JP2017527076A - 回転アノード及び回転アノードを生成する方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、外側リングコンパウンド６の輪郭にほぼアラインされる炭素繊維及び第一の材料特性を備える第一のカーボン材料を有し、外側リングコンパウンド６は回転アノード１００を機械的に安定させるように構成される外側リングコンパウンド６と、第一の材料特性と異なる第二の材料特性を備える第二のカーボン材料を有する中間リングコンパウンド５と、第一及び第二の材料特性と異なる第三の材料特性を備える第三のカーボン材料及び層状繊維構造を有し、内側ディスクコンパウンド２及び中間リングコンパウンド５は、中間リングコンパウンド２と内側ディスクコンパウンド５との間の熱伝導インターフェースを提供するように構成される内側ディスクコンパウンド５と、メタリック又はセミメタリック材料を有し、インターフェースコンパウンド３は中間リングコンパウンド５及び内側ディスクコンパウンド２に結合されるインターフェースコンパウンド３とを有する回転アノードに関する。
Description
本発明は、Ｘ線管のためのセグメント化ハイブリッドカーボン回転アノードの分野に関する。 特に、本発明は、回転アノードに関し、回転アノードを生成する方法に関する。
Ｘ線管における回転アノードのアノード回転周波数及び許容可能な、非破壊電子ビームピーク出力レベルは、アノードディスクのために使われるメタル- 通常モリブデン -の材料特性によって制限される。
EP 2 188 827 B1は、回転アノードタイプのハイパワーＸ線管構成のためのアノードディスク構造のハイブリッド設計を記載する。
それにおいて記述されるＸ線管構成はアノードを備える。 それによって記述された設計原理は、アノードの非常に高速な回転を可能にすることによってピークパワーの熱的制限を克服する手段を提供する。高ピークパワーアノードを備えるX線システムも記述される。このような高速回転アノードディスクは、例えば心臓CTのスコープにおいて対象物をリアルタイムに動かす画像データを収集するために必要とされるX線イメージングアプリケーションのため、又は他の何れかのX線イメージングアプリケーションのため、材料検査若しくは医学Ｘ線撮影のためのＸ線管において適用されることができる。記述されたシステムは、隣接するアノードセグメントを備える異なるアノードセグメントに分割される回転アノードディスクに向けられる。
Ｘ線管のための回転アノードを改善する必要はある。 これらの必要性は、本発明の独立請求項の主題によって満たされる。 本発明の更なる実施例は、従属請求項及び以下の説明から明白である。
本発明の一つの態様は、外側リングコンパウンドの輪郭にほぼアラインされる炭素繊維及び第一の材料特性を備える第一のカーボン材料を有し、外側リングコンパウンドは回転アノードを機械的に安定させるように構成される外側リングコンパウンドと、第一の材料特性と異なる第二の材料特性を備える第二のカーボン材料を有する中間リングコンパウンドと、第一及び第二の材料特性と異なる第三の材料特性を備える第三のカーボン材料及び層状繊維構造を有し、内側ディスクコンパウンド及び中間リングコンパウンドは、中間リングコンパウンド及び内側ディスクコンパウンドの間の熱伝導インターフェースを提供するように構成される内側ディスクコンパウンドと、メタリック又はセミメタリック材料を有し、インターフェースコンパウンドは中間リングコンパウンド及び内側ディスクコンパウンドに結合されるインターフェースコンパウンドとを有する回転アノードに関する。
言い換えると、外側リングコンパウンドは、中間リングコンパウンドを内側ディスクコンパウンドに結合して、全アセンブリを機械的に安定させるように構成される。
本発明によって使われる用語「機械的に安定させる」は、二つ又はそれより多くの対象物をともに機械的に結合し、接続し、又は貼り合わせ、それによって構造の補強又は強化をもたらすことを指す。
本発明によって使われる用語「外側リングコンパウンドの輪郭にほぼアラインされる」は、20°より少ない、10°より少ない、又は2°より少ないずれで、外側リングコンパウンドの輪郭に対する接線方向又は外側リングコンパウンドの輪郭と平行な方向を規定する。
本発明は、有利なことに、使われるカーボン材料の機械的安定性、重さ及び熱伝導率の間の妥協点を提供する。
本発明は、有利なことに、グラファイト若しくはファイバ強化カーボン複合材料又は大きく、比較的重く、高価なメタルアノードの制限を克服する何れかの種類のカーボン複合材料も使う。
本発明は、有利なことに、最大回転周波数及びアノードのトップに位置される焦点トラックに衝突するX線生成電子ビームの最大電流密度に上限を課す機械的熱的特性を改善する。回転周波数、ｅ-ビームと省略される電子ビーム、パワーレベル及び密度、熱的負荷、及びそれ故に、ピークX線放射レベルを増加させるため、改善された冷却が主に述べられる。
