DE602334C - Verbundkoerper, bestehend aus einem Metall guter Waermeleitfaehigkeit (Kupfer) und einem Metall mit hohem Schmelzpunkt (Wolfram), insbesondere Anode fuer Roentgenroehre - Google Patents

Description

In verschiedenen Zweigen der Technik, insbesondere beim Bau von Elektroden für Entladungsgefäße, kommen Verbundkörper zur Verwendung, welche aus einem Metall guter Wärmeleitfähigkeit, wie Kupfer, und einem Metall mit hohem Schmelzpunkt, wie Wolf ram, zusammengesetzt sind. Bei Entladungsgefäßen, wie z. B. Röntgenröhren, bildet der aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt bestehende Teil des Verbundkörper die Auftrefffläche für die Träger der Entladung, also Elektronen oder Ionen, während der damit verbundene Teil aus einem Metall hoher Wärmeleitfähigkeit dazu dient, die entwikkelte Wärme schnell an ein Kühlmittel oder ein Wärmereservoir abzugeben. Derartige Verbundkörper kranken an dem Übelstand, daß die Ausdehnungskoeffizienten der verwandten Metalle außerordentlich verschieden sind. Infolge der verschiedenen Ausdehnung kommt es häufig zu Rissen in dem hochschmelzbaren Metallteil oder zu einer Lösung der Verbindung.

Man hat zwar durch Hinterlegung des Metalles mit hohem Schmelzpunkt durch eine mehr oder minder dicke Schicht eines Zwischenmetalles versucht, den Unterschied zwischen der Ausdehnung der beiden Metalle zu überbrücken. Auch diese Lösung hat sich als unvollkommen erwiesen, da bei starker Erwärmung das den Metallkörper von hohem Schmelzpunkt auf der ganzen Rückseite berührende Metall keine Möglichkeit zum Ausweichen hat und nach wie vor die Neigung zur Rißbildung in der Anodenvorderfläche besteht.

Gemäß der Erfindung wird diesem Übelstand dadurch abgeholfen, daß zwischen beiden Körpern, eingebettet in das Metall hoher Wärmeleitfähigkeit, Einlagen wie Drähte oder Stege eines Materials eingefügt werden, dessen Ausdehnungskoeffizient geringer als der des Metalls hoher Wärmeleitfähigkeit ist und die den aus Metall mit hohem Schmelzpunkt bestehenden Körper höchstens über eine geringe Oberfläche berühren. Durch die geringere Ausdehnung dieser zwischengeschalteten Körper erhält das hochschmelzende Metall die Möglichkeit, der starken Wärmeausdehnung des gut wärmeleitenden Metalls in gewissen Grenzen auszuweichen, so daß die Entstehung von Rissen oder die Lösung der Verbindung verhindert wird. Die eingeschalteten Ausgleichskörper erhalten zweckmäßig die Form schmaler Drähte, Stege oder Körper, welche geradlinig oder in Ring·- oder Kreuzform direkt unter dem Metall mit hohem Schmelzpunkt angeordnet werden. Der durch die geringere Ausdehnung dieser Körper entstehende geringe Spielraum genügt, um dem gefährdeten Metallteil eine hinreichende Nachgiebigkeit gegenüber der Ausdehnung des Metalles hoher Wärmeleitfähigkeit zu geben. Die Ausgleichskörper bestehen

zweckmäßig aus Metall, wie Platin, Eisen oder Nickel. Es ist aber auch möglich, andere hitzebeständige Stoffe zu verwenden.

Als Ausführungsbeispiel solcher Verbundkörper sind drei Ausführungsformen von Anoden für Röntgenröhren dargestellt.

Abb. ι zeigt den Querschnitt durch eine Anode mit zweckmäßig aus Kupfer bestehendem Körper i, der auf der Stirnfläche, teilweise in das Kupfer eingebettet, eine Wolframscheibe 2 aufweist, unterhalb welcher ein Ring 3 angeordnet ist, welcher aus einem Material besteht, das eine geringere Wärmeausdehnung besitzt als das Kupfer. Dieser Ring besteht zweckmäßig aus Platin, Nickel oder Eisen. Je nach der Bemessung der Wolframscheibe wird der Durchmesser des Ringes groß gewählt, so daß die Randteile des Wolframs nachgeben können, oder sehr klein gewählt, so daß die Mitte die nötige Nachgiebigkeit erhält.

Abb. 2 zeigt die gleiche Anode in der Aufsicht. In die Stirnfläche 4 des Kupferkörpers ist die Wolframscheibe 5 eingebettet, unterhalb welcher der Ring 6 angeordnet ist.

Abb. 3 zeigt den Längsschnitt durch eine Röntgenanode 7, deren Körper aus Kupfer besteht und in dessen Stirnfläche die Wolframscheibe 8 eingelassen ist. Unmittelbar unter dieser Wolframscheibe sind die kreuzförmig angeordneten Stege'9 und 10 angebracht.

Abb. 4 zeigt eine Aufsicht auf den oberen Teil der Anode nach Abb. 3. In den Kupferkörper 11 ist die Wolframscheibe 12 eingelassen, unter welcher kreuzförmig zwei Stege 13 und 14 angeordnet sind.

Abb. 5 zeigt den Längsschnitt durch eine kegelstumpfförmige Anode, wie sie für Röntgenröhren mit rotierender Anode verwandt wird. Der eigentliche Körper der Anode 15 besteht aus Kupfer. In den Kegelmantel eingelassen ist ein konischer Ring 16 aus Wolfram, unter welchem ein einfacher Ring 17 aus einem Material von geringerem Aus dehnungs vermögen als das Kupfer angebracht ist.

Abb. 6 zeigt eine Aufsicht auf den Anodenkörper nach Abb. 5. Auf dem Mantel des kupfernen Kegelstumpfes 18 ist der konische Wolframring 19 sichtbar, unter welchem liegend der Ring 20 angedeutet ist. Bei der starken Ausdehnung des Kupfers behält der Wolframring die Möglichkeit, dem Druck des Kupfers in der Mitte auszuweichen.

In jedem Fall wird zweckmäßig der aus dem hochschmelzbaren Metall bestehende Teil hinreichend dünn, beispielsweise dünner als ι mm, gewählt, damit er die hinreichende Biegsamkeit behält.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Verbundkörper, bestehend aus einem Metall guter Wärmeleitfähigkeit (Kupfer) und einem Metall mit hohem Schmelzpunkt (Wolfram), insbesondere Anode für Röntgenröhre, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar unter dem aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt bestehenden Teil in das andere Metall Einlagen aus einem von den beiden Metallen verschiedenen Metall mit geringerem Ausdehnungsvermögen als das gut wärmeleitende Metall eingebettet'sind, die den aus Metall mit hohem Schmelzpunkt bestehenden Körper höchstens über eine geringe Oberfläche berühren.
2. 2. Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalleinlagen als Drähte oder Stege in Kreuz- oder Ringform angeordnet sind.
3. 3. Verbundkörper nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt bestehende Teil eine Dicke von weniger als 1 mm besitzt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen