JP2001520792A

JP2001520792A - Improved emissive coating for x-ray tube rotor

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Publication number: JP2001520792A
Application number: JP52486095A
Authority: JP
Inventors: シーマーズ，ポール・アルフレッド; ベンツ，マーク・ギルバート; ルツコウスキ，スティーブン・フランシス; モーゼニアン，ミーラン; リンドバーグ，リチャード・ウォーリン
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1994-03-18
Filing date: 1995-03-17
Publication date: 2001-10-30
Also published as: DE19580442T1; WO1995028731A1

Abstract

(57)【要約】回転陽極を内部に有している改良された高性能Ｘ線システムが、Ｘ線管回転子に対する改良された被覆を含んでいる。Ｘ線管回転子の表面は被覆で被覆されている。破砕による管の破損の前に、少なくとも約４０００Ｘ線走査秒が達成される。被覆は、約０．２ミル〜約５．０ミルの厚さ又はそれ以上の厚さを有している延性合金であってもよい。回転子の被覆は、０．０５％よりも大きい破損までの歪みを有する延性を有していると共に、Ｘ線管回転子上に配置されたときに回転子の破砕による管の破損の前に少なくとも約４００００Ｘ線走査秒が達成されるような熱膨張性を有している。 SUMMARY An improved high performance X-ray system having a rotating anode therein includes an improved coating for an X-ray tube rotor. The surface of the X-ray tube rotator is coated with a coating. At least about 4000 X-ray scan seconds are achieved prior to tube breakage due to fracture. The coating may be a ductile alloy having a thickness of about 0.2 mil to about 5.0 mil or more. The rotor coating is ductile with a strain to failure of greater than 0.05% and, when placed on the X-ray tube rotor, prior to failure of the tube due to rotor fracture. It has thermal expansion properties such that at least about 40,000 x-ray scan seconds are achieved.

Description

【発明の詳細な説明】Ｘ線管回転子に対する改良された放出性被覆関連出願との関係本出願は、１９９４年３月１８日に出願された係属中の米国特許出願番号第０８／２１０，８２３号及び１９９４年４月４日に出願された同第０８／２２２，７８０号に関連する。これらの出願の内容はここで参照されるべきものてある。発明の背景本発明は、診断用及び治療用放射線医学装置、並びにこれらの装置を作成する方法に関し、更に具体的に言えば、Ｘ線管に用いられているようなＸ線管回転子に対する放出性被覆に関する。Ｘ線管の設計技術者が当面する１つの問題は、Ｘ線発生サイクルの際に発生される熱量に関係する。具体的に言うと、陽極回転子に用いられている銀潤滑軸受は、従来、ピーク電力状況の際にＸ線管内に発生する極めて高い温度による過熱のため、早期に故障する傾向があった。具体的には、回転ターゲットに最も接近している銀潤滑軸受の近辺では７００℃前後の温度が発生されることが稀ではない。回転子軸受の過熱に関する問題は、回転子のスカートに厚さ０．００１インチの酸素欠乏ＴｉＯ₂被覆をプラズマで吹き付けることにより、陽極回転子上の放出性被覆を利用することによって実効的に解決されてきた。一層高い電力のＸ線管、及び連続的な２４時間に近い、１週間に７日間の運転に向かう最近の傾向と共に、陽極回転子に伴う他の問題が生じた。それは、回転子の表面から材料が剥落することである。脆いＴｉＯ₂の剥落又は破砕により、細かい粒子が生じ、それがＸ線管の高電界領域へ移動し、こうして高電圧の不安定性及びアーク発生の原因になった。あるＸ線管に対する最近のＧＥ社の実地検証から、回転子の放出性被覆の剥落は、現場におけるＸ線管の故障の約６２％に関連することがわかった。使用されているプラズマで吹き付けたＴｉＯ₂放出性被覆の熱膨張の検査から、３５０℃ という低い温度で焼結が始まり、８００℃に加熱されたときに０．２％も収縮するように思われることがわかった。脆いＴｉＯ₂は、約７００℃の最高動作温度に露出されるときに焼結によって応力除去し、その後、熱サイクルの間に圧縮によって破損すると考えられる。最近、回転子の剥落に関する問題は重要な点に達した。連続運転の際にＸ線管が受ける著しい負荷応力のため、平均のＸ線管寿命は、従来のＴｉＯ₂回転子被覆を利用するとき、約２８０００走査秒であった。約２８０００走査秒という寿命は、Ｘ線管当たりの５００００走査秒という保証寿命にはほど遠いし、故障の約６０％が陽極回転子の剥落によるものであるので、熱放出特性の有効性を保ちながら、剥落をなくすような被覆を有している改良された回転子に対する要望が顕著になった。このような回転子被覆組成物は、軸受に対して十分な熱保護作用を有すると共に、回転子被覆の剥落を完全になくすことができなくても、目立って減少しながら、十分な放出特性を有しており、平均のＸ線管寿命が、保証されている５００００走査秒の寿命に更に近付くようにすることが望ましい。発明の要約本発明を好ましい形式で実施するとき、本発明では、診断用及び治療用放射線医学装置、例えば計算機断層写真スキャナに組み込まれているようなＸ線管に使用するための改良されたＸ線管回転子の放出性被覆を提供する。ここで説明する本発明の一実施例は、特定のＧＥ製Ｘ線管システムに対するＸ線管の形式をしている。各々のＸ線管は、油を充填した保護ケーシング内に封入されていることが普通である。硝子外被が、陰極極板と、回転円板ターゲットと、ターゲットを回転させるモータ集成体の一部である回転子とを収容している。Ｘ線管の外側には、回転子に接近していると共に回転子の長さの約２／３に重なっている固定子が設けられている。硝子外被は、発生されたＸ線がＸ線管から脱出することができるようにする窓を有している油を充填した鉛のケーシング内に封入されている。あるＸ線管のケーシングは、ベローのような膨張容器を含んでいることがある。真空内で電子が放出され、加速されて、その後、急に停止させられるときに、Ｘ線が発生される。これがＸ線管内で行われる。電子を放出するため、Ｘ線管内のフィラメントが、それに電流を通すことにより白熱状態に加熱される。電子は、陽極（正）と陰極（負）との間の（約１万ボルトから何１０万ボルト以上の範囲の）高電圧によって加速されて、陽極に衝突し、この衝突により、電子は突然に減速される。陽極は普通、ターゲットと呼ばれるが、回転円板形であることが多く、このため、電子ビームは陽極の周縁上の相異なる点に絶えず入射する。Ｘ線管自体は硝子で作成されているが、発生した熱を吸収するための油を充填した保護ケーシング内に封入されている。Ｘ線管を作動させるための高電圧が変圧器（図面に示していない）から供給される。交流電流が整流管（若しくは「弁」）又は場合によっては障壁層形整流器によって整流される。治療目的では、例えば腫瘍の処置等では、使用されるＸ線は場合によっては、（４，０００，０００ボルトを超える）ずっと高い電圧で発生される。更に、放射線医学では、電子、中性子及びその他の高速粒子（例えば、ベータトロンによって発生される）と共に、ラジウム及び人工的な放射能を帯びた物質から放出される放射線も用いられている。本発明の特定の一実施例では、Ｘ線管が、外被と、この外被内に作動的に位置決めされている陰極と、外被内に作動的に位置決めされている陽極集成体であって、固定子に対して作動的に位置決めされている回転子と、陰極に対して作動的に位置決めされているターゲットとを含んでいる陽極集成体とを含んでいる。回転子は、内側コアと、外側コアと、外側コアの外面に作動的に配置されている被覆とを含んでおり、回転子被覆の破砕による故障の前に少なくとも約４００００Ｘ線走査秒が完了するようになっている。本発明の他の一面を実施したＸ線システムは、外被と、外被に作動的に接続されており、Ｘ線システムを冷却する少なくとも１つの冷却手段と、外被の内側に作動的に位置決めされており、Ｘ線を発生するＸ線管とを含んでいる。このＸ線管は、外被と、外被内に作動的に位置決めされている陰極と、外被内に作動的に位置決めされている陽極集成体であって、固定子に対して作動的に位置決めされている回転子と、陰極に対して作動的に位置決めされているターゲットとを含んでいる陽極集成体とを含んでいる。回転子は、内側コアと、外側コアと、外側コアの外面の上に作動的に位置決めされている被覆とを含んでおり、回転子被覆の破砕による故障の前に少なくとも約４００００Ｘ線走査秒が完了するようになっている。本発明の他の一面は、Ｘ線管内で使用されるＸ線管回転子を製造する方法を含んでいる。従って、本発明の目的は、走査寿命を長くした改良されたＸ線管を含んでいるＸ線システムを提供することにある。本発明の他の目的は、少なくとも４００００走査秒の走査寿命を有している改良されたＸ線管を提供することにある。本発明の他の目的は、剥落に対する抵抗力を有する改良された回転子被覆を有しているＸ線管を提供することにある。本発明の更に他の目的は、少なくとも４００００走査秒の間、剥落を防止するようなＸ線管回転子に対する放出性被覆を提供することにある。本発明のその他の目的及び利点は、以下、図面について説明するところから明らかになろう。図面の簡単な説明第１ａ図は内部に配置されたＸ線管を有している代表的なＸ線システムの平面図である。第１ｂ図は第１ａ図のＸ線システムから取り出した一部の断面図である。第２図は他の代表的なＸ線システムの概略図である。第３図は代表的な熱通路を示すＸ線管の部分的な断面図である。第４図は代表的なＸ線管の部分的な斜視図であって、一部は取り除き、一部は断面で示してあり、一部は破断してある図である。第５図はＸ線管回転子の断面図であって、その組成を示す図である。第６図はＸ線管回転子に用いられている代表的な材料の大体の熱膨張を示すグラフである。好ましい実施例の説明本発明を好ましい一形式で実施したＸ線システムが第１ａ図、第１ｂ図及び第２図に参照番号２０で全体的に示されている。これらの図からわかるように、システム２０は油ポンプ２２と、陽極端２４と、陰極端２６と、陽極端と陰極端との間に配置されており、Ｘ線管３０を収容している中心部２８とを含んでいる。油を冷却するラジエータ３２が中心部の一方の側に配置されており、ラジエータ３２は、ラジエータ３２に作動的に接続されているファン３４及び３６であって、高温の油がラジエータ内を循環するときにラジエータの上に冷却空気の流れを供給するファン３４及び３６を有していてもよい。油ポンプ２２は、高温の油をシステム２０及びラジエータ３２等に循環させるために設けられている。第１ｂ図に示すように、陽極ソケット４２及び陰極ソケット４４に電気接続部が形成されている。第２図に示すように、Ｘ線システムは好ましくは、アルミニウムで作成されていると共に鉛で内貼りされているケーシング５２と、硝子外被６０内に封入されている陰極極板５４、回転ターゲット円板５６及び回転子５８とを有している。固定子４３が、鉛で内貼りされたケーシング５２の内側で、硝子外被６０の外側に、回転子５８に対して位置決めされている。ケーシング５２は、前に説明したように、冷却のため及び高電圧絶縁のために、油で充填されている。Ｘ線を放出する窓６４が、ターゲット円板５６に対してケーシング５２内に作動的に形成されており、発生されたＸ線がＸ線システム２０から出て行くことができるようにする。前に述べたように、非常に高い電圧及び電流が特定のＸ線管で利用されており、電圧では約１６０ｋＶの最大値から約８０ｋＶの最小値までの範囲にわたっていると共に、電流では約４００ｍａの最大値から約２５０ｍａの最小値までに及んでいる。第３図及び第４図に示すように、陰極５４は硝子外被６０の内側に位置決めされている。周知のように、硝子外被６０の内側は約１０^-5〜約１０^-9トルの真空になっている。電気によってＸ線が発生され、このＸ線は陰極フィラメント６８から陽極ターゲット又はターゲット円板５６の頂部へと照準が合わされる。ターゲット円板は、一端では皿形ナット６２によって、そして他端６４では他のナットによって、回転軸６１に作動的に連結されている。前方軸受６６及び後方軸受６８が軸６１上に作動的に配置されていると共に、普通の方法で所定位置に保持されている。軸受６６及び６８は銀潤滑であることが普通であり、高い動作温度では故障するおそれがある。予備荷重ばね７０が軸受６６と軸受６８との間で軸６０の周りに配置されており、陽極集成体の膨張及び収縮の際に、軸受に対する荷重を維持する。ターゲット５６に最も接近した回転子の端を回転子ハブ７４から隔てるために、回転子棒７２が利用されている。前方の６６及び後方の６８の両方の軸受は、軸受押さえ７８及び８０によって所定位置に保持されている。回転子集成体は又、ステム・リングと、ステムとを含んでおり、これらはすべて、ターゲット５６と共に回転子５８が回転できるようにするのを助ける。フィラメント６８の区域の温度は、約２５００℃というほどに高くなることがある。この他の温度としては、約１００００ｒｐｍで回転する回転ターゲット５６の中心近くでは約１１００℃になる。ターゲット５６上の焦点スポットの温度は約３２００℃に近付くことがあり、回転ターゲット５６の外側の縁の温度は約１３００℃に近付く。回転子ハブ７４の区域の温度は７００℃に近付き、前方軸受の温度は最高４５０℃に近付く。勿論、ターゲット５６から回転子５８及び固定子４３に向かうにつれて、温度は下がると思われる。最近、回転子５８の表面の温度は７００℃まで接近することがあることがわかった。あるＧＥ製Ｘ線管を有しているあるＸ線システムの運転中に、厳しいプロトコル・ユーザは、できる限り短い時間内に高いピーク電力でなるべく多くの走査を行うことにより、システムの最大利用を図ってきた。このような連続運転形式で任意のＸ線システムを使用するときの１つの問題は、発生される熱量である。実際、この熱量は銀軸受６６及び６８、特に前方軸受６６を破壊することがある。Ｘ線管ターゲット５６及び回転子５８を走査の合間に１００００ｒｐｍで回転し続けるままにしておいた場合、軸受が早期に磨耗し、Ｘ線管が故障する原因になる。従って、走査の合間に６０秒よりも長い時間があると思われた場合、Ｘ線システムの運転制御システム・ソフトウェアは、回転子を完全にゼロ（０）ｒｐｍまで減速することにより、回転子を急速に制動するようにプログラムされている。しかしながら、走査を開始する用意ができたときに、制御システム・ソフトウェアは、できるだけ早く、ターゲット及び回転子を約１００００ｒｐｍに復帰させるようにプログラムされている。このような急速な加速及び制動を利用することは、とりわけ、ゼロ（０）から１００００ｒｐｍまでの加速及び１００００ｒｐｍからゼロ（０）ｒｐｍまでの制動の際に回避しなければならない多数の共振周波数があるからである。走査又は一連の走査の直前に、及び走査又は一連の走査の直後に、できるだけ早くこのような共振周波数を通過するために、Ｘ線システムは、可能な最短時間のうちに、ターゲット又は陽極を１００００ｒｐｍに又はゼロ（０）ｒｐｍにするために最大の電力を印加する。Ｘ線管ターゲット及び回転子は、約１２秒〜約１５秒で、全くの停止状態から１００００ｒｐｍまで加速することができ、大体同じ速度で減速することができることに注意されたい。共振周波数の振動は制動をかけずにＸ線管を停止するまで回転するに任せた場合、現実の問題である。１００００ｒｐｍまでのこのような急速な加速及び１００００ｒｐｍから０までの直接的な制動の際に、機械的にも熱的にも、応力が回転子５８に加わることがわかった。このような応力により、回転子表面のＴｉＯ₂被覆の一部が、モータ損失及び加熱が最大である固定子に最も接近した回転子の部分で剥落することになる。このような微細な粒子又はフレークが、陰極５４のような強い電界に引き付けられ、それに静電作用で付着することがわかった。このようなフレークは陰極５４に引き付けられるため、高電圧アークによる擾乱に関する問題が発生した。このような高電圧アークは、負の区域から開始し、その結果、Ｘ線走査の際に、このようなアーク及び不安定状態が発生したとき、走査を繰り返す必要が生じた。周知のように、Ｘ線管３０内の陰極５４の表面は、極めて滑らかになるように設計されており、突出する部分が全くない。これは、１点がわずかでも他の位置よりも高いと、高電界が生じ、それがこの高点からのアークを招くおそれがあるからである。この特定の現象が、回転子５８の被覆の剥落、及びそれがＸ線管３０の高電界領域へ移動する理由であり、特に、陰極５４は、ＧＥ製Ｘ線管の故障の大きい原因（約６０％）になった。このため、厳しいプロトコルを利用する際の剥落を防止するような、そして受容し得る放出率を有する被覆を有している回転子に対する要望がある。回転子の安定度、特に厳しいプロトコルの利用の際の被覆の剥落の防止にとっての他の１つの鍵は、鋼、銅及び被覆の間の相対的な膨張係数である。第６図に示すように、銅は熱膨張係数が約１８×１０^-6Ｋ^-1であり、鋼は熱膨張係数が約１２×１０^-6Ｋ^-1である。従来使用されていたＴｉＯ₂被覆は熱膨張係数が約８ ×１０^-6Ｋ^-1であり、これは銅の約半分である。ある現場のＸ線管回転子は、最初はそれがＴｉＯ₂被覆の剥落を招いたと信じられていた裂けた外面を有していることがわかった。銅の外面の裂けに関連すると思われたこのような初期の剥落の問題を解決するために、ＳＣＭコーポレーションの商標であるＧＬＩＤＣＯＰ（酸化物分散強化銅）と呼ばれる特別の銅合金を用いた。ＧＬＩＤＣＯＰは銅の電気的及び熱的な性質の約９２％を有しており、銅と大体同じ熱膨張を有しているが、降伏強度は銅の８倍〜１０倍である。第６図は鋼と組み合わせた正規の銅の膨張を示す。具体的に言うと、線９４が線９３に分かれる点が、銅の応力がその降伏点を超える温度であり、このため、この通常の銅を有している回転子は降伏し、その熱膨張係数は、温度が上昇するときに線９３と同等になる。点９５より先の線９４で表すように、ＧＬＩＤＣＯＰの銅を用いるとき、ＧＬＩＤＣＯＰの銅は、ＧＬＩＤＣＯＰが銅のように降伏しないために、比較的高い熱膨張係数を有すると考えられる。ＧＬＩＤＣＯＰを利用すれば、Ｘ線管回転子の裂けた外面の問題が解決されると思われたが、実際には、ＴｉＯ₂被覆の剥落は一層悪くなった。ＧＬＩＤＣＯＰがＸ線管の動作中に、第６図に示すように降伏しないため、銅−鋼の実効的な膨張がＧＬＩＤＣＯＰ−鋼の実効的な熱膨張よりも小さいので、ＧＬＩＤＣＯＰ−鋼の組み合わせにより、ＴｉＯ₂被覆の剥落の問題は一層悪くなった。次に特に第５図について説明すると、本発明の一形式における回転子５８は、１０１８鋼の内側部材９０を含んでおり、この内側部材は、ろう付けのような手段によって作動的に連結されている銅の外側部材９２を有していることが好ましい。第５図は鋼が銅よりも相対的に一層厚手であることを示しているが、実際に使用されている鋼及び銅の部品は大体同じ厚さであることが好ましいことを承知されたい。回転子を製造するために、１０１８鋼のような中空の鋼の円筒部材に金−銅ろうを電気めっきする。相補形の中空な銅部材を鋼円筒の上に配置し、鋼の外面及び銅円筒の内面が接触するようにする。組み合わせの円筒をＴＺＭモリブデン・ダイス内に配置して、外側の銅の膨張を拘束して、通常は真空内で行われる高温ろう付けの際に、銅と鋼とが接触した状態を保つようにする。回転子の加工の後に、銅部材９２の外面を、回転子から過剰の熱を放出するための熱放出被覆９６で被覆し、極端なプロトコルで運転する際に、回転子５８の剥落又は破砕を防止する。本発明の好ましい実施例では、回転子に適用される被覆９６は、ルネ８０又はＮｉＣｒＡｌＹのような空気プラズマで吹き付けたニッケルを基本とする超合金被覆であった。このような被覆は約０．７１〜約０．７９の放出率を有すると見られる。この放出率は従来のＴｉＯ₂被覆よりも低いが、現場試験では、約６３０００走査秒の後、ルネ８０被覆を有している少なくとも１つのＸ線管は、厳しいプロトコルで利用したときに剥落を全く生じなかった。更に室内（インハウス）オイル・ボックス及びガントリ試験の際にも、剥落を全く生じなかった。ニッケルを基本とした超合金被覆は金属であるので、若干の延性も有しており、これが、ルネ８０を有している回転子５８の被覆が表面で裂けて剥落するのを防止し、こうして前に述べたアーク発生の問題を防止するものと思われる。ルネ８０は又、回転子との膨張の釣り合いが一層よく（銅と大体同じ）、このことも被覆の剥落の防止に寄与している可能性が非常に大きい。例１平坦な銅基板を６０メッシュの酸化アルミニウムを用いてグリット・ブラスティング（又はサンド・ブラスティング）にかけた。グリット・ブラスティングにかけた銅の放出率は約０．２〜０．３である。超音波手段等によって、メチル・クロロホルム溶媒内で約１０分間基板をきれいにして脱脂した。−１４０＋２７０メッシュ及び−４００メッシュのルネ８０（Ｎｉ−１４Ｃｒ−９．５Ｃｏ−５Ｔｉ−４Ｍｏ−４Ｗ−３Ａｌ−０．１７Ｃ−０．０３Ｚｒ−０．０１５Ｂ、組成は重量％）粉末を用いて、基板に空気中で普通のようにプラズマ吹き付けした。１回の吹き付け試行の際に、粉末担体ガスとしてアルゴンを酸素に置換した。各々の基板を熱板上で約１５０℃〜２００℃に加熱することにより、ルネ８０被覆の放出率を測定した。サンプルの一方の側に、黒色電気テープ（放出率約０．９６）の一片を取り付けた。これは基準面として作用する。被覆及び電気テープから放出された放射線を、アゲナ・サーモビジョン・モデル９７０ＳＷ／ＴＥＩＲ作像カメラを用いて観測した。カメラのスペクトル応答は約２．０ミクロン〜５．６ミクロンである。被覆から放出される放射線の光子束を電気テープから放出された放射線の光子束で除し、その結果に電気テープの放出率（０．９６）を乗ずることにより、放出率を計算した。参考のため、管製造設備で製造した銅上のＴｉＯ₂被覆の放出率も測定した。