本発明は、有利なことに、セグメント化カーボン回転アノードをＸ線管に提供する。
更に本発明の第二の態様は、本発明の第一の態様、又は本発明の第一の態様の何れかの実施形態による高電圧生成器、カソード及び回転アノードを有するＸ線管に関する。
更に本発明の第三の態様は、回転アノードを生成する方法であって、外側リングコンパウンドの輪郭にほぼアラインされる炭素繊維及び第一の材料特性を備える第一のカーボン材料を有し、外側リングコンパウンドは回転アノードを機械的に安定させるように構成される外側リングコンパウンドを提供するステップと、第一の材料特性と異なる第二の材料特性を備える第二のカーボン材料を有する中間リングコンパウンドを提供し、第一及び第二の材料特性と異なる第三の材料特性を備える第三のカーボン材料及び層状繊維構造を有する内側ディスクコンパウンド及び層状繊維構造を有し、内側ディスクコンパウンド及び中間リングコンパウンドは、中間リングコンパウンド及び内側ディスクコンパウンドの間の熱伝導インターフェースを提供するように構成される内側ディスクコンパウンドを提供するステップと、メタリック又はセミメタリック材料を有し、インターフェースコンパウンドは中間リングコンパウンド及び内側ディスクコンパウンドに結合されるインターフェースコンパウンドを提供するステップとを有する、方法に関する。
本発明の実施例によると、中間リングコンパウンドは、第二のカーボン材料として、グラファイトカーボンを有する。
これは、有利なことに、それらのそれぞれの必要性及び考慮されるタスクによる、外側リングコンパウンド及び内側ディスクコンパウンドの正確な調整を可能にする。
本発明の実施例によると、外側リングコンパウンド及び／又は内側ディスクコンパウンド及び／又は中間リングコンパウンドは、回転対称性をほぼ有する。
これは、有利なことに、回転アノードが、回転するアノードセットアップにおいて簡単に実現されることができ、回転軸のまわりで回転されるとき、回転アノードは不均衡性を有さない。本発明により用いられる用語「回転対称性をほぼ有する」は、通常の生成又は製造精度の範囲内、例えば、+/- 5%内の長さのずれを無視して、特定量の回転の後、対象物がほぼ同じになることを規定する。対象物は、たとえば、鏡映又は反転がカウントされない場合、一つよりも多くの回転対称性を持つ。 回転対称性の度は、形状が、異なる側又は頂点上において同じように見られるように向けられなければならない度である。
本発明の実施例によると、インターフェースコンパウンドは、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、アルミニウム、シリコン、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、パラジウム、銀、インジウム、スズ、プラチナ又は金を有するグループからのメタリック又はセミメタリック材料を有する。 これらの上記列挙の元素の濃度は、重量％濃度で、0.5%を超え得る。
これは、有利なことに、非常に高い温度、例えばチューブベイクの間の及び／又は管操作の間の1000°Cより高い温度に耐える複合材料を提供することを可能にする。
本発明の実施例によると、インターフェースコンパウンドは、メタリック又はセミメタリック材料として、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、アルミニウム、シリコン、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、パラジウム、銀、インジウム、スズ、プラチナ又は金を有するグループからの混合物又は合金を有する。 上記列挙される元素の濃度は、重量％濃度で、0.5%よりも高くなり得る。
本発明の実施例によると、有利なことに、インターフェースコンパウンドは、1000°Cより高い融点又は液相温度を有する。これは、有利なことに、回転アノードの熱的ロバスト性を改善することを可能にする。
本発明の実施例によると、外側リングコンパウンドは、回転アノードの熱膨張を制限し、遠心力を制限し、又は他の機械力を制限するように構成される。 これは、有利なことに、回転アノードの熱的ロバスト性を改善することを可能にする。
本発明の実施例によると、中間リングコンパウンドは、中間リングコンパウンドの横側面におけるメタリックコーティングを有する。 これは、回転アノードの中間リングコンパウンド及び内側ディスクコンパウンドを結合及び接続する、改善された方法を提供する。
本発明の実施例によると、有利なことに、中間リングコンパウンドは、中間リングコンパウンドから回転アノードの表面まで熱を伝えるように構成される。 これは、有利なことに、回転アノードの表面部分への、改善された熱輸送のために、熱放散（放熱）による冷却が改善されるため、回転アノードの熱的ロバスト性を改善することを可能にする。
