EP2206136A1 - Röntgen-drehanodenteller und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Röntgen-drehanodenteller und verfahren zu seiner herstellung

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EP2206136A1
EP2206136A1 EP08836274A EP08836274A EP2206136A1 EP 2206136 A1 EP2206136 A1 EP 2206136A1 EP 08836274 A EP08836274 A EP 08836274A EP 08836274 A EP08836274 A EP 08836274A EP 2206136 A1 EP2206136 A1 EP 2206136A1
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EP
European Patent Office
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anode plate
ray
rotary anode
plate according
base body
Prior art date
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EP08836274A
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EP2206136B1 (de
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Hans-Henning Reis
Dieter Melzer
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Individual
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Application granted granted Critical
Publication of EP2206136B1 publication Critical patent/EP2206136B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00—X-ray tubes
    • H01J35/02—Details
    • H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H01J35/08—Anodes; Anti cathodes
    • H01J35/10—Rotary anodes; Arrangements for rotating anodes; Cooling rotary anodes
    • H01J35/108—Substrates for and bonding of emissive target, e.g. composite structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2235/00—X-ray tubes
    • H01J2235/08—Targets (anodes) and X-ray converters
    • H01J2235/081—Target material

Definitions

  • the invention relates to an x-ray rotary anode plate and a method for its production, wherein the x-ray rotary anode plate has a base body.
  • This base body which carries an applied layer or an inserted body of X-ray active material with the focal path, for example of a tungsten-rhenium alloy with 5 to 10 mass% rhenium, has the function to give the overall structure the necessary strength and the derive heat energy arising in the energetic conversion of electron radiation into X-ray radiation.
  • the material of the base body depends above all on such characteristic values as heat capacity, thermal conductivity, heat transfer and adaptation of the thermal expansion between or from X-ray-active material and base body.
  • the requirements for the thermal and mechanical load capacity of the X-ray rotary anode plates are constantly increasing. At present, temperatures of over 3000 ° C. can occur in the case of high-performance x-ray tubes in the electronic focal spot. For better energy distribution of the plate rotates at 9,000 rpm "1;.! Are planned speeds of 15,000 min * 1 and more With the same objective, the diameter of the rotating anode plate, is already at 200 mm and are planned 300 mm The strength of the base body material needs of this fact Take into account.
  • base body for the application mentioned of fiber-reinforced graphite have become known.
  • carbon fibers are used, wherein on the spatial arrangement of the fibers or fiber braids, for example, an adjustment of the thermal expansion coefficient of the base body to those of the applied X-ray active material (DE 103 01 069 A1) or a high thermal expansion in the radial direction associated with a high thermal conductivity in the axial Direction to be achieved (DE 196 50 061 A1).
  • the mentioned carbon fibers in the fiber direction have a good thermal conductivity and very good strength properties, but perpendicular to these properties are orders of magnitude worse.
  • this anisotropy has been attempted to be limited by a three-dimensional weaving of the carbon fibers, but the material nevertheless remains anisotropic in the two-digit micrometer range.
  • a novel material based on carbon are the so-called carbon nanotubes ("carbon nano tubes” or “CNT”), whose technical development from the very beginning in the section "Background of the invention” in the translation of the European patent DE 695 32 044 T2, wherein the invention described in this patent specification with chemically effective functional layers on carbon nanotubes a completely different subject of the invention as the present invention.
  • CNT carbon nano tubes
  • the carbon nanotubes While in conventional graphite carbon atoms are arranged in a hexagonal arrangement planar in individual planes, in the carbon nanotubes such hexagonal arrangements are tube-like closed, resulting in excellent mechanical, electrical and thermal properties. As the syllable "nano" expresses, the diameters of these carbon nanotubes are in the nanometer range, with 0.4 nm to 50 nm or 100 nm, depending on the source.
  • the bulk density of these carbon nanotubes according to the manufacturer is in the order of 0.15 g / cm 3 , the material density is given with 1, 3 g / cm 3 to 1.4 g / cm 3 , which is significantly lower than that of graphite.
  • the strength is called a theoretical value of 45 GPa, which would be about 20 times that of steel and 200 times the above-mentioned base body material TZM.
  • the theoretical thermal conductivity is 6000 W / m K and thus exceeds that of diamond by twice and that of metallic heat conductors by at least one order of magnitude.
  • a cathode for an X-ray tube in which to achieve a cathode surface of small dimensions, the carbon nanotubes are arranged on a plate with a negative potential and emit electrons as emitter to an opposite target of copper (Japanese Patent Kurz IS 2005166565).
  • cathode ray tube cathode they are arranged behind a control grid and serve to realize a cathode with adjustable emission surface (Japanese Patent Abbreviation 2006086001).
  • an X-ray anode is known, on the anode Anners Economics Structure carbon nanotubes are preferably arranged in the form of a tissue to suppress the formation of secondary electrons and the formation of a plasma or the release of neutral gases (WO 03/043036 A1).
  • base bodies for X-ray rotary anodes are also known as state of the art for the present invention, in which carbon fibers, preferably carbon nanotubes, are embedded in copper (DE 102005039187) or in titanium (DE 102005039188) in order to improve heat dissipation.
  • Copper has the disadvantage that its melting point is too low for high heat dissipation performance; Titanium, like copper, has the disadvantage that it tends to carbide at the operating temperature with the carbon present.
  • carbon nanoparticles having a graphitic structure and a substantially spherical shape having an average particle size of, for example, 55 nm have also become known (company publication by the company Auer-Remy GmbH, Hamburg “Nanopowders", position "C 1249YD 7440-44-0").
  • properties of carbon nanoparticles prepares for spherical particles with their dimensions in all axial dimensions the achievement of a substantially isotropic properties of the base body capturing spatial distribution naturally less procedural difficulties in the preparation of raw materials for the shaping of the base body than in carbon nanotubes their axial extent.
  • Tantalum carbide has been proposed, among other compounds, as back coating of the rotating anode plate in order to improve the heat radiation (DE 2 805 154).
  • molybdenum carbide and tungsten carbide have become known in arrangements having a plurality of layers for adjusting the thermal expansion coefficient between the X-ray active layer and the base body (DE 10 2005 015 920).
