DE2263820A1

DE2263820A1 - Antikatode fuer roentgenroehren und diese enthaltende roentgenroehren

Info

Publication number: DE2263820A1
Application number: DE2263820A
Authority: DE
Inventors: Arvind Shroff
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1971-12-31
Filing date: 1972-12-28
Publication date: 1973-07-05
Also published as: GB1385350A; FR2166625A5; US3890521A

Description

173, Bd. Haussmann ■
Paris 8e/Frankreich

Unser Zeichen; T 1326

Antikatode für Röntgenröhren und diese enthaltende Röntgenröhren

Die Erfindung betrifft eine Antikatode für Röntgenröhren, insbesondere eine drehbare Antikatode sowie die eine solche Antikatode verwendenden Röntgenröhren.

Man kennt Antikatoden, die aus einem Träger oder einer Basis aus Graphit bestehen, worauf eine emittierende Schicht aufgebracht ist, die unter dem Aufprall von von der Katode der Röhre ausgesendeten Elektronen einen Röntgenstrahl liefert.

Unter den verschiedenen Elementen mit hoher Atomzahl, die zur Herstellung der emittierenden Schicht gewählt werden können, ist das Wolfram besonders vorteilhaft und wird oft bevorzugt. Jedoch erleidet eine direkt auf den Graphitträger aufgebrachte Wolframschicht bei den im Betrieb auftretenden Temperaturen eine chemische

Dr.Ha/Mk

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Reaktion mit dem Kohlenstoff des Trägers land wird dabei rasch über ihre ganze Dicke in Wolframkarbid übergeführt; die so gebildete Karbidschicht löst sich dann von dem Träger ab.

Lösungen, die die Behebung dieses Nachteils bezwecken, sind dem Fachmann bekannt. So hat man vorgeschlagen, zwischen dem Träger und der Wolframschicht eine Zwischenschicht aus Tantal anzubringen, die in Karbid übergeführt wird; die so gebildete Schicht aus Tantalkarbid erlaubt keine Diffusion von Kohlenstoff und verhindert so die Bildung des Wolframkarbids. Die Zerbrechlichkeit des Tantalkarbids bedingt jedoch, daß das Ganze sich unter dem Einfluß unterschiedlicher Ausdehnung von dem Träger ablöst.

Man hat auch die Verwendung einer Zwischenschicht aus Rhenium vorgeschlagen. Das Rhenium bildet kein Karbid bildet jedoch mit dem Kohlenstoff bei 2480°C ein Eutektikum mit 16,9 % Kohlenstoff. Durch Kontakt des Wolframs mit dieser kohlereichen Legierung bildet sich dann Wolframkarbid. Die Rheniumschicht kann daher die Bildung von Wolframkarbid nicht wirksam verhindern.

Die vorliegende Erfindung bezweckt eine Verbesserung der Antikatoden der vorstehend beschriebenen Art. Genauer ausgedrückt betrifft die Erfindung eine Antikatodenstruktur für Röntgenröhren mit Graphitbasis, die eine zu rasche Verbindung der emittierenden Schicht mit dem Kohlenstoff verhindert und eine lange Lebensdauer der Röhre gewährleistet.

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Die Erfindung sieht zu diesem Zweck vor, zwischen dem Träger oder der Basis und der emittierenden Schicht eine Zwischenschicht anzuordnen, die aus zwei nachstehend beschriebenen Unterschichten besteht.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Antikatode: Auf einem Graphitträger sind nacheinander eine Unterschicht 20 aus einem hochschmelzendem, mit Kohlekein Karbid bildenden Metall und auf diese erste Unterschicht eine zweite Unterschicht 21 aus einem anderen hochschmelzenden Metall aufgebracht. Diese beiden Unterschichten stellen die Zwischenschicht 2 dar. Auf dieser letzteren wird dann die emittierende Schicht 3 aus hochschmelzendem Metall abgeschieden.

Bei einer .bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Unterschicht 20 aus Iridium, die Unterschicht 21 aus Tantal und die emittierende Schicht 3 aus Wolfram.

Diese verschiedenen Metalle v/erden auf dem Träger 1 auf beliebige bekannte Weise aufgebracht, beispielsweise:

Für das Iridium durch Katodenzerstäubung in einer Dicke von etwa 50

Für das Tantal durch chemische Reaktion in Dampfphase des Chlorids mit einem Wasserstoffstrom bei einer Temperatur T von mindestens 1000° und bei einem Druck P unter oder gleich 1 Torr, und zwar um jegliche Hydridbildung zu vermeiden; ein Beispiel für die angewendeten Bedingungen folgt:

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-A-

P	= 1 Torr
T	= 1100⁰C
¹TaCl₁- '	~ 200°C

Wasserstoffdurchsatz: 100 cnr/Minute Dicke der Abscheidung: 50/um

Die Aufbringung erfolgt für das Wolfram durch chemische Reaktion des gasförmigen Fluoride mit einem Wasserstoffstrom unter den folgenden Bedingungen:

P. = 10 ^J Torr
T = 1300⁰C
Verhältnis H₂/WFg = 3
Dicke der Schicht 500 ,um

Beim Beginn des Betriebs der Röhre diffundiert Kohlenstoff durch das Iridium und kommt mit dem Tantal zur Reaktion, wobei dieses in Tantalkarbid umgewandelt wird, das keinen Kohlenstoff hindurchdiffundieren läßt und so die Bildung von Wolframkarbid verhindert.

Die Verhaftung des Tantalkarbids an dem Graphit wird durch die Plastizität der Unterschicht aus Iridium gewährleistet, welche die Wirkung von Ausdehnungsunterschieden abschwächt.

Bei anderen Ausführungsformen kann man für die Unterschicht 20 anstelle von Iridium andere Elemente, z.B. Osmium oder Ruthenium und für die Unterschicht 21 anstelle von Tantal andere Elemente, z.B. Hafnium, Niob oder Zirkon verwenden.

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Claims

Patentansprüche

1JAntikatode für Röntgenröhren, bestehend aus einem Graphitträger und einer emittierenden Schicht aus hochschmelzendem Metall mit hoher Atomzahl, welche den Träger bedeckt, jedoch von diesem durch eine Zwischenschicht getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus zwei Unterschichten besteht, wovon die eine, mit dem Träger in Kontakt befindliche, sogenannte erste Unterschicht aus einem in Kontakt mit dem Träger kein Karbid bildenden hochschmelzenden Material und die andere mit der emittierenden Schicht in Kontakt befindliche sogenannte zweite Unterschicht aus einem anderen hochschmelzenden Material besteht.
2. Antikatode für Röntgenröhren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die emittierende Schicht aus Wolfram, die erste Unterschicht aus Iridium, Osmium oder Ruthenium und die zweite Unterschicht aus Hafnium, Niob, Tantal oder Zirkon besteht.
3. Röntgenröhre, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Antikatode gemäß einem der Ansprüche 1 oder enthält.

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