DE2348467C3

DE2348467C3 - Dreischichtige Röntgenröhren-Drehanode

Info

Publication number: DE2348467C3
Application number: DE19732348467
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl.-Phys. 8520 Erlangen Friedel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-09-26
Filing date: 1973-09-26
Publication date: 1979-10-25
Also published as: DE2348467A1; DE2348467B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Röntgenröhren-Drehanoden nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Solche Drehanoden sind bekannt aus der DEOS 51 385.

Derartige dreischichtige Drehanoden weisen eine Wolfram-, Molybdän- und Tantal-Schicht auf. Diejenige aus Wolfram ist dabei an der einen und diejenige aus Tantal an der anderen Seite eines Grundkörpers aus Molybdän angebracht. Dies ergibt aber eine relative Zunahme der Ausdehnungskoeffizienten von 4,5 des Wolframs über 5,1 des Molybdäns auf 5,6 des Tantals. Auf der Schicht aus Wolfram liegt die Brennfleckbahn, d. h. sie wird zur Erzeugung von Röntgenstrahlen mit Elektronen beaufschlagt und erhitzt. Wegen tier ansteigenden Reihenfolge der Ausdehnungskoeffizienten der Schichten erleiden Drehanoden dieser Art Deformationen, welche die Abgabe von Röntgenstrahlen beeinträchtigen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Röntgenröhren-Drehanode nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, bei der auch nach starker und langer Belastung schädliche Verbiegungen ausbleiben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen dieses Anspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst.

Durch die Anbringung von Schichten, die ihre Ausdehnungsschübe auf den Zwischenteil neutralisieren, wird es möglich, der Forderung nachzukommen, an der Brennfleckbahn ein gut duktiles Material anzubringen und dieses Material auf einer Unterlage anzubringen, die bei ausreichender Wärmeleitfähigkeit gutes Wärmespeicher- und Abstrahivermögen hat. Die letzte Schicht kann aus dem gleichen Material wie die Belegung der Brennfleckbahn, d. h. die erste Schicht, bestehen. Sie sollte in ihrer Dimensionierung so ausgelegt werden, daß ein Ausgleich der in der Brennfleckbahn auftretenden thermischen Beanspruchung erhalten wird, d. h. die Dicke der Belegung ist der Beschichtung der Brennfleckbahn in ihre·- Festigkeit anzugleichen. So kann sie hinreichende Gegenkraft entwickeln. Dies betrifft insbesondere die Wärmefestigkeit, weil die erfindungsgemäß auszugleichende Beanspruchdng bei der Erhitzung der Anode eintritt Bei Verwendung einer einige Prozent Rhenium im Wolfram enthaltenden, etwa 0,5 bis 2 mm starken und 30 mm breiten ringförmigen Belegung der Brennfleckbahn auf einer Unterlage aus Molybdän oder Molybdänlegierung, die 3 bis 8 mm stark ist, kann z. B. mittels einer 0,5 bis 2 mm starken Belegung des Trägers mit einer Wolframlegierung bzw. mit Wolfram die Festigkeit so gesteigert werden, daß die Anode auch bei langem und intensivem Gebrauch der Röntgenröhre ihre ursprüngliehe Gestalt beibehält. Die geringfügigen thermischen Unterschiede, die bei Verwendung einer etwa einige Prozent Rhenium enthaltenden Wolframlegierung in der Brennfleckbahn und einer reinen Beschichtung mit Wolfram in der gegenüberliegenden Außenschicht auftreten, falls dabei nicht wesentlich ins Gewicht. Das Wichtige bei der Erfindung ist somit eine Sandwich-Bauweise, bei der die Wirkungen der Ausdehnungseigenschaften der beiden Außenschichten auf dem zwischen ihnen liegenden Teil der Anode einander neutralisieren. Im Gegensatz zu dieser Kompensation waren die bekannten Schichtungen nur so ausgelegt, daß zwischen den unterschiedlichen Wärmeausdehnungen der aufeinanderfolgenden Materialien durch eine Zwischenschicht ein Übergang geschaffen wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung als Ausführungsbeispiel im Querschnitt dargestellten Körpers einer Drehanode weiter erläutert.

Die Anode hat einen Körper 22, der aus Schichten 23, 24 und 25 besteht. Alle erstrecken sich dabei über die ganze Ausdehnung der Anode. Die Schicht 23 ist I mm stark und besteht aus Wolfram, dem 5% Rhenium zulegiert sind. Sie ruht auf der als Platte ausgebildeten mittleren Schicht 24, die den eigentlichen Träger darstellt, 5 mm stark ist und aus Molybdän besieht, das einen Zusatz von 5% Rhenium hat. Die dritte, gegenüber von 23 an 24 angebrachte Schicht 25 besteht wie die Schicht 23 aus einer 5% Rhenium enthaltenden Wolframlegierung und ist 0,5 mm stark.

Die Wirkungsweise ergibt sich ohne weiteres aus obiger Beschreibung. Obwohl im gezeichneten Ausführungsbeispiel die Schicht 23 die ganze Oberfläche von 24 bedeckt, reicht es an sich, wenn sie nur die von Elektronen beaufschlagte Brennfleckbahn bedeckt.

Mit an sich bekannten, alle Flächen von Drehanoden bedeckenden dünnen Schichten, die bis zu etwa 10 μΐη dick sind, kann die erfindungsgemäße Aufgabe nicht gelöst werden. Die sehr dünnen Schichten haben zu geringe Festigkeit. Erst bei Schichten, die etwa 0,3 bis einige mm stark sind, werden an dem zwischen ihnen liegenden, zur Erzielung ausreichender Stabilität des Aufbaus von etwa einige mm bis 15 oder 20 mm starken Teil der Anode die einander aufhebenden Bimetalleffek-

te wirksam. Die obengenannten dünnen, etwa schwarten etc. Beschichtungen können aber auch bei dem erfindungsgemäßen Aufbau noch zusätzlich angebracht werden, um z. B. die Abstrahlung der Wärme zu verbessern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dreischichtige Röntgenröhren-Drehanode aus schwerschmelzbarem Metall, wobei von den Außenschichten die eine an der Seite der Anode angebracht ist, an welcher die Brennfleckbahn liegt, und die andere dieser gegenüber, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten größenordnungsmäßig bis einige mm stark sind und sich ihre Ausdehnungsschübe auf den Zwischenteil neutralisieren, indem sie wenigstens angenähert gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten sowie angenähert gleiche Festigkeit aufweisen.

2. Drehanode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belegung der Brennfleckbahn und die ihr gegenüberliegende Schicht aus Wolfram bzw. seinen für Röntgenröhren-Drehanoden geeigneten Legierungen bestehen.

3. Drehanode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die der Belegung der Brennfleckbahn gegenüberliegende Schicht aus einer warmfesten Wolframlegierung besteht.

4. Drehanode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode aus drei Schichten besteht und mindestens die mittlere Schicht wenigstens zum überwiegenden Teil aus Molybdän besteht.

5. Drehanode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Dicken der einander gegenüberliegenden Schichten zu derjenigen des zwischen ihnen liegenden Teils der Anode größenordnungsmäßig wie 0,5 bis 2 :3 bis 8 verhalten.