  • the invention has for its object to provide an X-ray rotary anode plate with a base body, which the above-mentioned requirements in terms of the temperature of the focal spot and the desired speeds of X-ray rotary anode plates by a lower mass, a corresponding thermal conductivity and sufficient high temperature strength at To meet at least the same or lower material costs of the base body and thereby able to remedy the deficiencies of the prior art.
  • the object of the invention is furthermore to provide a rational production method for such an X-ray rotary anode plate consisting of the base body with X-ray active layer with necessary or advantageous intermediate layers between the two.
  • the preparation of the base body according to the invention with Kohlenstoffna- noeilchen or from high performance graphite and / or fiber graphite materials containing such carbon nanoparticles is according to the conventional as well as with the help of the latest powder technologies it is necessary to ensure that the structure of the carbon fibers, especially the carbon nanotubes, is not destroyed.
  • a fundamental prerequisite for achieving the desired effects with respect to high-temperature strength, thermal conductivity and thermal expansion is the quasi-homogeneous distribution of the carbon nanoparticles in the component in order to obtain a base body that is essentially isotropic in the submaxoscopic region, ie. an anisotropy degree of, for example, ⁇ 1, 2 (ratio of the maximum value to the minimum value when measured in the three spatial dimensions) with respect to strength, thermal conductivity and thermal expansion to achieve.
  • Particularly favorable is a slightly angled shape of the individual carbon nanotubes.
  • the macroflexibility of the base material may be enhanced by the addition of high strength compounds such as oxides, nitrides, borides, carbides, suicides of tantalum, niobium, chromium, silicon, molybdenum, hafnium, boron and / or tungsten or mixtures thereof and fibers of these materials be increased. Also, mixtures of these compounds are conceivable.
  • the proportion of these substances in the axial direction can be varied, and it is also advantageous if the optionally present proportion of graphite or graphite fibers to the X-ray-active layer in favor of the proportion of carbon nanoparticles and said strength-enhancing Substances decreases.
  • the base body can be provided with the X-ray-active layer according to the usual coating method, wherein for controlling the harmful carbon diffusion per se known diffusion barrier layers of rhenium, molybdenum, tantalum, niobium, zirconium, titanium or compounds and combinations of these metals and in more advantageous Embodiment of the invention, a binding layer, for example, by introducing rhenium or rhenium compounds, or carbides in the surface region of the base body, are arranged.
  • a leveling layer preferably of molybdenum or a molybdenum alloy between the diffusion barrier layer and the X-ray active layer. It serves, for example, to compensate for differences between the two aforementioned layers in terms of thermal expansion and / or ductility.
  • a particularly quickly realizable technical solution is the joining of a conventional X-ray rotating anode plate made of metal with the base body, the plate can be performed much thinner because of the better strength properties of the base body according to the invention as in the prior art, which helps to save mass and cost, in principle It should be noted that the reduced mass is advantageous not only in terms of material costs but also because of the lower centrifugal forces.
  • Fig. 3 an X-ray rotary anode plate according to Embodiment 4 and
  • FIG. 4 shows an X-ray rotary anode plate according to exemplary embodiment 5.
  • the X-ray rotary anode plate shown in section in FIG. 1 consists of a base body 1.1 with 60% by mass of carbon nanotubes and 40% by mass of nano-graphite powder particles, onto which by vacuum plasma spraying a per se known diffusion barrier layer 3.1 of tungsten-rhenium tantalum, at the same time serves as a bonding layer 4.1, and the X-ray active layer 2.1 are applied.
  • the diameter of the X-ray rotary anode plate is 120 mm, its thickness 15 mm.
  • the base body 1.1 is prepared by the conventional methods of powder metallurgy and graphite processing by mixing the powders, pressing and heat treatment, under circumstances using the hot pressing method, in dimensions close to the final shape and finished by cutting shaping.
  • Commercially available uncoated carbon nanotubes and fine-grained nano-graphite powder particles of high purity are used, the former differing only slightly in length and diameter and should be shorter than 10 nm on average. Your longitudinal axis should deviate from the straight line if possible
  • Embodiment 2 is a diagrammatic representation of Embodiment 1:
  • the X-ray rotary anode plate shown in section in FIG. 2 has a base body 1.2, which consists of commercially available carbon nanotubes with an addition of 20% by volume of tungsten carbide.
  • the base body 1.2 is a depression corresponding to the course of the isotherms in the operating state according to patent application no. 10 2005 000 784 A1 introduced, which is filled by the X-ray active layer 2.2 made of tungsten with 5 mass% rhenium.
  • the diffusion barrier layer 3.2 which is also the bonding layer 4.2, consists in this case of tantalum and has a thickness of 0.2 mm, is adapted to the shape of the depression and, like the X-ray active layer 2.2, corresponds in function to the corresponding layers 2.1; 3.1 and 4.1 of embodiment 1. The same applies to the geometric dimensions of the X-ray rotary anode plate.
  • the preparation of the complete component with all the layers mentioned above takes place in this case after filling in a suitable mold in one operation by hot pressing by pulse current at 2400 0 C at a pressure of 40 MPa in a residual gas atmosphere of argon with a slight hydrogen content at a residual pressure of about 2 Pa.
  • the final production takes place according to the usual procedures.
  • Embodiment 3 is a diagrammatic representation of Embodiment 3
  • An improvement in quality of the X-ray rotary anode plate produced according to Embodiment 2 is achieved as follows:
  • the layer 2.2 is adjusted to the composition tungsten with 1 mass% rhenium.
  • the disk bevel is cleanly ground and applied by vacuum plasma spraying an X-ray active layer of the composition tungsten with 5% by weight rhenium with a thickness of 200 microns.
  • the final production takes place according to the usual procedures.
  • Embodiment 4 is a diagrammatic representation of Embodiment 4:
  • the X-ray rotary anode plate shown in section in Fig. 3 represents technologically and in terms of the manufacturing process, a transitional shape between a conventional X-ray rotary anode plate made of metal and the inventive solution, of course, all the necessary features of the invention are realized.
  • the base body 1.3 beveled at the outer edge towards the axis corresponds in composition and technologically to the base body 1.1 of embodiment 1.
  • This base body 1.3 is a finished metal body 5 made of a molybdenum-TZM alloy with an X-ray active layer 2.3 by diffusion bonding to the surface. 6 connected.
  • the excellent strength properties of the base body 1.3 with a content of carbon nanotubes make it possible despite the intended high speeds and operating temperatures, the metal body 5 much thinner and easier to perform than in X-ray machines Drehanodentellern made of metal with a graphite base body after State of the art.
