10 und 11 sind mit der 2 mm dicken Schicht 12 aus einer 3 % Rhenium enthaltenden Wolframlegierung belegt.The electron impact surfaces, which are inclined to different degrees with respect to the plate axis 9 10 and 11 are with the 2 mm thick layer 12 made of a 3% rhenium containing Tungsten alloy coated.

Zum Betrieb der Röhre werden zwischen der Leitung 4 und dem Ansatzstutzen 13 die notwendigen Betriebsspannungen angelegt und durch Anlegen einer Heizspannung zwischen der Leitung 4 und den Leitungen 4a und/oder 4b werden die Glühkathoden 14 und/oder 15 in Betrieb gesetzt. Dadurch werden Elektronenbündel erzeugt, die auf die Brennfleckbahnen 10 und/oder 11 auftreffen und dort Röntgenstrahlen auslösen, die in üblicher Weise zur Anwendung gelangen.To operate the tube, between the line 4 and the connection piece 13 applied the necessary operating voltages and by applying a heating voltage between the line 4 and the lines 4a and / or 4b are the hot cathodes 14 and / or 15 put into operation. This creates electron bundles that impinge on the focal spot paths 10 and / or 11 and trigger X-rays there, which are used in the usual way.

Claims

X-ray tube rotating anode, consisting of a disk-shaped body made of a molybdenum alloy on which a layer consisting of refractory metal such as tungsten, tungsten alloy, etc. is applied, d u r c h e k e n n n z e i ch -n e t that the molybdenum alloy of the base body is one with 0.2 to 15 percent by weight of hafnium.

2. X-ray tube rotating anode according to claim 1, characterized in that that the alloy addition is 0.5 to 7 percent by weight of hafnium, in particular 5 percent by weight.

L e r s e i t e