DE2251656C3

DE2251656C3 - Process for the manufacture of an X-ray tube rotating anode

Info

Publication number: DE2251656C3
Application number: DE19722251656
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr.Rer.Nat. 8520 Erlangen Haberrecker
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-10-20
Filing date: 1972-10-20
Publication date: 1979-04-19
Also published as: AT337315B; DE2251656A1; DE2251656B2; GB1436157A; FR2204041B1; ATA728473A; CH558982A; FR2204041A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Röntgenröhren-Drehanode nach dem Oberbegriff des Anspruchs I. Solche Drehanoden sind bekannt aus der AT-PS 2 78 184.The invention relates to a method for producing an X-ray tube rotating anode according to the preamble of claim I. Such rotating anodes are known from AT-PS 2 78 184.

Bei den bekannten Drehanoden, die aus einem Verbundkörper aus Graphit und Schwermetall bestehen, wurde die Schwermetallschicht nach verschiedenen Verfahren aufgetragen. Die Abscheidung des Metalls soll etwa nach Feinbeschichtungsmethoden, z. B. aus der Gasphase oder per Elektrolyse, erfolgen. Diese Verfahren haben den Nachfei! gemeinsam, daß das Wachstum der Schichtdicke sehr langsam ist. Das Verfahren ist daher teuer, so daß es für die wirtschaftliche Herstellung von Drehanoden weitgehend unbrauchbar istIn the case of the known rotating anodes, which consist of a composite body made of graphite and heavy metal, the heavy metal layer was applied using various methods. The deposition of the metal should about fine coating methods, z. B. from the Gas phase or by electrolysis. These procedures have the aftermath! in common that that The growth of the layer thickness is very slow. The method is therefore expensive, so that it is for the economical production of rotating anodes is largely unusable

Zur Herstellung der Metallauflage auf Graphit wurden auch Grobbeschichtungsverfahren, wie z. B. Plasmaspritzen, angegeben. Schichten, die so sehr schnell und daher wirtschaftlich in ausreichender Dicke erhalten werden können, haben aber den Nachteil, daß sie meist zu wenig haltbar sind Sie zeigen die Tendenz, sich in der Röhre bei der thermischen Belastung abzulösen.To produce the metal coating on graphite, coarse coating processes, such as, for. B. Plasma spraying, indicated. Layers that do so very quickly and therefore economically in sufficient thickness can be obtained, but have the disadvantage that they are usually not durable enough. They show a tendency to to detach themselves in the tube under the thermal load.

Nach den beiden genannten Methoden sollen auch Mehrfachschichten, z.B. solche mit einer duktilen Rhenium-Zwischenschicht, hergestellt werden. Auch diesem Aufbau haften aber die obengenannten Nachteile der bekannten Beschichtungsverfahren an.According to the two methods mentioned, multiple layers, e.g. those with a ductile Rhenium intermediate layer. However, the above-mentioned disadvantages also adhere to this structure the known coating process.

Es sind auch Graphit-Verbundanoden bekannt, die nach dem als »Detonationgun-Verfahren« bekannten Verfahren beschichtet sind. Bei diesem z. B. in »Canadian Paint and Finishing« OcL 1969, Seiten 26 bis 29 beschriebenen Verfahren wird das aufzutragende Metallpulver in einem explosiven Gasgemisch aus Acetylen und Sauerstoff aufgewirbelt und in ein einseitig geschlossenes Rohr die »gun« eingebracht Dann wird gezündet wobei die öffnung des Rohres auf die zu beschichtetende Fläche gerichtet ist Dadurch wird das bei der Zündung, d.h. der Explosion des Acetylen-Sauerstoff-Gemisches, geschmolzene Metallpulver in noch flüssigem Zustand durch den Detonationsdruck auf die Oberfläche bzw. die bereits aufgetragenen Schichten geschleudert. Dort werden die Tröpfchen wegen der hohen Geschwindigkeit mit welcher sie ankommen, auch sehr stark verdichtet. Es kann fast 100%-ige Metalldichte erhalten werden.There are also known graphite composite anodes which are coated according to the process known as the "detonation gun process". In this z. Am "Canadian Paint and Finishing" OcL 1969, pages 26 to 29 described the process to be applied Metal powder whirled up in an explosive gas mixture of acetylene and oxygen and in a Tube closed on one side, the »gun« inserted. Then it is ignited, whereby the opening of the tube opens the surface to be coated is directed Acetylene-oxygen mixture, molten metal powder in a still liquid state due to the detonation pressure on the surface or the already applied layers. The droplets are there because of the high speed which they arrive, also very strongly compressed. Almost 100% metal density can be obtained.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren zur Herstellung von Röntgenröhren-Drehanöden nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 einen Weg anzugeben, nach dem in wirtschaftlicher Weise gut haltbare Drehanoden-Verbundkörper aus Graphit und Schwermetall herstellbar sind Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden TeilThe invention is based on the object of a method for producing rotating x-ray tubes according to the preamble of claim 1 to specify a way after which in an economical manner well Durable rotating anode composite bodies made of graphite and heavy metal can be produced This task is according to the invention by the in the characterizing part