  • the diameter of the X-ray rotary anode plate is, as in the embodiments 1 and 2, also 120 mm; the total thickness is different than in the aforementioned embodiments, a total of 16 mm, namely 6 mm of the metal body 5 plus 10 mm of the base body 1.3.
  • Embodiment 5 is a diagrammatic representation of Embodiment 5:
  • FIG. 4 shows a layered base body of an X-ray rotary anode plate according to claims 10 to 12, wherein the cross-sectional shape of the bonding layer 4.4 and the radiopaque layer 2.4, as in the above embodiments 2 and 3 according to claim 30, in turn, an isotherm of the temperature distribution in the vicinity of the X-ray active layer during the operating state.
  • the layers of the base body From bottom to top, i. towards the X-ray-active layer, the layers of the base body have the following composition:
  • Lower layer 1.41 single-walled carbon nanotubes and on average 30% silicon carbide by volume, the content of which within this layer preferably increasing from top to bottom.
  • Upper layer 143 Single-walled carbon nanotubes with an average of 20% by volume of tungsten carbide, the content of which within this layer preferably increasing from top to bottom. Between these three layers 141, 142 and 143 are each 80 micron thick base body bonding layers of molybdenum carbide.
  • a recess corresponding to the mentioned course of an isotherm is incorporated in the region of the focal path.
  • a diffusion barrier layer 3.4 of 100 microns thick of 40% by volume tantalum carbide and 60 volume 5 niobium carbide.
  • a bonding layer 4.4 made of molybdenum with 12% by weight of tungsten and finally the depression up to the level of the bevel filling up the half-active layer 2.4 made of tungsten with 6% by mass rhenium is arranged approximately to half the depth of the depression.
  • the typical dimensions of such an X-ray rotary anode plate are for example: diameter: 120 mm, thickness of the layers 1.41 and 1.42 per 6 mm and the layer 1.43 8 mm.
  • the width of the depression with the layers 3.4 and 4.4 and the X-ray active layer 2.4 is 35 mm and its maximum depth measured from the beveled surface of 6 mm.

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Röntgen-Drehanodenteller mit einem Basiskörper zu schaffen, welcher höchste Anforderungen hinsichtlich der Temperatur des Brennfleckes und der Drehzahl von Röntgen-Drehanodentellern durch eine geringere Masse, ein entsprechendes Wärmeleitvermögen und eine ausreichende Hochtemperaturfestigkeit bei geringen Materialkosten des Basiskörpers zu erfüllen vermag sowie ein Herstellungsverfahren für einen solchen Röntgen-Drehanodenteller zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch einen Röntgen-Drehanodenteller mit einem Basiskörper (1.1) gelöst, welcher Kohlenstoffnanoteilchen in quasihomogener, im submakroskopischen Bereich im Wesentlichen isotrope Eigenschaften des Basiskörpers (1.1) sichernder räumlicher Verteilung enthält. Diese Kohlenstoffnanoteilchen können Kohlenstoffnanoröhrchen und/oder Nano-Graphitpulverteilchen mit im Wesentlichen sphärischer Gestalt sein. Die Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit des Basiskörpers kann erfindungsgemäß durch Zusätze verbessert werden. Weiter wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei welchem die Ausgangsmaterialien des Basiskörpers, gegebenenfalls einer Bindungsschicht und/oder einer Diffusionsbarriere sowie der röntgenaktiven Schicht in einer Pressform in einem Arbeitsgang durch die gleichzeitige Einwirkung von Druck, Temperatur und zeitlich variierten elektrischen Strömen auf dieselben auf eine angenäherte Endform gebracht, auf die Enddichte komprimiert sowie hochfeste Diffusionsbindungen zwischen diesen Ausgangsmaterialien ausgebildet werden. Die Erfindung ist beispielsweise bei Hochleistungs-Röntgenröhren für die Computer-Tomografie anwendbar.

Description

Röntαen-Drehanodenteller und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft einen Röntgen-Drehanodenteller und ein Verfahren zu seiner Herstellung, wobei der Röntgen-Drehanodenteller einen Basiskörper aufweist. Dieser Basiskörper, welcher eine aufgebrachte Schicht oder einen eingefügten Körper aus röntgenaktivem Material mit der Brennbahn, beispielsweise aus einer Wolfram-Rhenium-Legierung mit 5 bis 10 Masse-% Rhenium, trägt, hat die Funktion, der Gesamtkonstruktion die notwendige Festigkeit zu verleihen und die bei der energetischen Umsetzung von Elektronenstrahlung in Röntgenstrahlung entstehende Wärmeenergie abzuleiten. Im Zusammenhang mit Ableitung der Wärmenergie kommt es beim Material des Basiskörpers vor allem auf solche Kennwerte, wie Wärmekapazität, Wärmeleitvermögen, Wärmeübergang sowie Anpassung der Wärmedehnung zwischen bzw. von röntgenaktivem Material und Basiskörper an.
Die Anforderungen an die thermische und mechanische Belastbarkeit der Röntgen-Drehanodenteller steigen ständig. Derzeit können bei Hochleistungsröntgenröhren im elektronischen Brennfleck Temperaturen von über 3000 0C auftreten. Zur besseren Energieverteilung rotiert der Teller mit 9.000 min"1; geplant sind Drehzahlen von 15.000 min*1 und mehr. Mit der gleichen Zielstellung liegt der Durchmesser der Drehanodentellers derzeit schon bei 200 mm und geplant sind 300 mm! Die Festigkeit des Basiskörpermaterials muss dieser Tatsache Rechnung tragen.
Seit langem sind Röntgen-Drehanodenteller mit einem Basiskörper aus einer Molybdänlegierung, wie beispielsweise Molybdän mit Zusätzen von Titan, Zirkon und Kohlenstoff (JZM") bekannt (DE 33 03 529 A1). Hierbei stört bei hohen Drehzahlen des Drehanodentellers die hohe Dichte der Hauptkomponente Molybdän von 10,2 g/cm3 im Basiskörper. Derartige Röntgen-Drehanodenteller können eine Masse von mehr 5 kg erreichen. Speziell bei Computertomografen wird die Rotation des Röntgen- Drehanodentellers in der Röntgenröhre noch von der Rotation und Translation des gesamten Systems, in welchem sich die Röntgenröhre befindet, überlagert, so dass unkontrollierte Fliehkräfte in mehreren Richtungen auftreten. Nicht zu unterschätzen sind auch die immensen Materialkosten der beschriebenen Metallkonstruktionen. Bei gegebener Wärmekapazität sind die Dichte und damit auch die Masse von Graphit geringer, weshalb auch gefügte Röntgen- Drehanodenteller mit einem Basiskörper aus Graphit bekannt geworden sind (DE 32 38 352 A1). Wegen der schichtartigen Mikrostruktur von Graphit ist dessen Festigkeit bei hohen Drehzahlen völlig unzureichend. Dies gilt auch für Basiskörper aus Graphit, welche beispielsweise mittels Vakuumplasmaspritzen mit einer röntgenaktiven Schicht aus Wolfram- Rhenium versehen wurden.
Die Festigkeiten des Basiskörpers sowohl auf Molybdänbasis als auch aus Graphit sind begrenzt, so dass bei den oben erwähnten mechanischen und thermischen Belastungen im Einsatz die reale Gefahr einer Beschädigung oder Zerstörung besteht.
Schließlich sind auch Basiskörper für den genannten Anwendungsfall aus faserverstärktem Graphit bekannt geworden. Vorzugsweise werden Kohlenstofffasern eingesetzt, wobei über die räumliche Anordnung der Fasern bzw. Fasergeflechte beispielsweise eine Anpassung des Wärmedehnungskoeffizienten des Basiskörpers an denjenigen des aufgebrachten röntgenaktiven Materials (DE 103 01 069 A1) oder eine hohe Wärmedehnung in radialer Richtung verbunden mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit in der axialen Richtung erreicht werden sollen (DE 196 50 061 A1). Zwar besitzen die erwähnten Kohlenstofffasern in Faserrichtung eine gute Wärmeleitfähigkeit sowie sehr gute Festigkeitseigenschaften, aber senkrecht dazu sind diese Eigenschaften um Größenordnungen schlechter. Bei der letztgenannten technischen Lösung hat man diese Anisotropie durch ein dreidimensionales Verweben der Kohlenstofffasern einzuschränken versucht, aber der Werkstoff bleibt dennoch im zweistelligen Mikrometerbereich anisotrop.
Ein neuartiges Material auf Kohlenstoffbasis sind die sogenannten Koh- lenstoffnanoröhrchen (engl, „carbon nano tubes" oder „CNT"), deren technische Entwicklung von den Anfängen an recht anschaulich im Abschnitt „Hintergrund der Erfindung" in der Übersetzung der Europäischen Patenschrift DE 695 32 044 T2 beschrieben ist, wobei die in dieser Patentschrift beschriebene Erfindung mit chemisch wirksamen Funktions- schichten auf Kohlenstoffnanoröhrchen einen gänzlich anderen Erfindungsgegenstand betrifft als die vorliegende Erfindung.
Während beim herkömmlichen Graphit Kohlenstoffatome in hexagonaler Anordnung flächenhaft in einzelnen Ebenen angeordnet sind, sind bei den Kohlenstoffnanoröhrchen solche hexagonalen Anordnungen rohrartig geschlossen, woraus sich hervorragende mechanische, elektrische und thermische Eigenschaften ergeben. Wie die Silbe „nano" ausdrückt, liegen die Durchmesser dieser Kohlenstoffnanoröhrchen im Nanometerbe- reich; je nach Quelle spricht man 0,4 nm bis 50 nm oder 100 nm.
Die Schüttdichte dieser Kohlenstoffnanoröhrchen liegt nach Herstellerangaben in der Größenordnung von 0,15 g/cm3, die Materialdichte wird mit 1 ,3 g/cm3 bis 1 ,4 g/cm3 angegeben, was deutlich unter derjenigen von Graphit liegt. Als Festigkeit wird ein theoretischer Wert von 45 GPa genannt, was etwa das 20fache von Stahl und das 200fache des oben erwähnten Basiskörperwerkstoffes TZM wäre. Die theoretische Wärmeleitfähigkeit beträgt 6000 W/m K und übertrifft damit jene des Diamanten um das Doppelte und diejenige metallischer Wärmeleiter um mindestens eine Größenordnung.
Es sind auch Anwendungen von Kohlenstoffnanoröhrchen im Zusammenhang mit Röntgenröhren bekannt geworden. Dabei handelt es sich zumeist um Kohlenstoffnanoröhrchen in streng paralleler Ausrichtung.
So ist eine Kathode für eine Röntgenröhre bekannt, bei welcher zur Erzielung einer Kathodenfläche kleiner Abmessungen die Kohlenstoffnanoröhrchen auf einer Platte mit negativem Potenzial angeordnet sind und als Emitter Elektronen zu einem gegenüberliegenden Target aus Kupfer aussenden (Japanische Patentkurzfassung 2005166565).
Bei einer anderen Kathode für Röntgenröhren sind sie hinter einem Steuergitter angeordnet und dienen der Realisierung einer Kathode mit einstellbarer Emissionsfläche (Japanische Patentkurzfassung 2006086001).
Es ist auch eine technische Lösung bekannt geworden, bei welcher auf einer röntgenaktiven Schicht (also auf der Elektronenauftrefffläche) von Röntgenanoden ein "Wald" bzw. ein "Haarbüschel" senkrechter, paralleler, gut Wärme leitender Kohlenstofffasern angeordnet ist, wobei es sich nicht ausdrücklich um Kohlenstoffnanoröhrchen handelt (US 5.943.389). Der Zweck dieser Anordnung besteht darin, zusätzlich zur Wärmeableitung durch den Basiskörper Wärme durch diese Kohlenstofffasern abzuleiten.
Weiterhin ist eine Röntgenanode bekannt, auf deren Anoden- Auftrefffläche Kohlenstoffnanoröhrchen vorzugsweise in Gestalt eines Gewebes angeordnet sind, um die Bildung von Sekundärelektronen sowie die Entstehung eines Plasmas bzw. die Freisetzung neutraler Gase zu unterdrücken (WO 03/043036 A1).
Als Stand der Technik für die vorliegende Erfindung sind schließlich auch Basiskörper für Röntgendrehanoden bekannt, bei welchen Kohlenstofffasern vorzugsweise Kohlenstoffnanoröhrchen in Kupfer (DE 102005039187) oder in Titan (DE 102005039188) eingelagert sind, um die Wärmeableitung zu verbessern. Kupfer hat den Nachteil, dass sein Schmelzpunkt für hohe Wärmeableitungsleistungen zu niedrig ist; Titan hat wie auch Kupfer den Nachteil, dass es bei der Einsatztemperatur mit dem vorhandenen Kohlenstoff zur Karbidbildung neigt.
Neuerdings sind auch Kohlenstoffnanoteilchen mit Graphitstruktur und im Wesentlichen sphärischer Gestalt mit einer mittleren Korngröße von beispielsweise 55 nm bekannt geworden (Firmendruckschrift der Firma Au- er-Remy GmbH, Hamburg „Nanopowders", Position „C 1249YD 7440-44- 0"). Neben den im vorliegenden Zusammenhang vorteilhaften Eigenschaften der Kohlenstoffnanoteilchen bereitet bei sphärischen Teilchen mit ihren in allen Achsrichtungen gleichen Abmessungen die Erreichung einer im Wesentlichen isotrope Eigenschaften des Basiskörpers sichernden räumlichen Verteilung naturgemäß weniger verfahrenstechnische Schwierigkeiten bei der Aufbereitung der Rohstoffe für die Formgebung des Basiskörpers als bei Kohlenstoffnanoröhrchen mit ihrer axialen Erstreckung.
Einige der Karbide und Nitride, die bei der vorliegenden Erfindung zur Festigkeitssteigerung eine Rolle spielen, sind bereits bei Röntgen- Drehanoden eingesetzt worden, jedoch in gänzlich anderer Funktion und ohne Aussagen zur Korngröße.
So sind neben anderen Verbindungen auch Karbide und Nitride von Tantal, Niob, Molybdän und Wolfram für erosionsbeständige, mit Flüssigmetall geschmierte Gleitpaarungen zwischen den Drehanoden-Schaft und dessen Lager eingesetzt worden (DE 69 121 50412).
Tantalkarbid ist neben anderen Verbindungen als Rückseitenbeschich- tung des Drehanodentellers vorgeschlagen worden, um die Wärmeab- strahlung zu verbessern (DE 2 805 154).
Schließlich sind neben anderen Verbindungen Molybdänkarbid und Wolframkarbid in Anordnungen mit einer Vielzahl von Schichten zur Anpassung des Wärmedehnungskoeffizienten zwischen röntgenaktiver Schicht und Basiskörper bekannt geworden (DE 10 2005 015 920).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Röntgen- Drehanodenteller mit einem Basiskörper zu schaffen, welcher die eingangs erwähnten Anforderungen hinsichtlich der Temperatur des Brennfleckes und der angestrebten Drehzahlen von Röntgen-Drehanoden- tellern durch eine geringere Masse, ein entsprechendes Wärmeleitvermögen und eine ausreichende Hochtemperaturfestigkeit bei mindestens gleichen oder möglichst geringeren Materialkosten des Basiskörpers zu erfüllen und dadurch die Mängel des Standes der Technik zu beheben vermag. Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin, ein rationelles Herstellungsverfahren für einen solchen Röntgen-Drehanodenteller bestehend aus dem Basiskörper mit röntgenaktiver Schicht mit notwendigen bzw. vorteilhaften Zwischenschichten zwischen beiden zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen beschriebene Erfindung gelöst.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Basiskörpers mit Kohlenstoffna- noteilchen bzw. aus Hochleistungsgraphit- und/oder Fasergraphitwerkstoffen mit einem Gehalt an solchen Kohlenstoffnanoteilchen ist nach den herkömmlichen sowie auch mit Hilfe der neuesten Pulver-Technologien möglich, wobei dafür Sorge zu tragen ist, dass die Struktur der Kohlen Stoff na noteilchen, insbesondere der Kohlenstoffnanoröhrchen, nicht zerstört wird.
Grundsätzliche Voraussetzung zur Erzielung der gewünschten Effekte bezüglich Hochtemperaturfestigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Wärmedehnung ist die quasihomogene Verteilung der Kohlenstoffnanoteilchen im Bauteil, um einen im submakroskopischen Bereich im wesentlichen isotropen Basiskörper, d.h. einen Anisotropiegrad von beispielsweise < 1 ,2 (Verhältnis des Maximalwertes zum Minimalwert bei Messung in den drei räumlichen Dimensionen) bezüglich Festigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Wärmedehnung zu erreichen. Besonders günstig ist eine leicht winklige Gestalt der einzelnen Kohlenstoffnanoröhrchen.
Erfindungsgemäß kann die Makrofestigkeit des Basismaterials durch den Zusatz von hochfesten Verbindungen, wie Oxide, Nitride, Boride, Karbide, Suizide des Tantals, Niobs, Chroms, Siliziums, Molybdäns, Hafniums, Bors und/oder Wolframs bzw. Gemische derselben und Fasern aus diesen Materialien gesteigert werden. Auch Mischungen dieser Verbindungen sind denkbar. Im Interesse der Bindungsfestigkeit zwischen Basiskörper und röntgenaktiver Schicht kann der Anteil dieser Stoffe in Achsrichtung variiert werden, wobei es weiterhin vorteilhaft ist, wenn der gegebenenfalls vorhandene Anteil von Graphit bzw. Graphitfasern zur rönt- genaktive Schicht hin zugunsten des Anteils der Kohlenstoffnanoteilchen und der genannten festigkeitssteigernden Stoffe abnimmt.
Der Basiskörper kann nach den üblichen Beschichtungs-Verfahren mit der röntgenaktiven Schicht versehen werden, wobei zur Beherrschung der schädlichen Kohlenstoffdiffusion an sich bekannte Diffusions- Sperrschichten aus Rhenium, Molybdän, Tantal, Niob, Zirkonium, Titan bzw. Verbindungen und Kombinationen dieser Metalle sowie in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weiterhin eine Bindungsschicht, beispielsweise durch Einbringen von Rhenium oder Rheniumverbindungen, bzw. -Karbiden in den Oberflächenbereich des Basiskörpers, angeordnet werden. Von Vorteil kann auch die Einbringung einer Ausgleichsschicht, vorzugsweise aus Molybdän oder einer Molybdänlegierung zwischen der Diffusionsbarriereschicht und der röntgenaktiven Schicht sein. Sie dient beispielsweise dem Ausgleich von Unterschieden der beiden vorgenannten Schichten hinsichtlich Wärmedehnung und/oder Duktilität.
Eine besonders schnell realisierbare technische Lösung ist das Zusammenfügen eines herkömmlichen Röntgen-Drehanodentellers aus Metall mit dem Basiskörper, wobei der Teller wegen der besseren Festigkeitseigenschaften des erfindungsgemäßen Basiskörpers wesentlich dünner ausgeführt werden kann als beim Stand der Technik, was Masse und Kosten sparen hilft, wobei grundsätzlich anzumerken ist, dass die verringerte Masse nicht nur bezüglich der Materialkosten sondern auch wegen der geringeren Fliehkräfte von Vorteil ist.
Bei der Verwendung von Kohlenstoffnanoröhrchen ist normalerweise eine gewisse Nanoporosität zu erwarten, so dass eine Verarbeitung im Unterdruckbereich mit einer Restatmoshäre aus Schutzgasen oder auch die Verwendung gedeckelter Kohlenstoffnanoröhrchen von Vorteil sind.
Die vorteilhaften wirtschaftlichen Auswirkungen der Erfindung infolge der verwendeten innovativen Werkstoffe werden nachfolgend im Vergleich zu einem Basiskörper aus TZM als Stand der Technik dargestellt. Kohlenstoffnanoröhrchen werden in den kleintechnischen Maßstab industriell erzeugt. Das Preisniveau liegt bei etwa 150 EUR/kg, wobei bei einem Vergleich mit einem metallischen Basiskörper nach dem Stand der Technik nicht nur der geringere Kilopreis sondern auch die geringere Dichte zu Buche schlägt. Überschlägig ergibt sich für einen 200 mm-Röntgen- Drehanodenteller:
TZM: 5,0 kg entsprechend 1000 EUR Materialkosten
Kohlenstoffnanoröhrchen:
0,7 kg entsprechend 100 EUR Materialkosten
Die vorteilhaften Auswirkungen der Erfindung infolge des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens liegen in der Einsparung des teuren Be- schichtungs- bzw. Konfektionierungsverfahrens sowie der dafür erforderlichen Investitionen, in der Minimierung des Materialeinsatzes sowie in einer Festigkeitssteigerung des Gesamtbauteiles.
Die Erfindung wird nachstehend an sechs Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 : einen Röntgen-Drehanodenteller entsprechend Ausführungsbeispiel 1 ,
Fig. 2: einen Röntgen-Drehanodenteller entsprechend den Ausführungsbeispielen 2 und 3,
Fig. 3: einen Röntgen-Drehanodenteller entsprechend Ausführungsbeispiel 4 und
Fig. 4: einen Röntgen-Drehanodenteller entsprechend Ausführungsbeispiel 5.
Ausführungsbeispiel 1 :
Der in Fig. 1 im Schnitt dargestellte Röntgen-Drehanodenteller besteht aus einem Basiskörper 1.1 mit 60 Masse- % Kohlenstoffnanoröhrchen und 40 Masse- % Nano-Graphitpulverteilchen, auf den durch Vakuumplasmaspritzen eine an sich bekannte Diffusionsbarriereschicht 3.1 aus Wolfram-Rhenium-Tantal, die zugleich als Bindungsschicht 4.1 dient, sowie die röntgenaktive Schicht 2.1 aufgebracht sind. Der Durchmesser des Röntgen-Drehanodentellers beträgt 120 mm, seine Dicke 15 mm.
Der Basiskörper 1.1 wird nach den üblichen Verfahren der Pulvermetallurgie und der Graphitverarbeitung durch Mischen der Pulver, Pressen und Wärmebehandlung, unter Umständen unter Anwendung des Heißpressverfahren, in Abmessungen nahe an der Endform hergestellt und durch spangebende Formung fertig bearbeitet. Es werden handelsübliche ungedeckelte Kohlenstoffnanoröhrchen und feinkörniges Nano-Graphitpulverteilchen hoher Reinheit eingesetzt, wobei die ersteren sich in Länge und Durchmesser untereinander nur wenig unterscheiden und im Durchschnitt kürzer als 10 nm sein sollen. Ihre Längsachse soll nach Möglichkeit von der Geraden abweichen
Nach dem Vakuumplasmaspritzen wird durch eine geeignete Wärmebehandlung eine Diffusionsbindung zwischen dem Basiskörper 1.1 und den Schichten ausgebildet sowie der Röntgen-Drehanodenteller nach den üblichen Verfahren fertigbearbeitet.
Ausführunqsbeispiel 2:
Der in Fig. 2 im Schnitt dargestellte Röntgen-Drehanodenteller weist im Unterschied zu Ausführungsbeispiel 1 einen Basiskörper 1.2 auf, der aus handelsüblichen Kohlenstoffnanoröhrchen mit einem Zusatz von 20 Vo- lumen-% Wolframkarbid besteht.
In den Basiskörper 1.2 ist eine Vertiefung entsprechend dem Verlauf der Isothermen im Betriebszustand nach Patentanmeldung Nr. 10 2005 000 784 A1 eingebracht, welche durch die röntgenaktive Schicht 2.2 aus Wolfram mit 5 Masse-% Rhenium ausgefüllt ist. Die Diffusionsbarriereschicht 3.2, die gleichzeitig auch die Bindungsschicht 4.2 ist, besteht in diesem Falle aus Tantal und hat eine Stärke von 0,2 mm, ist der Form der Vertiefung angepasst und entspricht, wie auch die röntgenaktive Schicht 2.2, in der Funktion den entsprechenden Schichten 2.1; 3.1 bzw. 4.1 von Ausführungsbeispiel 1. Gleiches gilt für die geometrischen Abmessungen des Röntgen-Drehanodentellers.
Die Herstellung des kompletten Bauteiles mit allen oben erwähnten Schichten erfolgt in diesem Falle nach dem Einfüllen in eine geeignete Form in einem Arbeitsgang durch Heißpressen mittels Impulsstrom bei 2400 0C bei einem Druck von 40 MPa in einer Restgasatmosphäre aus Argon mit einem geringfügigen Wasserstoffanteil bei einem Restdruck von etwa 2 Pa. Die Endfertigung erfolgt nach den üblichen Verfahren.
Ausführunqsbeispiel 3:
Eine Qualitätsverbesserung des entsprechend Ausführungsbeispiel 2 hergestellten Röntgen-Drehanodentellers wird wie folgt erreicht: Die Schicht 2.2 wird auf die Zusammensetzung Wolfram mit 1 Masse-% Rhenium eingestellt. Nach der Vorfertigung des Bauteiles wird die Tellerschräge sauber überschliffen und durch Vakuum-Plasmaspritzen eine röntgenaktive Schicht der Zusammensetzung Wolfram mit 5 Masse-% Rhenium mit einer Stärke von 200 μm aufgebracht.
Die Endfertigung erfolgt nach den üblichen Verfahren.
Ausführunqsbeispiel 4:
Der in Fig. 3 im Schnitt dargestellte Röntgen-Drehanodenteller stellt technologisch und hinsichtlich des Fertigungsablaufes eine Übergangsform zwischen einem herkömmlichen Röntgen-Drehanodenteller aus Metall und der erfindungsgemäßen Lösung dar, wobei selbstverständlich alle notwendigen Merkmale der Erfindung realisiert sind.
Der am äußeren Rand zur Achse hin abgeschrägte Basiskörper 1.3 entspricht in der Zusammensetzung und technologisch dem Basiskörper 1.1 von Ausführungsbeispiel 1. Mit diesem Basiskörper 1.3 ist ein fertigbearbeiteter Metallkörper 5 aus einer Molybdän-TZM-Legierung mit einer röntgenaktiven Schicht 2.3 durch Diffusionsschweißen an der Fläche 6 verbunden.
Die ausgezeichneten Festigkeitseigenschaften des Basiskörpers 1.3 mit einem Gehalt an Kohlenstoffnanoröhrchen ermöglichen es trotz der vorgesehenen hohen Drehzahlen und Betriebstemperaturen den Metallkörper 5 wesentlich dünner und leichter auszuführen als bei Röntgen- Drehanodentellern aus Metall mit einem Graphit-Basiskörper nach dem Stand der Technik. Der Durchmesser des Röntgen-Drehanodentellers beträgt, wie bei den Ausführungsbeispielen 1 und 2, ebenfalls 120 mm; die Gesamtdicke beträgt anders als bei den vorgenannten Ausführungsbeispielen insgesamt 16 mm, nämlich 6 mm des Metallkörpers 5 plus 10 mm des Basiskörpers 1.3.
Ausführunαsbeispiel 5:
Die Figur 4 zeigt einen schichtweise aufgebauten Basiskörper eines Röntgen-Drehanodentellers entsprechend den Ansprüchen 10 bis 12, wobei die Querschnittsform der Bindungsschicht 4.4 und der röntgenakti- ven Schicht 2.4, wie bei den obigen Ausführungsbeispielen 2 und 3 entsprechend Anspruch 30, wiederum einer Isotherme der Temperaturverteilung in der Umgebung der röntgenaktiven Schicht während des Betriebszustandes folgt.
Von unten nach oben, d.h. zur röntgenaktiven Schicht hin, haben die Schichten des Basiskörpers folgende Zusammensetzung:
Untere Schicht 1.41 :einwandige Kohlenstoffnanoröhrchen und durchschnittlich 30 Volumen-% Siliziumkarbid, wobei dessen Gehalt innerhalb dieser Schicht vorzugsweise von oben nach unten zunimmt.
Für die Zwischenschicht 1.42 sind drei alternative Varianten vorgesehen:
142a: 100 Masse-%t Nano-Graphitpulverteilchen,
142b: 50 % Masse- % Nano-Graphitpulverteilchen und 50 Masse-% einwandige Kohlenstoffnanoröhrchen,
142c: massive, vorgeformte Platte aus röntgentauglichem Graphit, welche zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit des Basiskörpers 1 beiträgt.
Obere Schicht 143: einwandige Kohlenstoffnanoröhrchen mit durchschnittlich 20 Volumen-% Wolframkarbid, wobei dessen Gehalt innerhalb dieser Schicht vorzugsweise von oben nach unten zunimmt. Zwischen diesen drei Schichten 141 , 142 und 143 befinden sich jeweils 80 μm dicke Basiskörper-Bindungsschichten aus Molybdänkarbid.
In einer Abschrägung der oberen Schicht 143 von 10 ° gegenüber Horizontalen ist im Bereich der Brennbahn eine Vertiefung entsprechend dem erwähnten Verlauf einer Isotherme eingearbeitet. Dort befinden sich in der Richtung von unten nach oben: eine Diffusionsbarriereschicht 3.4 von 100 μm Dicke aus 40 Volumen-% Tantalkarbid und 60 Volumen-5 Niob- karbid. Darauf ist etwa bis zur halben Tiefe der Vertiefung eine Bindungsschicht 4.4 aus Molybdän mit 12 Masse- % Wolfram und schließlich die Vertiefung bis zum Niveau der Abschrägung auffüllend die röntgenaktive Schicht 2.4 aus Wolfram mit 6 Masse- % Rhenium angeordnet.
Die typischen Abmessungen eines solchen Röntgen-Drehanodentellers betragen beispielsweise: Durchmesser: 120 mm, Dicke der Schichten 1.41 und 1.42 je 6 mm und der Schicht 1.43 8mm. Die Breite der Vertiefung mit den Schichten 3.4 und 4.4 sowie der röntgenaktiven Schicht 2.4 beträgt 35 mm und ihre maximale Tiefe von der Abschrägungsfläche aus gemessen 6 mm.
Liste der verwendeten Bezugszahlen
1.1; 1.2; 1.3 Basiskörper
1.41; 1.42(a, b, c); 1.43 Schichten des Basiskörpers
2. 1; 2 .2; 2.3, 2.4 röntgenaktive Schicht
3. 1; 3 .2; 3.4 Diffusionsbarriereschicht
4. 1; 4 .2; 4.4 Bindungsschicht
5 Metallkörper
6 Lotschicht
7 Basiskörper-Bindungsschicht

Claims

Patentansprüche
1. Röntgen-Drehanodenteller mit einem Basiskörper, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Kohlenstoffnanoteilchen in quasihomogener, im submakroskopischen Bereich im Wesentlichen isotrope Eigenschaften des Basiskörpers sichernder räumlicher Verteilung enthält.
2. Röntgen-Drehanodenteller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstoffnanoteilchen Kohlenstoffnanoröhrchen sind.
3. Röntgen-Drehanodenteller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstoffnanoteilchen Nano-Graphitpulverteilchen mit im Wesentlichen sphärischer Gestalt sind.
4. Röntgen-Drehanodenteller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstoffnanoteilchen Kohlenstoffnanoröhrchen und Nano- Graphitpulverteilchen mit im Wesentlichen sphärischer Gestalt sind.
5. Röntgen-Drehanodenteller nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper röntgentauglichen Graphit enthält.
6. Röntgen-Drehanodenteller nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper Graphitfasern enthält.
7. Röntgen-Drehanodenteller nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper 10 Masse-% bis 90 Masse- % Kohlenstoffnanoteilchen enthält.
8. Röntgen-Drehanodenteller nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper 50 Masse-% bis 70 Masse- % Kohlenstoffnanoteilchen enthält.
9. Röntgen-Drehanodenteller nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Kohlenstoffnanoteilchen in Achsrichtung stetig und/oder schichtweise variiert.
10. Röntgen-Drehanodenteller nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper eine Schicht (1.42c) ausschließlich oder überwiegend aus röntgentauglichem Graphit aufweist.
11. Röntgen-Drehanodenteller nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich diese Schicht zwischen weiteren Schichten des Basiskörpers mit Anteilen von Kohlenstoffnanoteilchen befindet.
12. Röntgen-Drehanodenteller nach einem der bisherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass dem Basiskörper zur Festigkeitssteigerung und Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit weiterhin Oxide, Nitride, Boride, Karbide, Suizide des Tantals, Niobs, Chroms, Siliziums, Molybdäns, Hafniums, Bors und/oder Wolframs bzw. Gemische derselben zugesetzt sind.
13. Röntgen-Drehanodenteller nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusätze in Faserform vorliegen.
14. Röntgen-Drehanodenteller nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen in Korngrößen im Nanometerbereich vorliegen.
15. Röntgen-Drehanodenteller nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Korngröße der Verbindungen 40 nm bis 200 nm beträgt.
16. Röntgen-Drehanodenteller nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen 4 Volumen-% bis 80 Vo- lumen-% des Basiskörpers ausmachen.
17. Röntgen-Drehanodenteller nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen 20 Volumen-% bis 40 Volumen-% des Basiskörpers ausmachen.
18. Röntgen-Drehanodenteller nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Zusätze nach Anspruch 10 in Achsrichtung stetig oder schichtweise variiert.
19. Röntgen-Drehanodenteller nach Anspruch einem der bisherigen Ansprüche mit Kohlenstoffnanoröhrchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsrichtung der einzelnen Kohlenstoffnanoröhrchen von der Geraden abweicht.
20. Röntgen-Drehanodenteller nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsrichtung der einzelnen Kohlenstoffnanoröhrchen winklig verläuft.
21. Röntgen-Drehanodenteller nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsrichtung der einzelnen Kohlenstoffnanoröhrchen in Form einer Schraubenlinie verläuft.
22. Röntgen-Drehanodenteller nach Anspruch 2 bis 21 mit Kohlenstoffnanoröhrchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstoffnanoröhrchen solche mit Mehrfachwandungen sind.
23. Röntgen-Drehanodenteller nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 4 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass sich Länge und Durchmesser der Kohlenstoffnanoröhrchen nicht mehr als um den Faktor 10 unterscheiden.
24. Röntgen-Drehanodenteller nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass sich Länge und Durchmesser der Kohlenstoffnanoröhrchen nicht mehr als um den Faktor 3 unterscheiden.
25. Röntgen-Drehanodenteller nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 4 bis 24 mit Kohlenstoffnanoröhrchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstoffnanoröhrchen an ihren Enden durch einen Deckel verschlossen sind.
26. Röntgen-Drehanodenteller nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstoffnanoröhrchen Kugelform haben.
27. Röntgen-Drehanodenteller nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Basiskörper (1.1; 1.2) und einer röntgenaktiven Schicht (2.1; 2.2; 2.4) eine Diffusionsbarriereschicht (3.1; 3.2, 3.4) aus Rhenium, Molybdän, Tantal, Niob, Chrom, Wolfram, Zirkonium bzw. Kombinationen dieser Metalle oder deren Verbindungen angeordnet ist, welche zugleich die Funktion einer Bindungsschicht (4.1; 4.2; 4.4) und Ausgleichsschicht hat.
28. Röntgen-Drehanodenteller nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Diffusionsbarriereschicht (3.1; 3.2; 3.4) auf dem Röntgen-Drehanodenteller über die röntgenaktive Schicht hinaus erstreckt.
29. Röntgen-Drehanodenteller nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die röntgenaktive Schicht (2.2; 2.4) eine Nut ausfüllt, deren Querschnittsform einer Isotherme der Temperaturverteilung in der Umgebung des röntgenaktiven Bereiches während des Betriebszustandes entspricht.
30. Röntgen-Drehanodenteller nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die qualitative und oder quantitative Zusammensetzung der Schichten in Achsrichtung stetig oder schichtweise variiert.
31. Röntgen-Drehanodenteller nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper (1.3) mit einem in an sich bekannter Weise geformten Metallkörper (5), welcher eine röntgenaktive Schicht (2.3) trägt, zusammengefügt ist.
32.Verfahren zur Herstellung eines Röntgen-Drehanodentellers nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsmaterialien des Basiskörpers und der röntgenaktiven Schicht in einer Pressform in einem Arbeitsgang durch die gleichzeitige Einwirkung von Druck, Temperatur und zeitlich variierten elektrischen Strömen auf dieselben auf eine angenäherte Endform gebracht, auf die Enddichte komprimiert sowie hochfeste Diffusionsbindungen zwischen diesen Ausgangsmaterialien ausgebildet werden.
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsmaterialien auch diejenigen einer Bindungsschicht und/oder einer Diffusionsbarriere zwischen denjenigen des Basiskörpers und der rönt- genaktiven Schicht sowie weiterer Zwischenschichten umfassen.
34. Verfahren nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsmaterialien der Schicht des Basiskörpers nach Anspruch 11 oder 12 als vorgeformter Körper in die Pressform eingebracht werden.
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass nach Fertigstellung der angenäherten Endform die Teller- schräge spanend bearbeitet und nachfolgend durch geeignete Verfahren eine röntgenaktive Schicht aufgetragen wird.
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