表１にこれらの測定結果を示す。表１平坦な銅基板上の空気プラズマ吹き付けによる金属被覆の放出率これらの初期の試行は、放出率に対する粉末の粒度及び粉末の部分的な酸化の影響を評価することに焦点を置いた。ルネ８０は、ある範囲の粉末寸法が容易に利用できる合金系として選択した。若干異なるトーチ条件を用いて、−１４０＋２７０メッシュのルネ８０の２つの沈積物を作成した。このため、表には放出率の２つの値が示されている。粉末が一層微細になれば、放出率が一層高い被覆が得られる点で、この試行は極めて勇気付けるものであった。担体ガスに酸素を添加しても、最も微細な粉末の放出率を改善するようには見えなかった。−４００メッシュのルネ８０被覆の高い放出率（０．７３）には驚くべきものがあった。例２上に述べたことがわかったことを根拠として、６つのＸ線管級の回転子に３品種の被覆を被覆した。この中には、プラズマ吹き付けした−４００メッシュのルネ８０、プラズマ吹き付けしたＮｉＣｒＡｌＹ（重量でＮｉ−２２Ｃｒ−１０Ａｌ−１Ｙ）、及びプラズマ吹き付けしたＮｉＣｒＡｌＹにプラズマ吹き付けしたＴｉＯ₂を重ねて被覆したものが含まれていた。更に、最初の放出率の測定値を検証することができるように、平坦な銅基板をこのような被覆で被覆した。６つのＸ線管級回転子を被覆する前に、スクラップの回転子を用いて所望の吹き付け条件を確立した。前に述べたＩＲカメラ方式を用いて、２つの別々の箇所における実際の回転子上の被覆の放出率を決定した。表２は被覆の各片種を有している回転子の放出率を示す。表２には、その当時の生産に用いられた酸素欠乏ＴｉＯ₂被覆をプラズマ吹き付けしたＧＥメディカル・システムズの回転子の測定された放出率も示してある。表２プラズマ吹き付けした回転子の放出率同じプラズマ吹き付けした被覆の放出率が、表２では表１よりもずっと高いことに注意されたい。最初は、平坦な基板では起こらなかったが、円筒形の基板への沈積には入射角の効果があるものと思われた。平坦な場合及び弯曲した場合のルネ８０及びＴｉＯ₂被覆を走査形電子顕微鏡で観察したとき、表面の特徴に目立った違いは認められなかった。表２に示す放出率データの重要な一面は、このような被覆では、ＧＥメディカル・システムズのプラズマ吹き付けしたＴｉＯ₂被覆とルネ８０被覆との間に事実上、放出率の差がないことである。もしＸ線管試験でルネ８０が耐久性のある被覆であることが実証されれば、これはＴｉＯ₂被覆に代わる優れた代替品になるはずである。例３真空熱サイクル試験候補となる放出性被覆の熱衝撃抵抗を評価するために、２つの別々の箇所で、真空熱サイクル試験を用いた。１つの箇所では、水素雰囲気を有するベルジャ内にＲＦコイルを取り付けた。ＲＦを用いて、ＴｉＯ₂を被覆した回転子を９３０℃に加熱し、室温まで冷却するに任せた。２色赤外線高温計を用いて温度を監視した。３サイクルの後に、ＴｉＯ₂ 被覆は破砕が始まった。プラズマ吹き付けしたルネ８０被覆は、６回の熱サイクルの後も破砕しなかった。第２の箇所では、ＲＦコイルが水素中ではなく真空内にあることを別として、同様な試験を実施した。第２の箇所では、赤外線高温計の代わりに、Ｋ形熱電対を用いて温度を測定した。ＲＦ加熱源は、４：１の逓降変圧器を介して約２００ｋＨｚ〜５００ｋＨｚで動作する５ｋＷのレペル誘導加熱器であった。回転子に良好に結合するには、途中まで平坦にした３／１６インチの導管の約１３ターンが必要であった。コイルは、回転子のスカートの下側２／３を覆った。回転子に装着された３つの熱電対を用いて、回転子の温度を測定した。それらの熱電対のうちの２つは、スカートの開口から約１インチの所にあり、９０°離れた位置にある。第３の熱電対は、回転子の頂部でＩＮ−７１８熱障壁に取り付けた。最初の試行の後に、スカートの近くにある熱電対は数℃の違いしかないことがわかり、そのため、１つの熱電対は取り除いた。加熱及び冷却の間の温度は、ソフトウェア及び第２の箇所に設けられた装置を用いているＰＣクローンに取り付けられたデータ変換データ記録カードを用いて記録した。典型的なサイクルは、回転子を室温から９３０℃まで加熱し、その後、回転子を約１００℃まで冷却するに任せるものである。加熱サイクルの間、回転子のスカート（管のうち、コイルの下方にある部分）の近くにある熱電対が９３０℃に達するには、約２分かかった。更に７分間（合計１０分間）電力をオンのままにして、熱障壁の温度が約７６５℃で平衡するようにした。ＴｉＯ₂及びルネ８０で被覆されたサンプルでは、冷却時間は約５０分であった。この熱サイクル試験を用いて、４つの回転子を評価した。標準的なＴｉＯ₂で被覆された回転子は、３回又は４回の熱サイクルの後に剥落が始まった。この結果は、第１の箇所に見られるものと一致しており、その場合に使用された水素の環境が被覆の損傷を変えるものではないことを示唆している。ルネ８０被覆にも９回のサイクルをかけたが、何ら剥落は起こらなかった。このことは、ルネ８０は剥落機構を通じては損傷しないことを示唆している。今述べた各々の熱サイクルの間に、回転子の温度を時間の関数として測定した。これらのデータを用いて、７００℃から５００℃まで冷めるのに要する、そして７００℃から４００℃まで冷めるのに要する時間の長さを決定した。回転子のスカートの近くにある制御熱電対からの温度データを用いた。すべての回転子は約４１０グラム〜４２０グラムの質量を有しており、従って、回転子の熱容量は同じであった。表３は、このような判定の結果をまとめたものであると共に、各々の被覆系の測定された放出率をも含んでいる。表３異なる被覆を有している回転子の冷却時間表３のデータは、各々の被覆に対する冷却時間が見合っていることを示している。ルネ８０及びＴｉＯ₂の冷却時間は驚くほど似ている。回転子上のルネ８０及びＴｉＯ₂の測定された放出率は殆ど同じである。同じ温度から冷却するのに、被覆されていない回転子はルネ８０又はＴｉＯ₂の場合よりも約４．２倍長い時間を要することは興味ある点である。これは、銅のそれに対するルネ８０の放出率の比と大体同じである。冷却時間は、熱サイクルの結果として起こり得る放出率の変化があるとすれば、その変化のよい指針である。ルネ８０の第９サイクルに対する冷却時間が他のサイクルと大体同じであることに注意されたい。このことは、ルネ８０の放出率がサイクル動作によって劣化しないことを示唆している。上に述べたことの結果として、ルネ８０の管を真空中で９３０℃で２４時間熱処理し、その後、管の冷却曲線を再び測定する計画を立てた。変化が全くなければ、それは、ルネ８０の放出率は高い温度でも時間に対して安定していることを示すものであろう。例４表３に示すように、ルネ８０で被覆された回転子は９３０℃まで９回のサイクルにかけても、剥落又は放出率の劣化が何らなかった。検査した後、同じ管を９３０℃までの１０回目のサイクルにかけて、その冷却曲線がそれまでのサイクルと大体同じであることを検証した。同じ管を９３０℃まで１１回目に加熱して、２１時間の間、真空中でこの温度に保った。熱処理の後、回転子の冷却曲線を測定して、それまでのサイクルと比較した。表４はこのような判定結果を示す。表４には、ＴｉＯ₂で被覆された回転子及び表３に含めた被覆されていない回転子に対する冷却曲線の結果をも示してある。表４のデータは、７００℃〜５００℃、そして７００℃ 〜４００℃に冷却する時間は、真空中での２１時間の熱処理の後に、目立って増加したことを示している。冷却速度の変化に基づいて、被覆の放出率は約０．７４と計算された（後で実際の測定によって確認された）。これは０．９０というもとの値からの放出率の１８％の減少である。熱処理の後に、ルネ８０被覆を検査すると、それが依然として接着性であるが、その色が一層明るい「銅色」に変化したことがわかった。熱処理の間、ＧＬＩＤＣＯＰの銅基板及びルネ８０が部分的に相互拡散し、こうしてルネ８０の放出率を低下させたものと思われる。これはルネ８０の放出性被覆系の考えられる不全メカニズムである。都合のよいことに、９３０℃での２１時間の露出は、Ｘ線管の動作中に起こるとは予想されず、又はこの他のどんな公知のＸ線管でも予想されず、厳しい温度露出を表している。表４異なる被覆を有している回転子の冷却時間温度サイクル装置の自動的な特徴を用いて、ＴｉＯ₂で被覆された回転子の寿命に対する温度サイクルの影響を調べた。１つの試験では、ＴｉＯ₂で被覆された回転子を８００℃に加熱し、室温まで冷却することを２回行った。回転子を検査すると、ＴｉＯ₂が回転子の大部分から剥げ落ちていることがわかった。第２のＴｉＯ₂で被覆された回転子は、合計５３サイクルにわたって同じ温度に露出したが、何ら破砕がなかった。これらの結果から、ＧＬＩＤＣＯＰに対する二酸化チタンの接着力には大きな変動があることがわかる。各々の回転子の経歴はわかっていないが、各々の回転子はあるＸ線管の工場での収縮から得られたものであり、従って、回転子は季節変動サイクルのみに露出している。例５次に、ルネ８０沈積物の放出率に対するガンから工作物までの距離、基板の組成（ＧＬＩＤＣＯＰ対銅）、ガンの移動速度、粉末の供給割合、２次ガス（水素対水素なし）の利用、及び沈積物の厚さの影響を評価するために、プロセスによる影響され易さの調査を実施した。表５は、吹き付けたままのルネ８０の放出率を、使用されたプロセス変数に対して比較したものである。大部分の沈積物（ラン１〜１２）は、再現性のある移動速度及びガンから基板までの距離を得るために、ガン並進機構を用いて形成された。基板は直径１．３１３インチのＯＦＨＣ銅管であった。生産用の回転子は、直径が１．４４０インチである。特に断る場合（ラン１９）を除き、回転速度は１００ｒｐｍに一定に保ち、基板はグリッド・ブラスティングした。この影響され易さの調査の本来の意図は、工場におけるオイル・ボックス及びガントリ試験での第１の箇所で評価されたもとの回転子を被覆するために用いられた基準吹き付けプロセスを確立することであった。このようなもとの被覆は、機械を用いる代わりに、手作業の吹き付けによって適用されていた。この基準を確立した後に、この基準より２倍及びその半分だけ、各々のパラメータを変えることにした。場合によっては、個別のパラメータをこのような大きな量だけ変えることが実際にはできなかったので、適当な調節をした。ラン１は、手作業の吹き付けによって得られたのと同様なルネ８０被覆を求めようとした最初の試みであった。毎秒２インチの移動速度は大き過ぎ、パスの回数は大き過ぎた。正味の結果として、被覆が不均一な標本になり、被覆は本来意図したものよりもずっと厚手であった。ラン２は、工場生産で製造されるときの吹き付け条件及び被覆の厚さをよく表すものであると考えられる。ラン３は最初の回転子が作成されたときに用いられた被覆の厚さ（約１．０ミル〜１．５ミル）をよく表している。ラン２〜４は、吹き付けたままの放出率に対する被覆の厚さの影響を示している。放出率は０．７１と０．７４との間で変化するだけであった。薄手の被覆は、厚手の被覆よりも若干よいように思われる。ラン５及び６は、粉末供給割合を基準から変えた。粉末供給割合を遅くしても、吹き付けたままのルネ８０の放出率に目立った変化はなかった。この場合も、薄手の被覆（ラン５）は、放出率が若干一層高くなるように思われる。ラン７〜１２は２次ガスとして水素を全く用いなかった。これらのランでは又、ガンから工作物までの距離及び沈積物の厚さを変えた。使用した粉末供給割合は３２グラム／分であった。表５のデータは、一層高い放出率を得るためには、水素を用いることが重要であることを示唆している。ラン１〜６（水素を用いている）の平均放出率は０．７２±０．０２であり、ラン７〜１２（水素なし）の平均放出率は０．６９±０．０２であった。水素を用いずに形成された沈積物では、被覆の厚さ及びガンから工作物までの距離は、吹き付けたときの放出率に対して重要な変数とは思われなかった。表５プラズマ・プロセス変数対吹き付けたときのルネ８０の放出率条件：１００ｒｐｍの回転速度で、グリッド・ブラスティングした基板。ガンは機械を用いて動かした。１）表面はグリッド・ブラスティングの代わりに、ビード・ブラスティングした。２）手作業で吹き付けた。水平パスのみである。回転を割り出した。基板は丸い。３）水平パスのみである。回転を割り出した。丸い基板上に平坦な区域を加工した。４）機械で吹き付けた。丸い表面上に平坦な区域を加工した。基板を回転させた。ガンを並進させた。５）機械で吹き付けた。丸い区域。基板は１００ｒｐｍで回転させた。ガンを並進させた。６）回転及びガンの並進は最大速度にした。被覆を介して銅を見ることができた。ラン１〜１２は２日間の期間にわたって作成され、その後、放出率の測定をしたことに注意されたい。その当時、ルネ８０の放出率は、丸い基板の上に沈積されたときに約０．８９（１つの測定値）であり、平坦な基板の上に沈積されたときに約０．７３（いくつかの測定値、あるものは他の箇所で確認された。）であると思われていた。ラン１〜１２に用いられた基板は、丸い銅の基板であり、０．８９に近い放出率が予想されていた。ラン１３〜２１は一層高い放出率を達成しようとする試みである。ラン１３〜１５は、例１でした通りにルネ８０を吹き付ける試みであった。沈積物は手作業で吹き付けた。厚さ及び基板の両方を変えた。放出率データは、グリッド・ブラスティングにかけたＧＬＩＤＣＯＰ上の薄手のルネ８０（１ミル）は、銅上の同じ材料（０．７７）よりも若干高い放出率（０．８０）を生ずることを示唆している。ルネ８０の厚さを５ミルに増加させると、この効果は消滅した。グリッド・ブラスティングをするときに、強度が一層高いＧＬＩＤＣＯＰは、高い放射率にとっては一層好ましい面になると考えられる。一層厚手の被覆は、この好ましい面をおそらく覆って、その面を復元していないものと思われる。ラン１３〜１５は、手作業の吹き付けが、機械による吹き付けよりも、放出率が若干一層高くなることを示唆している。吹き付けを行った職工との討論から、人間は被覆の外観に基づいて自分の吹き付け技術を適応させて、一層一様な被覆を作成することが示唆された。ラン１７及び１８は、表面予備処理及び一層高い水素レベルの効果を試験するために設計された。ガス混合物に５０％一層多くの水素を添加しても、放出率は変化せず、グリッド・ブラスティングの代わりに表面をビード・ブラスティングしても、放出率は変化しなかった。ラン１３〜１８から、手作業で吹き付けた管は、機械で吹き付けた管よりも放出率が一層高いことは明らかである。ラン１９は、丸い基板に比べて平坦な基板に吹き付けた効果、及び回転しない基板に比べて回転する基板に吹き付けた効果を区別する試みてあった。ＧＬＩＤＣＯＰの回転子に１／２インチ幅の平坦部をフライス加工した。回転子の半分はスプレイからマスクした。ラン１９ａ及び１９ｂでは、水平パスのみを用いて、回転子に手作業で吹き付けた。各々の水平パスの後に、完全に被覆されるまで回転子を割り出した。ラン１９ｃ及び１９ｄは、同じ回転子の残り半分に対して実施した。基板は１００ｒｐｍで回転させ、ガンは機械で並進させた。ラン１９のデータは、丸い区域（平坦に加工されていない）の放出率は、平坦な区域よりも若干低いことを示唆している。機械で吹き付けた区域は、手作業で吹き付けた区域よりも放出率が低い。ＧＥＭＳの両方の他の箇所で作成された早期の若干の管には「ダスチング」が観察されたので、プロセスによる影響され易さの調査の際に作成されたすべての被覆に対してテープ試験を実施した。ダスチングは本質的には、吹き付け後に、ルネ８０被覆の表面の上に少量の溶融しなかった又は蒸発して再び凝縮した粉末が捕捉されることがあることである。ダストが著しい場合には、スコッチ・テープでその若干が除去される。プロセスによる影響され易さの調査で作成されたどの管にも、残留ダストがなかった。これは、水素なしで作成された被覆も含んでいた。例６ＧＥの工場から、ルネ８０被覆を有している生産品の等級の１つの回転子を受け取った。早期の吹き付けパラメータの問題の結果として、この被覆は被覆の小さい区域の上に目に見える「しみ」があった。この被覆の放出率を測定したところ、約０．７１であることがわかった。赤外線像では、しみのある区域としみのない区域との間に放出率の違いは検出されなかった。放出率は、プロセスによる影響され易さの調査の際に測定された放出率に見合っていた。同じ生産品の等級の回転子を、真空熱サイクル装置で９３０℃まで８回加熱した。各々のサイクルで、冷却曲線を監視した。この冷却曲線に基づいて言うと、熱サイクルの間に、被覆の放出率は変化しなかった。サイクル動作の後に被覆を目で調べたところ、生産品のルネ８０管には破砕も剥がれも全くないことがわかった。要約すると、ルネ８０の放出率は吹き付けパラメータに比較的影響されないように思われる。ＧＬＩＤＣＯＰ基板上のルネ８０の放出率は、約０．７〜０．８で変化する。ダスチングは重大な問題であるとは思われない。工場で製造されているルネ８０被覆は、放出率のこの範囲内に入る。上に述べたところから、ルネ８０のような空気プラズマ吹き付けしたニッケルを基本とする超合金被覆から成っている回転子上の熱放出性被覆は、従来用いられていたＴｉＯ₂被覆に比べて剥落を防止する点で優れていることは明らかである。０．０５％よりも大きい延性（即ち、破損までの歪み）、銅及び鋼（又はどんな金属であっても、回転子に使用されている金属）に対する熱膨張のよい釣り合わせ、並びに（クロム、アルミニウム及びチタンの酸化物のような）Ｘ線管の環境内の安定な酸化物を有しており、約０．６〜約０．９８の放出率を有しているあらゆる被覆は、回転子被覆の剥落が起こるとしても、少なくとも４００００走査秒の利用の後だけであるように作用すると考えられる。平坦な銅基板の上の部分的に酸化した、空気プラズマ吹き付けした鉄被覆は、水素によって還元されないときに、０．７６〜約０．９０の範囲の放出率を有していることがわかった。空気プラズマ吹き付けした鉄及びＴｉＯ₂の両方を用いてサイクル試験を実施した。ＴｉＯ₂で被覆された材料は剥落したが、鉄で被覆された材料は剥落しなかった。鉄は延性のある金属被覆を形成しており、そのため、管の動作に伴う熱サイクルの間、銅のＸ線管回転子から破砕しないはずである。鉄は余り高価ではなく、ルネ８０（上に引用した出願に記載されている）よりも生産上の処理の問題が一層少なくなる可能性が大きいので、鉄は更に有利な材料になり得ると考えられる。鉄の膨張係数（約１２×１０^-6Ｋ^-1）は銅（約１８×１０^-6Ｋ^-1）よりも約１／３小さいが、鉄の延性及び膨張は、回転子被覆の破砕を防止するのに十分であると考えられる。一般的に、鉄はルネ８０よりも更に延性があるが、ＴｉＯ₂は全く延性がない。例７平坦な銅基板を６０メッシュの酸化アルミニウムを用いてグリッド・ブラスティングした。グリッド・ブラスティングした銅の放出率は、約０．２〜約０．３である。基板を超音波洗浄して、１０分間、メチル・クロロホルム溶媒中で脱脂した。アトランティック・イクイップメント・エンジニヤーズ社から入手した１ｍｍ〜５ｍｍの電界鉄をこの基板に空気プラズマ吹き付けした。鉄被覆の放出率は、熱板上で基板を約１５０℃〜２００℃に加熱することによって測定した。サンプルの一方の側に、黒色電気テープ（放出率約０．９６）の一片を取り付け、これが基準面として作用した。アゲナ・サーモビジョン９７０ＳＷ／ＴＥ型ＩＲ作像カメラを用いて、被覆及び電気テープから放出された放射線を観測した。カメラのスペクトル応答は、約２．０ｍｍ〜５．６ｍｍである。被覆から放出された放射線の光子束を電気テープから放出された放射線の光子束で除し、その結果に電気テープの放出率（０．９６）を乗ずることにより、放出率を計算した。参考のため、第１の箇所で製造された銅上のＴｉＯ₂被覆の放出率、及びＧＥコーポレイト・リサーチ・アンド・ディベロップメントで製造された銅上のルネ８０被覆の放出率を測定した。表６は、ＧＥコーポレイト・リサーチ・アンド・ディベロップメント及び第１の箇所で測定された放出率の値を示す。表６平坦な銅基板の上に空気プラズマ吹き付けした金属被覆の放出率この表のデータは、プラズマ吹き付けした鉄は、ルネ８０よりも若干高いが、ＴｉＯ₂よりも低い放出率を有していることを示している。この後、２つのＸ線管回転子に鉄を吹き付けた。回転子は真空中で、７２０℃ で約４時間、そして６２０℃で４時間熱処理した。熱処理の後に、鉄被覆の色は変わらず、放出率が変わらないことを示唆していた。例８プラズマ吹き付けした延性を有する金属（ルネ８０）の高い放出率は驚きであったので、他のプラズマ吹き付けした金属材料の放出率を評価した。従来のデータでは、粉末の寸法が微細である方が、ルネ８０では放出率が一層高くなることがわかっていたので、作業は４００メッシュ（＜３７μｍ）よりも細かい粉末に限定した。被覆は平坦なＯＦＨＣ銅基板の上に沈積した。若干の微細金属鉄を吹き付け、ＩＲカメラを用いて候補の被覆の放出率を測定した。表７はこのような測定の結果を示す。表７には又、平坦な標本上で測定されたＴｉＯ₂被覆及び−４００メッシュのルネ８０の放出率も示されている。表７平坦な銅基板上の空気プラズマ吹き付けした金属被覆の放出率（２．０μｍ〜５．６μｍ）この表から、３つ以外のすべてのプラズマ吹き付けした被覆は、ルネ８０よりも高い放出率を有していることがわかる。この結果は、プラズマ吹き付けしたニッケルを基本とする合金の放出率は、組成に影響されず、放出率はプラズマ吹き付けされて部分的に酸化した粗い面の結果である方が大きいことを示唆している。被覆の放出率を肉眼で等級に分けることができることがわかった。暗い色の被覆は、測定された放出率が一層高い。この結果を検査するために、サンプルを分光光度計を用いた放出率の判断のために送った。プラズマ吹き付けした鉄は、それを用いることが、生産設備で関心が持たれていたことがあったとしても、殆ど知られていなかったため、特に魅力的に思われる。このため、２つの回転子に鉄を吹き付け、真空で熱処理した。鉄を放出性被覆として用いることには２つの心配があった。１つの心配は、磁性鉄がモータの動作を妨げることであった。この相談をした知識を有する１人の人は、厚さ０．００１インチ〜０．００３インチの鉄被覆がモータの動作に目立った影響があるとは考えなかった。第２の心配は、鉄の高い放出率は、酸化鉄の存在によるものかもしれず、熱処理又は管の動作中に低下するおそれがあることであった。真空中での熱処理から、これが問題であるかどうかがわかるはずである。鉄で被覆された回転子の放出率を熱処理後に再び測定した。問題がなければ、鉄で被覆された回転子をＸ線管に組み込み、オイル・ボックス又はガントリ試験によって評価することができるはずである。例９４００メッシュよりも細かい（＜３７μｍ）粉末を用いて、この他のプラズマ吹き付けした金属材料の放出率を評価した。放出率の測定値に対する検査として、分光光度計を用いて放出率を測定し直した。表８はこれらの測定の結果を示す。ＣＲＤ測定値が２．０μｍ〜５．６μｍの範囲のＩＲ放射を用い、これに比べて第１の箇所では２．０μｍの放射が用いられたことを考えると、第１の箇所の値はＣＲＤの値に匹敵し得る。