ίο dieses Anspruchs angegebenen Maßnahmen gelöstίο resolved the measures specified in this claim

Durch das Feinbeschichtungsverfahren wird in einem ersten Schritt in schonender Weise auf dem Graphit eine gut kontaktierende und haltbare, etwa bis zu 0,1 mm starke Metallschicht erzielt auf der durchIn a first step, the fine coating process gently applies the graphite a well-contacting and durable, up to 0.1 mm thick metal layer is achieved on the through

is Grobbeschichtungsverfahren aufgetragene Schichten der erforderlichen Dicke gut haften. Eine abschließende Feinbeschichtung kann gegebenenfalls vorteilhaft sein, ist aber meistens entbehrlich, weil auch die Grobbeschichtung eine zur Erzeugung von Röntgenstrahlen geeignete Oberfläche ergibtis coarse coating process applied layers of the required thickness adhere well. A final fine coating can be advantageous if necessary, but is mostly dispensable because the coarse coating is also one for generating X-rays results in a suitable surface

Die Wirkung der Erfindung ist dadurch zu erklären, daß die Übergangsgrenze des Metalls zum Graphit möglichst weit vom Brennfleck entfernt ist so daß geringere Temperaturbeanspruchung und eine längereThe effect of the invention can be explained by the fact that the transition limit of the metal to graphite is as far away from the focal point as possible so that lower temperature stress and a longer one

Life of the connection is preserved Further advantages and details of the invention

werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausfüimingsbeispiele erläutert In derare explained below with reference to the exemplary embodiments shown in the figures

F i g. 1 is an overall view of a rotating anode

Röntgenröhre dargestellt bei welcher die erfindungsgemäß beschichtete Drehanode aufgebrochen gezeichnet ist in derX-ray tube shown in which the invention coated rotating anode is shown broken open in the

F i g. 2 der Querschnitt durch einen Verbundkörper, dessen Oberfläche ganz beschichtet ist und in derF i g. 2 the cross section through a composite body, the surface of which is completely coated and in which

Fig.3 ein solcher Körper, bei welchem nur die Brennfleckbahn eine Beschichtung trägtFig. 3 such a body in which only the Focal point track has a coating

In der F i g. 1 ist die Röntgenröhre mit 1 bezeichnet Sie besteht aus dem gläsernen zylindrischen Vakuumkolben 2, an dessen beiden Enden sich die Kathodenkombination 3 und die Anoder-kombinationen 4 einander gegenüberstehend befinden. Die Kathodenkombination besteht aus der Halterung 5 und dem eigentlichen Gehäuse 6 der Glühkathode. Bei der Anodenkombination 4 trägt der Rotor 7 über die Achse 8 die eigentliche Drehanode 9. Diese besteht aus dem Grundkörper 10 aus Graphit der mit der Schraube 11 gegen den Absatz 12 der Achse 8 gedruckt und festgehalten wird. Am äußeren Rand ist auf dem Grundkörper 10 aus Graphit die Beschichtung 13 aufgetragen, auf welche bei der Inbetriebnahme der Röhre von der Glühkathode 14 aus beim Anlegen einer Spannung zwischen den Leitungen 15 bis 17 und dem Stutzen 18 Elektronen wahlweise auf die Brennfleckbahn 19 bzw. 20 oder gleichzeitig auf beide zum Aufschlagen gebracht werden können, wobei durch die Abbremsung der Elektronen die erwünschten Röntgenstrahlen an der Oberfläche der Brennfleckbahnen 19 und/oder 20 entstehen, die dann in bekannter Weise diagnostisch bzw. therapeutisch eingesetzt werden.In FIG. 1 the X-ray tube is denoted by 1. It consists of the glass cylindrical vacuum flask 2, at both ends of which the cathode combination 3 and the an or combinations 4 are opposite to each other. The cathode combination consists of the holder 5 and the actual housing 6 of the hot cathode. In the case of the anode combination 4, the rotor 7 carries over the axis 8 the actual rotating anode 9. This consists of the basic body 10 made of graphite with the screw 11 is printed and held against paragraph 12 of axis 8. At the outer edge is on the Base body 10 made of graphite, the coating 13 applied to which when the Tube from the hot cathode 14 when a voltage is applied between the lines 15 to 17 and the Trim 18 electrons alternatively on the focal point path 19 or 20 or simultaneously on both to Impact can be brought about, whereby the desired X-rays are generated by the deceleration of the electrons arise on the surface of the focal spot tracks 19 and / or 20, which then in a known manner can be used diagnostically or therapeutically.

w In der F i g. 2 ist ein Querschnitt durch die Drehanode 9 gezeichnet bei welcher der Körper 10 aus Graphit an seiner der Glühkathode 14 gegenüberliegenden Seite mit einer ringförmigen Belegung 1.1 aus Schwermetall versehen ist Diese besteht aus der Zwischenschicht 21w In fig. Figure 2 is a cross section through the rotating anode 9 drawn in which the body 10 made of graphite on its side opposite the hot cathode 14 is provided with an annular covering 1.1 made of heavy metal. This consists of the intermediate layer 21

&5 und der eigentlichen Schwcrmetallschicht 22. Die erstgenannte Schicht besteht aus Wolfram und ist pyrolytisch aulgetragen, indem der Grundkörper 10 auf etwa 800⁰C erhitzt wurde und dabei einer Atmosphäre& 5 and the actual Schwcrmetallschicht 22. The first-mentioned layer is made of tungsten and is aulgetragen pyrolytically by the base body was heated to about 800 ⁰ C 10 and thereby an atmosphere

ausgesetzt war, die Wolframhexafluorid enthält. Nachdem die Schicht 21 eine Stärke von 0,1 mm erreicht hat, wurde die Anode 9 herausgenommen und zur Auftragung der Schicht 22, die ebenfalls aus Wolfram besteht, in eine Anordnung zur Detonationsgunbeschichtung gebracht Dort wurde dann bis zu einer Gesamtstärke der Belegung 13 von 2 mm weiterhin Wolfram aufgetragen.
In der Fig.3 besteht die im Querschnitt dargestellte Drehanode 23 aus dem Grundkörper 24 aus Graphit und der Beschichtung 25, die sich über die ganze Oberfläche des Körpers 24, der 20 mm stark ist, erstreckt, bei dieser Ausführung besteht die Zwischenschicht 26 aus Tantal und ist 0,05 mm stark. Die eigentliche Schwermetallschicht 27 besteht aus Wolfram und ist im Plasmaspritzverfahren bis zu einer Gesamtdicke der Auftragung 25 von 2 mm aufgetragen.that contains tungsten hexafluoride. After the layer 21 had reached a thickness of 0.1 mm, the anode 9 was removed and, for the application of the layer 22, which also consists of tungsten, was placed in an arrangement for detonation gun coating mm continued to apply tungsten.
In FIG. 3, the rotating anode 23 shown in cross section consists of the base body 24 made of graphite and the coating 25, which extends over the entire surface of the body 24, which is 20 mm thick; in this embodiment, the intermediate layer 26 consists of tantalum and is 0.05 mm thick. The actual heavy metal layer 27 consists of tungsten and is applied in the plasma spraying process up to a total thickness of the application 25 of 2 mm.

1 sheet of drawings

Claims

Claims;

A method for the production of an X-ray tube rotating anode with a graphite-heavy metal composite body, in which at least on the part of the surface on which the focal point path lies, an intermediate layer is applied by means of a fine coating process, such as an electrolytic or pyrolytic process, and on this intermediate layer the actual heavy metal layer, characterized in that at least the main part of the heavy metal layer is applied by a coarse coating process such as plasma spraying or the "detonation gun" process.

2. Method of manufacturing a rotating anode according to claim 1, characterized in that the intermediate layer is deposited from the gas phase and the heavy metal layer using the "detonation gun" method is applied.