目標は、組成の違いが被覆の放出率に影響するかどうかを判断することであった。合金内のアルミニウム含有量とその放射率との間には、よい相関があると思われる。アルミニウムのレベルが高いと、放出率は一層低くなった。３１６ステンレス鋼、ＩＮ−７６１及び鉄はアルミニウムを全く有しておらず、これらは最も高い放出率を有している。ＩＮ−７１８のみが０．６％のアルミニウムを有している。ＲＤ−８ＡＨ及びＩＮ−１００は５．５％のアルミニウムを有しており、放出率が最も低い。ルネ８０及びルネ１２０は、３．０％及び４．８％のアルミニウムをそれぞれ有している。表８平坦な銅基板上の空気プラズマ吹き付けした金属被覆の放出率前に述べたように、プラズマ吹き付けした鉄は、内部処理の心配が一層少ないので、ニッケル及びクロムを有している放出性被覆に代わるものとして、特に魅力がある。合計５つの回転子に鉄を吹き付け、その後、真空で熱処理した。真空での熱処理の後に、鉄で被覆された１つの回転子の放出率は０．７７であると判定された。これは表３の値によく該当する。１つの鉄回転子をサイクル装置で６回サイクル動作にかけた。相次ぐ各々のサイクルと共に、一定の電力入力に対して、ピーク回転子温度が増加することが観察された。このことは、鉄で被覆された回転子の放出率が、各サイクル後に減少しつつあることを示唆した。鉄で被覆された回転子を試験から取り除いたときに、被覆は接着性であるが、「乳白色」を有していることが観察された。このことは、もとの被覆に若干の酸化鉄が存在しており、試験装置の高温水素雰囲気内で鉄に還元されたことを示唆する。この結果は、鉄被覆が管の環境内で不適当であることを意味するものではない。試験装置の水素雰囲気は、Ｘ線管よりも酸素の分圧が一層低いことがある。酸化鉄の安定性は温度の強い関数である。管の動作中、回転子の温度が８００℃を超えることはおそらくない。本発明では、放出率が熱サイクルと共に減少するかどうかを判定するために、１つの鉄回転子を真空中でＣＲＤ装置でサイクル動作にかける。このような観察から引き出すことのできる１つの結論は、プラズマ吹き付けした鉄被覆はルネ８０被覆よりも安定性が低いということである。同じ条件の下で、ルネ８０で被覆された回転子では、色の変化は観察されなかった。上に述べた結果を検証するために、鉄で被覆された回転子をＣＲＤ熱サイクル装置内で評価した。ＣＲＤでは、環境は水素ではなく、真空である。プラズマ沈積及び真空での熱処理の後に、鉄回転子の放出率を測定したところ、０．８０であることがわかった。１０^-7トルの真空内で、回転子を９３０℃に加熱して約１００℃まで冷却することを６回行った。回転子の冷却曲線を各サイクルの間監視して、放出率に変化があるかどうかを判定した。放出率の明らかな変化は認められなかった。このことは、後の放出率の測定によって確認された。サイクル動作の後に、回転子を装置から取り外して検査した。鉄被覆の破砕又はひび割れの兆候は全くなかった。これらの結果は、鉄酸化物がプラズマ吹き付けした鉄の放出性被覆の放出率に寄与することを示唆している。酸化クロムもルネ８０及びステンレス鋼の放出率に寄与しているかもしれない。９３０℃で元素の鉄と平衡しているウスタイト（ＦｅＯ）は、酸素の分圧が約１０^-16気圧（約１０^-13トル）である。これはＣＲＤ真空熱サイクル装置における予想された酸素の分圧よりもかなり低い。第１の箇所の熱サイクル装置における水素雰囲気が十分に乾燥していれば、酸素の分圧はウスタイトのそれよりも低いことが考えられる。このような状態では、鉄酸化物は分解して、元素の鉄を形成する。ＣＲＤ熱サイクルの結果に基づいて、鉄の放出性被覆は管の環境内でおそらく安定であろうと予想される。上に述べたところから、空気プラズマ吹き付けした鉄被覆で構成されている回転子上の熱放出性被覆は、従来用いられていたＴｉＯ₂被覆に比べて、剥落を防止する点で優れていることは明らかであろう。０．０５％よりも大きい延性（即ち、破損までの歪み）、銅及び鋼（又はどんな金属であっても、回転子に使用されている金属）に対して近い熱膨張の釣り合わせ、並びに（ＦｅＯ、Ｃｒ₂Ｏ₃、Ａｌ₂Ｏ₃のような）Ｘ線管の環境内にある安定な酸化物を有しており、約０．６〜約１．００の放出率を有しているあらゆる被覆は、回転子被覆の剥落がもし起こるとしても、少なくとも４００００走査秒の利用の後だけであるように作用すると考えられる。本発明の好ましい被覆は何よりも先に、鉄、ステンレス鋼等のような延性金属を含んでいる。この延性金属は、例えば、ＦｅＯ、Ｃｒ₂Ｏ₃、Ａｌ₂Ｏ₃又はＴｉＯ₂のように、プラズマ吹き付け過程から生ずる安定な酸化物を含んでいる。例えば、延性を有していないＴｉＯ₂のプラズマ吹き付け過程から生ずる従来の被覆のように、延性金属を含んでいないあらゆる被覆は、上に述べたような大容積の利用条件の下では剥落を起こすと考えられる。ここに述べた方法及び装置は、本発明の好ましい実施例を構成するものであるが、本発明は、この方法及び装置そのものに制限されず、請求の範囲に記載した本発明の要旨の範囲を逸脱せずに、その方法及び装置に変更を加えることができることを承知されたい。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Improved emissive coating for x-ray tube rotor Relationship with related applications This application is related to pending U.S. Patent Application No. 0, filed March 18, 1994. No. 8 / 210,823 and 08/222, filed Apr. 4, 1994. No. 780. The contents of these applications are to be referred to herein. Background of the Invention The present invention creates diagnostic and therapeutic radiological devices, and creates these devices. Regarding the method, and more specifically, an X-ray tube rotor as used in X-ray tubes For release coatings. One problem facing X-ray tube design engineers is that they occur during the X-ray generation cycle. The amount of heat generated. Specifically, silver lubricated bearings used in anode rotors Is the overheating caused by extremely high temperatures that occur in the X-ray tube during peak power situations. Therefore, there was a tendency to break down early. Specifically, the closest to the rotating target It is not unusual for a temperature around 700 ° C to be generated in the vicinity of a silver lubricated bearing. No. A problem with overheating of the rotor bearings is that the rotor skirt has a thickness of 0.001 inch. Oxygen deficient TiO_TwoBy spraying the coating with plasma, the anode rotor Uses release coating Has been effectively solved. Higher power X-ray tubes and near 24 hours continuous operation 7 days a week Other problems with anode rotors have arisen, along with the recent trend toward. It is a rotation Material peels off the surface of the child. Brittle TiO_TwoBy peeling or crushing Fine particles are generated, which migrate to the high electric field region of the X-ray tube, and thus high voltage anxiety It caused qualitative and arcing. Recent GE on-site verification of an X-ray tube shows that the emissive coating on the rotor has spalled Was found to be associated with about 62% of X-ray tube failures in the field. Used Plasma sprayed TiO_TwoInspection of the thermal expansion of the emissive coating, 350 ° C Sintering starts at a low temperature, and shrinks by 0.2% when heated to 800 ° C It turned out to seem like. Brittle TiO_TwoIs the maximum operating temperature of about 700 ° C Stress relief by sintering when exposed to, then compressed during thermal cycling Therefore, it is considered to be damaged. Recently, the problem of rotor spalling has reached an important point. X-ray tube during continuous operation The average x-ray tube life is limited by conventional TiO_TwoRotor cover When using a cover, it was about 28,000 scan seconds. Life span of about 28,000 scanning seconds Life is far from the guaranteed life of 50,000 scan seconds per x-ray tube, Approximately 60% is due to the detachment of the anode rotor, so the effectiveness of heat release characteristics is maintained. Improved rotation while having a coating that eliminates spalling The demands on the child became noticeable. Such a rotor coating composition is applied to a bearing. It has sufficient heat protection and can completely prevent the rotor coating from peeling off. Even without it, it has sufficient emission characteristics, with a noticeable decrease, the average X-ray tube Lifetime can be even closer to the guaranteed lifespan of 50,000 scan seconds desirable. Summary of the Invention In practicing the invention in a preferred form, the invention provides diagnostic and therapeutic radiation. Used in medical equipment, for example, X-ray tubes such as those incorporated in computed tomography scanners. The present invention provides an improved X-ray tube rotor emissive coating for use. Explained here One embodiment of the present invention is in the form of an X-ray tube for a particular GE X-ray tube system. I have. Each X-ray tube is usually enclosed in a protective casing filled with oil. It is. The glass jacket rotates the cathode plate, the rotating disk target, and the target. And a rotor that is part of the motor assembly to be driven. The outside of the X-ray tube A stator is provided that is close to the trochanter and overlaps about 2/3 of the length of the rotor Have been. The glass envelope allows the generated X-rays to escape from the X-ray tube Enclosed in an oil-filled lead casing that has a window to fill. is there The casing of the x-ray tube may include an expansion vessel such as a bellows. When electrons are emitted in a vacuum, accelerated, and then suddenly stopped, X-rays are generated. This is inside the X-ray tube Done in To emit electrons, a filament in the X-ray tube passes a current through it. As a result, it is heated to an incandescent state. The electrons are between the anode (positive) and the cathode (negative) Accelerated by high voltages (ranging from about 10,000 volts to over 100,000 volts) Impact on the anode, which causes the electrons to be suddenly decelerated. The anode is usually a target Although it is often called a rotating disk, the electron beam is Constantly incident on different points on the periphery of. The X-ray tube itself is made of glass, Enclosed in a protective casing filled with oil to absorb the generated heat . High voltage for operating the X-ray tube is supplied from a transformer (not shown). It is. The alternating current is a rectifier tube (or "valve") or, in some cases, a barrier layer rectifier Rectified by For therapeutic purposes, such as for the treatment of tumors, the X-rays used may be Generated at a much higher voltage (over 4,000,000 volts). Furthermore, radiation In radiology, electrons, neutrons and other fast particles (e.g. Released from radium and man-made radioactive materials. Radiation has also been used. In one particular embodiment of the invention, the x-ray tube is provided with an envelope and operatively located within the envelope. A defined cathode and an anode assembly operatively positioned within the envelope. The rotor operatively positioned relative to the stator and the rotor And an anode assembly including a target positioned at a first position. Times Trochanter, inner core and outer A rotor comprising a core and a coating operatively disposed on an outer surface of the outer core; Ensure that at least about 40,000 x-ray scan seconds are completed prior to failure due to coating spallation It has become. An x-ray system embodying another aspect of the invention includes a jacket and an operatively connected jacket. And at least one cooling means for cooling the x-ray system, An X-ray tube operatively positioned to generate X-rays. This X-ray The tube comprises a jacket, a cathode operatively positioned within the jacket, and an A positioned anode assembly that is operatively positioned with respect to a stator. Rotor and a target operatively positioned with respect to the cathode. Including an anode assembly. The rotor consists of an inner core, an outer core, and an outer core. And a coating operatively positioned on the outer surface of the rotor coating. At least about 40,000 x-ray scan seconds will be completed before crushing failure ing. Another aspect of the invention involves a method of manufacturing an X-ray tube rotor for use in an X-ray tube. It is. Accordingly, it is an object of the present invention to include an improved x-ray tube with increased scan life. An object of the present invention is to provide an X-ray system. Another object of the present invention is to provide a modification having a scan life of at least 40,000 scan seconds. An object of the present invention is to provide an improved X-ray tube. Another object of the invention is to provide an improved rotor coating that is resistant to spalling. To provide an X-ray tube You. Yet another object of the invention is to prevent spalling for at least 40,000 scan seconds. It is to provide an emissive coating for such an X-ray tube rotor. Other objects and advantages of the present invention will be apparent from the following description of the drawings. Let's be clear. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES FIG. 1a shows a plane view of a typical x-ray system having an x-ray tube disposed therein. FIG. FIG. 1b is a cross-sectional view of a portion taken from the x-ray system of FIG. 1a. FIG. 2 is a schematic diagram of another representative X-ray system. FIG. 3 is a partial sectional view of an X-ray tube showing a typical heat passage. FIG. 4 is a partial perspective view of a typical X-ray tube, partly removed and partly removed. It is shown in cross section, partly broken. FIG. 5 is a cross-sectional view of the X-ray tube rotor, showing the composition thereof. FIG. 6 is a graph showing the approximate thermal expansion of typical materials used in X-ray tube rotors. It is rough. Description of the preferred embodiment An X-ray system embodying the present invention in one preferred form is shown in FIGS. 1a, 1b and In FIG. 2, it is indicated generally by the reference numeral 20. As can be seen from these figures, Stem 20 An oil pump 22, an anode end 24, a cathode end 26, and an anode And a central portion 28 containing an X-ray tube 30. Cool oil A radiator 32 is disposed on one side of the center, and the radiator 32 Fans 34 and 36 operatively connected to the eater 32, wherein the hot oil is A fan that supplies a flow of cooling air over the radiator as it circulates through the radiator. May be provided. The oil pump 22 supplies hot oil to the system 20. And circulating through the radiator 32 and the like. As shown in FIG. 1b In addition, an electrical connection portion is formed in the anode socket 42 and the cathode socket 44. As shown in FIG. 2, the X-ray system is preferably made of aluminum And a casing 52 that is enclosed with lead and enclosed in a glass jacket 60. And a rotating target disk 56 and a rotator 58. The stator 43 is provided on the inside of the casing 52, which is internally covered with lead, and on the outside of the glass jacket 60. And is positioned with respect to the rotor 58. Casing 52 was previously described. As such, it is filled with oil for cooling and for high voltage insulation. X-ray emission A window 64 is operatively formed in casing 52 relative to target disk 56. So that the generated X-rays can leave the X-ray system 20 I do. As mentioned earlier, very high voltages and currents are used in certain x-ray tubes. The voltage is about 160kV maximum To a minimum value of about 80 kV and a current of about 400 ma From the maximum value to a minimum value of about 250 ma. As shown in FIGS. 3 and 4, the cathode 54 is positioned inside the glass jacket 60. Have been. As is well known, the inside of the glass jacket 60 is about 10^-Five~ About 10^-9Torr vacuum It has become. X-rays are generated by electricity, and the X-rays From the top to the anode target or the top of the target disk 56. Tar The get disk is countered by a countersunk nut 62 at one end and another nut at the other end 64. And is operatively connected to the rotating shaft 61 by a shaft. Front bearing 66 and rear bearing 68 is operatively disposed on shaft 61 and held in place in the usual manner Have been. Bearings 66 and 68 are typically silver lubricated and have a high operating temperature. May break down. A preload spring 70 is disposed about shaft 60 between bearings 66 and 68 and Thus, the load on the bearing is maintained as the anode assembly expands and contracts. Target Rotor rod 74 to separate the end of the rotor closest to rotor 56 from rotor hub 74. 72 are used. Both front 66 and rear 68 bearings It is held in place by 78 and 80. The rotor assembly also has a stem Includes ring and stem, all of which rotate with target 56 Helps child 58 to rotate. The temperature in the area of the filament 68 can be as high as about 2500 ° C. is there. As another temperature, the rotating target 5 rotating at about 10,000 rpm The temperature is about 1100 ° C. near the center of No. 6. Temperature of focal spot on target 56 May approach about 3200 ° C., and the temperature of the outer edge of the rotating target 56 may be about Approach 1300 ° C. The temperature in the area of the rotor hub 74 approaches 700 ° C. The receiving temperature approaches a maximum of 450 ° C. Of course, the rotor 58 and the solid It is thought that the temperature decreases as heading toward the constant element 43. Recently, the surface of the rotor 58 Was found to approach 700 ° C. During operation of an X-ray system with a GE X-ray tube, a severe protocol Users should scan as many scans as possible at high peak powers in the shortest possible time. By doing so, the maximum use of the system has been attempted. In such a continuous operation form One problem when using any x-ray system is the amount of heat generated. Real At this time, the heat may destroy the silver bearings 66 and 68, particularly the front bearing 66. Rotate X-ray tube target 56 and rotator 58 at 10000 rpm between scans The bearings will wear out early and cause the X-ray tube to fail. Become. Therefore, if there is more than 60 seconds between scans, the X-ray The system's operation control system software sets the rotor to completely zero (0) rp m is programmed to brake the rotor rapidly by decelerating to You. Only However, when ready to start scanning, the control system software As soon as possible, the target and rotor will be returned to about 10,000 rpm. Programmed. Utilizing such rapid acceleration and braking, In particular, acceleration from zero (0) to 10000 rpm and 10,000 rpm Numerous resonant frequencies that must be avoided when braking to zero (0) rpm Because there is. Immediately before a scan or series of scans and immediately after a scan or series of scans. Later, in order to pass such a resonance frequency as soon as possible, the X-ray system The target or anode to 10,000 rpm or zero within the shortest possible time (0) Apply maximum power to make it rpm. The X-ray tube target and the rotor take about 12 seconds to about 15 seconds, It can accelerate up to 10,000 rpm and can decelerate at almost the same speed Note that The vibration at the resonance frequency will not stop the X-ray tube without braking. It's a real problem if you let it spin. Such rapid acceleration up to 10000 rpm and 0 to 10000 rpm The mechanical and thermal stresses on the rotor 58 during direct braking I understood. Due to such stress, the TiO on the rotor surface_TwoPart of the coating is Spalling at the rotor that is closest to the stator with the greatest loss and heating become. Such fine particles or flakes are attracted to a strong electric field such as the cathode 54. And was found to adhere to it electrostatically. Since such flakes are attracted to the cathode 54, they are disturbed by the high voltage arc. A problem with disturbance occurred. Such a high-voltage arc starts from the negative area, As a result, when such an arc and an unstable state occur during X-ray scanning, The need to repeat the scan arises. As is well known, the surface of the cathode 54 in the X-ray tube 30 is extremely smooth. Designed with no protruding parts. This means that even if one point is a little Above this point, a high electric field is created, which can lead to an arc from this high point Because. This particular phenomenon is caused by the peeling of the coating of the rotor 58 and the This is the reason why the cathode 54 moves to the high electric field region of 0, and particularly, the cathode 54 is a failure of the GE X-ray tube. Cause (about 60%). Therefore, when using strict protocols Having a coating that prevents spalling of the coating and has an acceptable release rate There is a demand for trochanters. Rotor stability, especially to prevent stripping of coatings when using stringent protocols One other key is the relative coefficient of expansion between steel, copper and cladding. In FIG. As shown, copper has a coefficient of thermal expansion of about 18 × 10^-6K^-1Steel has a coefficient of thermal expansion of about 12 × 10^-6K^-1It is. TiO used conventionally_TwoThe coating has a coefficient of thermal expansion of about 8 × 10^-6K^-1Which is about half of copper. An X-ray tube rotator at one site is initially made of TiO_TwoBelieve that the coating had come off Has a torn outer surface that has been torn I understand. Such initial spallation was thought to be related to the tearing of the copper outer surface. To solve the problem, SCM Corporation's trademark GLIDCOP ( A special copper alloy called oxide dispersion strengthened copper) was used. GLIDCOP is a copper Has about 92% of the gas and thermal properties and has about the same thermal expansion as copper However, the yield strength is 8 to 10 times that of copper. FIG. 6 shows the expansion of regular copper in combination with steel. Specifically, line 94 is The point where the line 93 splits is the temperature at which the stress of the copper exceeds its yield point, The rotor with this normal copper yields and its coefficient of thermal expansion increases with temperature Sometimes it is equivalent to line 93. As represented by line 94 before point 95, GLIDCO When using P copper, GLIDCOP copper yields like GLIDCOP copper To have a relatively high coefficient of thermal expansion. GLIDCOP It was thought that this would solve the problem of the broken outer surface of the X-ray tube rotor. Has TiO_TwoThe spalling of the coating became worse. GLIDCOP is operating the X-ray tube In addition, the effective expansion of the copper-steel is GLIDCO Since it is smaller than the effective thermal expansion of P-steel, the combination of GLIDCOP-steel Than TiO_TwoThe problem of coating spalling was exacerbated. Referring now particularly to FIG. 5, the rotor 58 in one form of the invention It includes an inner member 90 of 1018 steel, which may be a brazing-like hand. Made by step Preferably, it has a copper outer member 92 that is dynamically connected. Fig. 5 It shows that steel is relatively thicker than copper, It should be appreciated that the steel and copper parts are preferably of about the same thickness. To manufacture a rotor, a gold-copper filter is attached to a hollow steel cylindrical member such as 1018 steel. Electroplate. A complementary hollow copper member is placed on the steel cylinder and the outer surface of the steel and And the inner surfaces of the copper cylinder are in contact. TZM molybdenum Placed in a die to constrain the expansion of the outer copper, a high temperature typically performed in a vacuum Keep the copper and steel in contact during brazing. After processing of the rotor, the outer surface of the copper member 92 was used to release excess heat from the rotor. When operating in an extreme protocol, the rotor 58 Prevents spalling or crushing. In a preferred embodiment of the present invention, the coating 96 applied to the rotor may be Rene 80 or Nickel-based superalloys sprayed with air plasma such as NiCrAlY It was a coating. Such coatings are believed to have a release rate of about 0.71 to about 0.79. Can be This release rate is similar to conventional TiO_TwoLower than the coating, but about 63 After 000 scan seconds, at least one X-ray tube having a Rene 80 coating No flaking occurred when used with a new protocol. More indoor (in-house ) For oil box and gantry tests Also, no peeling occurred. Nickel-based superalloy coatings are metal Therefore, it also has some ductility, and this is the effect of the rotor 58 having the rune 80. This prevents the cladding from tearing and peeling off at the surface, thus eliminating the previously mentioned arcing problems. It seems to prevent. Rene 80 also has a better expansion balance with the rotor (Approximately the same as copper), it is very likely that this has also contributed to preventing the coating large. Example 1 Grit blasting of a flat copper substrate using 60 mesh aluminum oxide (Or sand blasting). Grit blasting The release rate of the applied copper is about 0.2-0.3. By ultrasonic means, etc. The substrate was cleaned and degreased in a chloroform solvent for about 10 minutes. −140 + 27 0 mesh and -400 mesh Rene 80 (Ni-14Cr-9.5Co-5) Ti-4Mo-4W-3Al-0.17C-0.03Zr-0.015B, composition The substrate was plasma sprayed in air as usual using the powder. During one spray trial, argon was replaced by oxygen as the powder carrier gas. By heating each substrate on a hot plate to about 150-200 ° C., The release rate of the coating was measured. On one side of the sample, a black electrical tape (approx. . 96) was attached. This acts as a reference plane. Coating and electric tape Radiation emitted from the Observations were made using a KYN model 970SW / TE IR imaging camera. Camera The spectral response is between about 2.0 microns and 5.6 microns. Released from the coating The photon flux of radiation is divided by the photon flux of radiation emitted from the electrical tape, and the result is The release rate was calculated by multiplying the release rate of the electrical tape (0.96). For reference, TiO on copper manufactured at tube manufacturing facility_TwoThe release rate of the coating was also measured. Table 1 shows the results of these measurements. Table 1 By air plasma spraying on a flat copper substrate Metal coating release rate These initial trials were based on the particle size of the powder versus the release rate and the partial oxidation of the powder. Focused on assessing impact. Rene 80 has a range of powder sizes that are easily Available alloy Selected as the system. -140 + 270 mesh using slightly different torch conditions Two deposits of Rene 80 were made. For this reason, the table shows two values for the release rate. Have been. If the powder becomes finer, a coating with a higher release rate can be obtained. This trial was very encouraging. Even if oxygen is added to the carrier gas, It did not appear to improve the release rate of the fine powder. -400 mesh Rene The high release rate (0.73) of the 80 coating was surprising. Example 2 Based on the above-mentioned findings, three X-ray tube-type rotors have three items. The seed coating was coated. In this, plasma sprayed -400 mesh ru Ne80, NiCrAlY sprayed by plasma (Ni-22Cr-10A by weight) 1-1Y), and plasma sprayed on plasma sprayed NiCrAlY TiO_TwoWas covered and covered. In addition, the initial release rate measurement A flat copper substrate was coated with such a coating so that it could be verified. Six Before coating the X-ray tube rotator, the desired spraying with a scrap rotator Conditions have been established. Using the previously described IR camera scheme, the actual rotor at two separate locations The release rate of the above coating was determined. Table 2 shows the release rates of rotors with each type of coating Is shown. Table 2 shows the oxygen-deficient TiO used for production at that time._TwoPlas coating Also shows the measured release rate of GE Medical Systems rotor sprayed It is. Table 2 Emission rate of rotor sprayed with plasma The emission rate of the same plasma sprayed coating is much higher in Table 2 than in Table 1. Please be careful. Initially, this did not happen on a flat substrate, but on a cylindrical substrate It was thought that the angle of incidence had an effect on the deposition of. Flat and curved Rene 80 and TiO_TwoWhen the coating was observed with a scanning electron microscope, the surface features No standing differences were noted. An important aspect of the release rate data shown in Table 2 is that for such coatings, GE Medica Le Systems plasma sprayed TiO_TwoBetween the coating and Rene 80 coating In effect, there is no difference in release rates. If Rene 80 is durable in X-ray tube test If the coating proves to be_TwoIt is an excellent alternative to coating Should be. Example 3 Vacuum heat cycle test To evaluate the thermal shock resistance of the candidate emissive coating, at two separate points: A vacuum heat cycle test was used. One At the location, the RF coil was mounted in a bell jar having a hydrogen atmosphere. RF Using TiO_TwoThe rotor coated with is heated to 930 ° C and cooled to room temperature. I let you. The temperature was monitored using a two-color infrared pyrometer. After three cycles, the TiO_Two The coating began to fracture. The plasma sprayed Rene 80 coating was heat cycled six times. Did not break even after In the second part, apart from the fact that the RF coil is in a vacuum rather than in hydrogen, A similar test was performed. In the second part, instead of the infrared pyrometer, use a K-type thermocouple Was used to measure the temperature. The RF heating source is about 200 volts via a 4: 1 step-down transformer. A 5 kW Lepell induction heater operating at kHz-500 kHz. To the rotor Approximately 13 turns of a 3/16 inch conduit that is partially flattened for good connection Was needed. The coil covered the lower 2/3 of the rotor skirt. To the rotor The temperature of the rotor was measured using three mounted thermocouples. Of those thermocouples Two of them are about 1 inch from the skirt opening and 90 ° away is there. A third thermocouple was attached to the IN-718 thermal barrier at the top of the rotor. the first After the trial, it turns out that the thermocouple near the skirt only differs by a few degrees Celsius Therefore, one thermocouple was removed. The temperature during heating and cooling is controlled by software Attached to the PC clone using the hardware and the device provided at the second location. The data was recorded using a data conversion data recording card. A typical cycle involves heating the rotor from room temperature to 930 ° C. Heating and then letting the rotor cool to about 100 ° C. Heating rhino Between the rotor and the skirt of the rotor (the part of the tube below the coil) It took about 2 minutes for the thermocouple to reach 930 ° C. 7 minutes (total 10 minutes) ) Power was left on to allow the thermal barrier temperature to equilibrate at about 765 ° C. TiO_TwoAnd samples coated with Rene 80, the cooling time was about 50 minutes . Using this heat cycle test, four rotors were evaluated. Standard TiO_Twoso The coated rotor began to spall after three or four thermal cycles. This result The result is consistent with that found in the first section, in which case the hydrogen used was It suggests that the environment does not alter the damage to the coating. Rene 80 coating After 9 cycles, no spalling occurred. This means that Rene 80 Suggests no damage through the exfoliation mechanism. During each of the thermal cycles just mentioned, rotor temperature was measured as a function of time . Using these data, it is necessary to cool from 700 ° C to 500 ° C. The time required to cool from 700 ° C. to 400 ° C. was determined. Of the rotor Temperature data from a control thermocouple near the skirt was used. All rotors It has a mass of about 410 grams to 420 grams, so the heat capacity of the rotor is It was the same. Table 3 summarizes the results of such determinations, and It also includes the measured release rates of the various coating systems. Table 3 Cooling time of rotors with different coatings The data in Table 3 shows that the cooling time for each coating was commensurate. You. Rene 80 and TiO_TwoThe cooling times are surprisingly similar. Rene 80 on rotor And TiO_TwoAre almost the same. To cool from the same temperature The uncoated rotor is Rene 80 or TiO._TwoAbout 4.2 times longer than It is interesting to take time It is a point. This is roughly the same as the ratio of the release rate of Rene 80 to that of copper. . The cooling time should be based on the possible release rate changes as a result of the thermal cycle. , A good guide for that change. Cooling time for the 9th cycle of Rene 80 Note that it is roughly the same as a cycle. This indicates the release rate of Rene 80 Does not deteriorate by the cycle operation. As a result of the above, Rene 80 tubes were heated at 930 ° C. for 24 hours in vacuum. After processing, it was planned to measure the cooling curve of the tube again. There must be no change If that is the case, it is clear that the release rate of Rene 80 is stable with time even at high temperatures It will be shown. Example 4 As shown in Table 3, the rotor coated with Rene 80 was cycled nine times to 930 ° C. No peeling or degradation of the release rate was observed. After inspection, put the same tube in 9 Over the 10th cycle up to 30 ° C, the cooling curve shows the previous cycle And verified that they are almost the same. Heat the same tube to 930 ° C for the eleventh time, This temperature was maintained in vacuo for 21 hours. After heat treatment, measure the cooling curve of the rotor. And compared with previous cycles. Table 4 shows such a determination result. table 4 contains TiO_TwoCoated rotor and uncoated rotor included in Table 3 The results of the cooling curve for are also shown. The data in Table 4 is from 700 ° C. to 500 ° C. and 700 ° C. The time to cool to ~ 400 ° C is significantly increased after heat treatment in vacuum for 21 hours. Indicates that it has been added. Based on the change in cooling rate, the release rate of the coating is about 0.7 4 (later confirmed by actual measurements). This is 0.90 An 18% reduction in the release rate from the original value. After heat treatment, inspect Rene 80 coating. On examination, it is still adhesive, but its color changes to a lighter "copper color". It turned out that it became. During heat treatment, GLIDCOP copper substrate and Rene 80 It is thought that they interdiffused partly, thus reducing the release rate of Rene 80. This This is a possible failure mechanism of the Rene 80 release coating system. A convenient thing By the way, a 21 hour exposure at 930 ° C. is not expected to occur during operation of the X-ray tube Or any other known x-ray tube is not expected and represents severe temperature exposure. You. Table 4 Cooling time of rotors with different coatings Using the automatic features of the temperature cycling device, TiO_TwoLife of rotor coated with The effect of temperature cycling on life was investigated. In one test, TiO_TwoCovered with 8 rotors Heating to 00 ° C. and cooling to room temperature were performed twice. When inspecting the rotor, T iO_TwoWas found to have peeled off most of the rotor. Second TiO_TwoIn The overturned rotor was exposed to the same temperature for a total of 53 cycles, but no breakage occurred. There was no crush. From these results, the adhesion of titanium dioxide to GLIDCOP It can be seen that there is a large fluctuation in the force. I don't know the history of each rotor , Each rotor is obtained from a factory shrinkage of an X-ray tube, The rotor is exposed only to the seasonal cycle. Example 5 Next, the distance from the gun to the workpiece relative to the release rate of Rene 80 deposits, the set of substrates (GLIDCOP vs. copper), gun moving speed, powder supply ratio, secondary gas (hydrogen Process to assess the effect of sediment thickness and the use of A survey was conducted to determine the susceptibility. Table 5 shows the release rate of Rene 80 as sprayed Against the process variables used. Most of the sludge (la 1 to 12) are to obtain a reproducible moving speed and a distance from the gun to the substrate. Was formed using a gun translation mechanism. Substrate is 1.313 inch diameter OFHC It was a copper tube. The production rotor has a diameter of 1.440 inches. A place to refuse Except for the case (run 19), the rotation speed was kept constant at 100 rpm, and the substrate was a grid. ・ Blasting. The original intention of this susceptibility study was to The original rotor evaluated in the first place in the oil box and gantry test The purpose was to establish the reference spraying process used for coating. this Such an original coating is applied by hand spraying instead of using a machine. Had been. After establishing this criterion, each parameter is doubled and halved from this criterion. Decided to change the data. In some cases, individual parameters must be I couldn't really change that much, so I made the appropriate adjustments. Run 1 required a Rene 80 coating similar to that obtained by manual spraying. This was the first attempt. The speed of 2 inches per second is too fast, The number was too large. The net result is an uneven specimen of the coating, which is It was much thicker than what was shown. Run 2 is used when manufactured in factory production It is believed that this is a good representation of the spray conditions and coating thickness. Run 3 is first The thickness of the coating used when the rotor was made (about 1.0 mil to 1.5 mil) ). Runs 2-4 are based on coating thickness versus as-blown release rate. Shows the effect of The release rate only varies between 0.71 and 0.74 Was. Thin coatings seem to be slightly better than thick coatings. Runs 5 and 6 Changed the powder supply ratio from the standard. Even if the powder feed rate is slowed down, There was no noticeable change in the release rate of Rene 80. In this case, too, 5) thought that the release rate would be slightly higher Will be Runs 7-12 did not use any hydrogen as a secondary gas. Again in these runs The distance from the gun to the workpiece and the thickness of the deposit were varied. Powder supply ratio used Was 32 grams / minute. The data in Table 5 shows that to obtain a higher release rate, It suggests that the use of hydrogen is important. Runs 1-6 (using hydrogen Average release rate is 0.72 ± 0.02, for runs 7-12 (without hydrogen). The average release rate was 0.69 ± 0.02. With deposits formed without using hydrogen The thickness of the coating and the distance from the gun to the workpiece affect the release rate when sprayed. Did not seem to be an important variable. Table 5 Plasma process variables vs. when sprayed Rene 80 release rate Conditions: Grid blasted substrate at a rotation speed of 100 rpm. Moth Was moved using a machine. 1) Bead blasting instead of grid blasting did. 2) Sprayed by hand. Only horizontal passes. I figured out the rotation. The substrate is round. 3) Only horizontal pass. I figured out the rotation. Add a flat area on a round substrate Worked. 4) Sprayed with a machine. Flat areas were machined on a round surface. Rotated substrate I let you. Translated the gun. 5) Sprayed with a machine. Round area. The substrate was rotated at 100 rpm. gun Was translated. 6) Rotation and translation of the gun were at maximum speed. You can see the copper through the coating Came. Runs 1-12 were made over a period of two days, after which the release rate was measured. Please note that. At that time, the release rate of Rene 80 was deposited on a round substrate 0.89 (one measurement) when deposited and deposited on a flat substrate About 0.73 (some measurements, some were confirmed elsewhere). Was thought to be The substrates used for Runs 1-12 were round copper substrates, . Emission rates approaching 89 were expected. Runs 13-21 achieve higher release rates An attempt to do so. Runs 13-15 spray Rene 80 as in Example 1 It was an attempt to run. The sludge was sprayed by hand. Changed both thickness and substrate . Emission rate data is thin on GLIDCOP subjected to grid blasting Rene 80 (1 mil) has a slightly higher release rate (0.77) than the same material on copper (0.77). 0.80). Increase the thickness of Rene 80 to 5 mils This effect has disappeared. More strength when grid blasting High GLIDCOP is considered to be a more favorable surface for high emissivity You. A thicker coating would probably cover this preferred side and restore that side Seems not. Runs 13-15 show that manual spraying has a higher release rate than mechanical spraying. Is slightly higher. From discussion with the craftsman who sprayed, Humans adapt their spraying techniques based on the appearance of the coating to provide a more uniform coating. It was suggested to create. Runs 17 and 18 test the effect of surface pretreatment and higher hydrogen levels Designed for. Even if 50% more hydrogen is added to the gas mixture, the release rate is still No change, bead blasting the surface instead of grid blasting However, the release rate did not change. Hand-sprayed tubes from runs 13-18 It is evident that the release rate is higher than that of machine blown tubing. Run 19 has the effect of spraying on a flat substrate compared to a round substrate, and does not rotate Spraying on rotating substrate compared to substrate Attempts were made to distinguish the girder effect. GLIDCOP rotor with 1/2 inch width The flat part was milled. Half of the rotor was masked from spray. Run 19 In a and 19b, the rotor was manually sprayed using only the horizontal pass. Each After the horizontal pass, the rotor was indexed until completely covered. Run 19c and 19d was performed on the other half of the same rotor. Substrate rotates at 100 rpm The gun was translated mechanically. The data for run 19 is a rounded area (flattened). (Not shown) is slightly lower than in flat areas. machine Areas sprayed with have lower emission rates than areas sprayed manually. Some of the early pipes made elsewhere in GEMS have "dusting" Observed, all surveys created during the process susceptibility study A tape test was performed on the coating. Dusty is essentially after spraying, A small amount of unmelted or evaporated and recondensed powder on the surface of Rene 80 coating Is sometimes captured. If dust is significant, use a scotch tape Some of it is removed with a pump. Produced in a process susceptibility study No residual dust was found in the tube. This includes coatings made without hydrogen Was. Example 6 Received one rotor of product grade having a Rene 80 coating from GE factory I got it. As a result of the problem of the early spray parameters, this coating Above the area Had a visible "stain". The release rate of this coating was measured to be about 0.7 It turned out to be 1. In the infrared image, the area with stain and the area without stain No difference in release rate was detected between them. Release rate is sensitive to process Release rate measured during the survey. A rotor of the same product grade is heated to 930 ° C. eight times in a vacuum heat cycler. Was. At each cycle, the cooling curve was monitored. Based on this cooling curve, During the thermal cycle, the release rate of the coating did not change. Coating after cycle operation Visual inspection revealed that the Rene 80 tube produced was not crushed or peeled at all. Was. In summary, the release rate of René 80 is relatively insensitive to spray parameters Seems like. The release rate of Rene 80 on the GLIDCOP substrate is about 0.7-0.8 To change. Dusty does not seem to be a serious problem. Manufactured in factory Rene 80 coatings fall within this range of release rates. From the above description, air plasma sprayed nickel such as Rene 80 Heat-releasing coatings on rotors consisting of superalloy coatings based on TiO_TwoIt is clear that it is superior to the coating in preventing spalling. You. Ductility greater than 0.05% (ie, strain to failure), copper and steel (or Good balance of thermal expansion with respect to the metal used for the rotor And X (such as oxides of chromium, aluminum and titanium) It has stable oxides in the environment of the tube and has an emission rate of about 0.6 to about 0.98. Any coating that is present will have at least 40 It is believed to work only after the use of 000 scan seconds. A partially oxidized, air plasma sprayed iron coating on a flat copper substrate Has a release rate in the range of 0.76 to about 0.90 when not reduced by hydrogen I understood that. Air plasma sprayed iron and TiO_TwoUsing both Cycle test. TiO_TwoThe material covered with flaked off, but covered with iron The material removed did not spall. Iron forms a ductile metal coating, which can cause thermal cycling during tube operation. Should not break from the copper X-ray tube rotor during Iron is not too expensive, There are fewer production processing problems than Rene 80 (described in the above cited application). Iron is likely to be a more advantageous material because of the greater possibility of fewer layers . The expansion coefficient of iron (about 12 × 10^-6K^-1) Is copper (about 18 × 10^-6K^-1About 1) / 3 small, but the ductility and expansion of the iron is sufficient to prevent fracturing of the rotor coating It is thought that. Generally, iron is more ductile than Rene 80, but TiO_TwoIs No ductility at all. Example 7 Grid blasting of a flat copper substrate using 60 mesh aluminum oxide I did it. The release rate of grid blasted copper is from about 0.2 to about 0.3 It is. substrate Was ultrasonically washed and degreased in a methyl chloroform solvent for 10 minutes. Atlas 1mm to 5mm obtained from Intik Equipment Engineers Was sprayed on the substrate with air plasma. The release rate of the iron coating is determined by heating the substrate to about 150 ° C to 200 ° C on a hot plate. Was measured. On one side of the sample, a black electrical tape (emission rate about 0.96) A strip was attached, which served as a reference surface. Agena Thermovision 970 Radiation emitted from coatings and electrical tapes using SW / TE IR imaging camera A line was observed. The spectral response of the camera is between about 2.0 mm and 5.6 mm. Radiation photon flux emitted from electrical tape with radiation photon flux emitted from coating Bunches and multiplying the result by the electrical tape release rate (0.96) The exit rate was calculated. For reference, TiO on copper manufactured in the first place_TwoRelease of coating Production and manufactured by GE Corporate Research and Development The release rate of the Rene 80 coating on the deposited copper was measured. Table 6 shows GE Corporate Lisa The release and release rates measured at the first point. You. Table 6 Air plasma sprayed on a flat copper substrate Metal coating release rate The data in this table show that plasma sprayed iron is slightly higher than Rene 80, TiO_TwoIt has a lower release rate. Thereafter, iron was sprayed on the two X-ray tube rotors. The rotor is 720 ° C in vacuum For about 4 hours and at 620 ° C. for 4 hours. After heat treatment, the color of the iron coating will change No change, suggesting that the release rate did not change. Example 8 The high release rate of plasma sprayed ductile metal (Rene 80) is surprising. Therefore, the emission rates of other plasma-sprayed metal materials were evaluated. Traditional day The smaller the powder size, the higher the release rate in Rene 80 Was known, so the work was reduced to powder finer than 400 mesh (<37 μm). Limited. The coating was deposited on a flat OFHC copper substrate. Blow some fine metallic iron And the release rate of the candidate coating was measured using an IR camera. Table 7 shows the results of such a measurement. Table 7 also shows the T measured on a flat specimen. iO_TwoAlso shown is the release rate of coated and -400 mesh Rene 80. Table 7 Air plasma sprayed on flat copper substrate Release rate of metal coating (2.0 μm to 5.6 μm) From this table, all but three plasma sprayed coatings are from Rene 80 It can be seen that also has a high release rate. This result is The release rate of the nickel-based alloy is independent of composition, and the release rate is Zuma sprayed and partially oxidized rough surface suggests larger result are doing. It has been found that the release rate of the coating can be visually graded. Dark The less colored coating has a higher measured release rate. To check this result, Pulls were sent for emission rate determination using a spectrophotometer. Plasma sprayed iron is used in production facilities and is of interest It seemed particularly attractive, if at all, because little was known You. For this, two rotors were sprayed with iron and heat treated in vacuum. Release iron There were two concerns about using it as a cover. One concern is that magnetic iron Was to hinder operation. One person who has the knowledge of this consultation, 001 inch to 0.003 inch iron coating has noticeable effect on motor operation I did not think. The second concern is that the high release rate of iron is due to the presence of iron oxide Which may be reduced during heat treatment or tube operation. vacuum The heat treatment inside will tell you if this is a problem. Covered with iron The release rate of the removed rotor was measured again after the heat treatment. If there is no problem, covered with iron Rotator incorporated in X-ray tube and evaluated by oil box or gantry test Should be able to. Example 9 Other powders using powders finer than 400 mesh (<37 μm) Evaluate the release rate of the sprayed metal material Valued. Measure emission rate using a spectrophotometer as a test for emission rate measurements I did it again. Table 8 shows the results of these measurements. CRD measurement value is from 2.0 μm to 5. Using IR radiation in the range of 6 μm, compared to 2.0 μm radiation at the first location Given that was used, the value in the first place may be comparable to the value of CRD. The goal is to determine if compositional differences affect the release rate of the coating. Was. There is a good correlation between the aluminum content in the alloy and its emissivity Will be The higher the level of aluminum, the lower the release rate. 316 steps Stainless steel, IN-761 and iron have no aluminum, Also have a high release rate. Only IN-718 has 0.6% aluminum ing. RD-8AH and IN-100 have 5.5% aluminum , The lowest release rate. Rene 80 and Rene 120 are 3.0% and 4.8% Each has minium. Table 8 Air plasma sprayed on flat copper substrate Metal coating release rate As mentioned earlier, plasma sprayed iron has less concern for internal processing As a replacement for emissive coatings with nickel and chromium, have power. Iron was sprayed on a total of five rotors and then heat treated in vacuum. After heat treatment in vacuum, the release rate of one iron-coated rotor is 0.77. It was determined that. This corresponds well to the values in Table 3. Cycling one iron rotor Were cycled 6 times. Constant power input with each successive cycle Increase in the peak rotor temperature I was guessed. This means that the release rate of the iron-coated rotor decreases after each cycle. Suggested that it is on the way. When the iron-coated rotor is removed from the test The coating was observed to be adhesive, but to have a "milky white". this thing Means that some iron oxide is present in the original coating, It suggests that it was reduced to iron. This result does not mean that the iron coating is unsuitable in the tube environment . The hydrogen atmosphere of the test apparatus may have a lower oxygen partial pressure than the X-ray tube. acid Iron fossil stability is a strong function of temperature. During operation of the tube, the temperature of the rotor Probably not. In the present invention, does the release rate decrease with thermal cycling? Cycle operation of one iron rotor in vacuum with a CRD device to determine To One conclusion that can be drawn from such observations is that plasma blowing The screeded iron coating is less stable than the Rene 80 coating. Same article Under the circumstances, no color change was observed on the rotor coated with Rene 80. To verify the results described above, an iron-coated rotor was subjected to a CRD thermal cycle. It was evaluated in the apparatus. In CRD, the environment is not hydrogen but a vacuum. Plasma deposition After heat treatment in vacuum and vacuum, the iron rotor release rate was measured to be 0.80. I found it. 10^-7Heat the rotor to 930 ° C. in a vacuum of Cooling to 00 ° C. was performed six times. Monitor rotor cooling curve during each cycle do it, It was determined whether there was a change in the release rate. No obvious change in release rate Was. This was confirmed by subsequent release rate measurements. After cycling The rotor was removed from the apparatus and inspected. No signs of crushing or cracking of the iron coating I didn't. These results indicate that the release rate of the iron oxide plasma sprayed iron release coating is Suggests contributing. Chromium oxide also emits Rene 80 and stainless steel May have contributed. Wustite which is in equilibrium with the elemental iron at 930 ° C ( FeO) has a partial pressure of oxygen of about 10^-16Atmospheric pressure (about 10^-13Torr). This is CR It is much lower than the expected partial pressure of oxygen in the D vacuum heat cycler. First If the hydrogen atmosphere in the thermal cycler at the location is sufficiently dry, the partial pressure of oxygen May be lower than that of Wustite. Under such conditions, iron oxidation The substance decomposes to form the element iron. Based on the results of the CRD thermal cycle, It is expected that the release coating will probably be stable in the environment of the tube. From the above, a circuit composed of iron coating sprayed with air plasma The heat emissive coating on the trochanter is a conventional TiO2_TwoPrevents spalling compared to coating It is clear that it is excellent in stopping. Ductility greater than 0.05% (ie, strain to failure), copper and steel (or Balance of thermal expansion close to that of metal used for rotor And (FeO, Cr_TwoO_Three, Al_TwoO_ThreeStable oxides in the x-ray tube environment (such as Any coating having a release rate of about 0.6 to about 1.00, After use of at least 40,000 scan seconds, if any peeling of the child coating occurs It is thought to work as if Preferred coatings of the present invention are, above all, a ductile metal such as iron, stainless steel, etc. Contains. This ductile metal is, for example, FeO, Cr_TwoO_Three, Al_TwoO_ThreeOr Ti O_TwoContains stable oxides resulting from the plasma spraying process. An example For example, TiO that does not have ductility_TwoThe conventional coating resulting from the plasma spraying process Any coating that does not contain ductile metal, such as a lining, will have a large volume as described above. It is considered that under the conditions of use, peeling will occur. The methods and apparatus described herein constitute a preferred embodiment of the present invention. However, the invention is not limited to this method and device itself, but is described in the claims. Changes may be made in the method and apparatus without departing from the scope of the invention. Please be aware that

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号０８／３８６，０４３ (32)優先日平成７年２月９日(1995．2．9) (33)優先権主張国米国（ＵＳ） (81)指定国ＤＥ，ＪＰ (72)発明者ルツコウスキ，スティーブン・フランシスアメリカ合衆国、12056、ニューヨーク州、ドゥアネスバーグ、ダロウ・ロード、204 ビー（番地なし) (72)発明者モーゼニアン，ミーランアメリカ合衆国、53066、ウィスコンシン州、オコノモウォック、サークル・ドライブ、6851番、ダブリュー34エヌ (72)発明者リンドバーグ，リチャード・ウォーリンアメリカ合衆国、53208、ウィスコンシン州、ミルウォーキー、ウエスト・ウィスコンシン・アベニュー、2820番────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (31) Priority claim number 08 / 386,043 (32) Priority date February 9, 1995 (February 29, 1995) (33) Priority country United States (US) (81) Designated countries DE, JP (72) Inventor Rutzowski, Stephen Francis United States, 12056, New York, Duanesberg, Darrow Road, 204 Bee (no address) (72) Inventor Mosenian, Meeran United States, 53066, Wisconsin State, Oconomowoc, Circle Dry B, 6851, 34N (72) Inventors Lindberg, Richard Wolin United States, 53208, Wisconsin State, Milwaukee, West Wisco Ningxin Avenue, No. 2820

Claims

[Claims] 1. With a jacket, A cathode operatively positioned within the jacket; An anode assembly operatively positioned within the jacket, wherein the anode assembly is A rotor operably positioned with respect to the cathode and an operatively positioned rotor with respect to the cathode. An anode assembly comprising a target and The rotor, An inner core, An outer core, A coating operatively positioned on an outer surface of the outer core, the coating comprising a rotor coating. At least about 40,000 x-ray scan seconds have been completed prior to fracture An X-ray tube including a sheath. 2. The coating has a strain to failure greater than 0.05%. Item 7. An X-ray tube according to Item 1. 3. The coating comprises René 80 having a release rate of about 0.6 to about 0.98. The X-ray tube according to claim 1, wherein 4. The rotor is coated with Rene 80 having a thickness of about 0.2 mil to about 5.0 mil. The X-ray tube according to claim 3, wherein 5. The X-ray according to claim 2, wherein the inner core has a thermal expansion similar to that of steel. tube. 6. The X-ray according to claim 2, wherein the outer core has a thermal expansion similar to that of copper. tube. 7. The coating comprises a ductile metal, wherein the ductile metal Is a stable material selected from the group comprising Fe, Cr, Ti, Al or Ni. 2. The X-ray tube according to claim 1, comprising an adhesive oxide. 8. The X-ray tube according to claim 1, wherein the coating is iron. 9. The method of claim 1, wherein the coating comprises less than about 6.0% aluminum. X-ray tube. 10. The method of claim 1, wherein the coating comprises less than about 5.0% aluminum. An X-ray tube as described. 11. The method of claim 1, wherein the coating comprises less than about 0.7% aluminum. An X-ray tube as described. 12. The iron coating provides a stable oxide and an emission rate of about 0.6 to about 0.98. The X-ray tube according to claim 8, comprising: 13. The rotor is coated with iron about 0.2 mil to 5.0 mil thick An X-ray tube according to claim 8. 14． The coating comprises iron, IN-718, IN-761, IN-100. 2. The X-ray tube of claim 1, wherein the X-ray tube is selected from the group comprising: . 15. The siege, At least one operatively connected to the enclosure for cooling the system; Cooling means; An X-ray tube operatively positioned inside the enclosure and generating X-rays; Equipped, The X-ray tube is With a jacket, A cathode operatively positioned within the jacket; An anode assembly operatively positioned within the jacket, wherein the anode assembly is A rotor operably positioned with respect to the cathode and an operatively positioned rotor with respect to the cathode. An anode assembly including a target and The rotor, An inner core, An outer core, A coating operatively positioned on an outer surface of the outer core, the coating comprising a rotor coating. At least about 40,000 x-ray scan seconds have been completed prior to fracture X-ray system including a cover. 16. The coating has a strain to failure greater than 0.05%. The X-ray system according to claim 15. 17． The coating having ductility has a release rate of about 0.6 to about 0.98. The x-ray system of claim 16, comprising a rune 80. 18. The rotor was coated with Rene 80 having a thickness of about 0.2 mil to about 5.0 mil. The X-ray system according to claim 15, wherein 19. The coating comprises a ductile metal, wherein the ductile metal is Fe, Cr, T a stable adhesive oxide selected from the group comprising i, Al or Ni An X-ray system according to claim 15, wherein 20. The X-ray system according to claim 15, wherein the coating is iron. 21. 16. The coating of claim 15, wherein the coating comprises less than about 6.0% aluminum. An X-ray system according to claim 1. 22. 16. The coating of claim 15, wherein the coating comprises less than about 5.0% aluminum. An X-ray system according to claim 1. 23. The coating of claim 1 wherein the coating comprises less than about 0.7% aluminum. 6. The X-ray system according to 5. 24. The iron coating provides a stable oxide and an emission rate of about 0.6 to about 0.98. 21. The X-ray system according to claim 20, comprising: 25. The rotor is coated with about 0.2 mil to about 5.0 mil thick iron. The X-ray system according to claim 20, wherein 26. The coating comprises iron, IN-718, IN-761, IN-100. 16. The X-ray of claim 15, wherein the X-ray is selected from the group comprising: system. 27. A method of manufacturing a rotor of an X-ray tube, comprising: Providing an inner core; Providing an outer core; Operatively connecting the outer core to the inner core; When operating in an x-ray system, at least about 4 Apply a coating on the outer surface of the outer core so that 0000 X-ray scan seconds are achieved And manufacturing the rotor of the X-ray tube. 28. The coating has a strain to failure greater than 0.05%. 28. The method of claim 27. 29. The coating has an emission rate of about 0.6 to about 0.98. 28. The method of claim 27, comprising a rune 80. 30. The rotor was coated with Rene 80 having a thickness of about 0.2 mil to about 5.0 mil. 28. The method of claim 27, wherein 31. The X-ray system operates at a voltage between about 80 kV and about 160 kV. 28. The method according to claim 27. 32. The coating is a ductile metal, and the coating of the ductile metal is Fe, Cr, T comprising a stable adhesive oxide selected from the group comprising i, Al or Ni. 28. The method according to claim 27. 33. The ductile metal coating contains less than about 6.0% aluminum. 33. The method according to claim 32. 34. The ductile metal coating includes less than about 5.0% aluminum. 33. The method according to claim 32. 35. The ductile metal coating comprises less than about 0.7% aluminum 33. The method according to claim 32. 36. The ductile metal coating comprises iron, IN-718, IN-761, I 33. The method of claim 32, wherein said material is selected from the group comprising N-100 and stainless steel. The described method.