本発明の実施例によると、内側ディスクコンパウンドは、層状繊維構造として、繊維配向の第一の好適な方向及び繊維配向の第二の好適な方向を備える繊維層構造を有する。 これは、有利なことに、回転アノードの熱伝導率及び機械的安定性を改善することを可能にする。
本発明の実施例によると、第一のタイプのファイバは、第一の好適な方向に沿ってアラインされ、ファイバの第二のタイプは第二の好適な方向に沿ってアラインされる。
本発明の実施例によると、ファイバの第一のタイプは内側ディスクコンパウンドを機械的に安定させるように構成され、第二のタイプのファイバは熱伝導率を提供するように構成される。
本発明の実施例によると、外側リングコンパウンドは、内側ディスクコンパウンド及び中間コンパウンドの熱膨張を制限するように構成される。
本発明及びその付随する利点のより完全な評価は、寸法は異なる以下の概略図を参照することによってより明らかに理解されるであろう。
図面内における例は、全く図的であり、スケーリング関係又はサイズ情報の提供を意図するものではない。 異なる図面において、類似又は同一の要素は、同じ参照番号を備える。 通常、同一のパーツ、ユニット、実体又はステップは、詳細な説明において同じ参照符号を備える。
図1は、本発明の実施例による回転アノードの概略図を示す。
図1は、セグメント化カーボン回転アノードを示す。 本発明の実施例によると、回転アノードはカーボン材料の少なくとも2つの異なる形態から生成され、それは異なる機械的特性、たとえば、引張強さ、曲げ強さ、特定の重さ及び／又は異なる熱的特性、たとえば熱伝導率、熱拡散係数、熱膨張係数を有する。
本発明の典型的な実施例によると、少なくとも2つの異なるリングコンパウンド、たとえば外側リングコンパウンド及び内側ディスクコンパウンドが、実質的な回転対称形を有し、たとえば、それらはリング又はディスクの形状を有する。 本発明によって使われる実質的な回転対称性は例えば、外側リングコンパウンド及び／又は内側ディスクコンパウンド及び／又はインターフェースコンパウンドが、8mm未満の偏重心よりも少ない回転の軸のまわりの不均等な質量分布として回転不均衡性を有する。
実質的な回転対称性は、有利なことに、回転アノードの質量が回転の軸のまわりに均等に分布されることを可能にする。 これは、有利なことに、回転アノードに回転構造の揺動運動特徴又は他の何れかの種類の振動も与えるモーメントが回避されることを可能にする。
本発明の実施例によると、回転アノード100は、外側リングコンパウンド6、中間リングコンパウンド5、内側ディスクコンパウンド2及びインターフェースコンパウンド3を有する。
外側リングコンパウンド1は、外側リングコンパウンド6及び中間リングコンパウンド5によって形成される。
外側リングコンパウンド6は、第一の材料特性を備える第一のカーボン材料及び外側リングコンパウンド6の輪郭にほぼアラインされる炭素繊維を有し、外側リングコンパウンド6は、回転アノード100を機械的に安定させ、言い換えると、中間リングコンパウンド5、内側ディスクコンパウンド2及びインターフェースコンパウンド3を機械的に安定させるように構成される。
中間リングコンパウンド5は、第一の材料特性と異なる第二の材料特性を備える第二のカーボン材料を有し、中間リングコンパウンド5は外側リングコンパウンド6及び内側ディスクコンパウンド2の間の熱伝導インターフェースを提供するように構成される。
内側ディスクコンパウンド2は、第一及び第二の材料特性と異なる第三の材料特性を備える第三のカーボン材料及び層状繊維構造を有し得る。 外側リングコンパウンド6、中間リングコンパウンド5及び内側ディスクコンパウンド2は、カーボン材料、グラファイトカーボン材料又はカーボン複合材料を有する。
カーボン複合材料は、炭素繊維強化カーボン（C/C又はCFRCと略称される）若しくは強化カーボンカーボン（RCC）又は炭素繊維カーボンマトリックス複合体（CFC）とも称される。グラファイトカーボン材料は、グラファイトとも称される。 炭素繊維強化カーボン（以下、略称C/Cが使われる）は、グラファイトカーボン又はグラファイトのマトリックスにおける炭素繊維強化体を有する複合材料である。グラファイトカーボン及びカーボン複合材料は、アモルファスカーボンを有する。
外側リングコンパウンド6、中間リングコンパウンド5及び内側ディスクコンパウンド2のカーボン材料はすべて異なるカーボン材料であってもよく、少なくとも部分的に、たとえば、三つのうち二つの異なる材料であってもよく、又は同じカーボン材料であってもよい。
本発明の実施例によると、内側ディスクコンパウンドは、層状繊維構造として、繊維配向の第一の好適な方向及び繊維配向の第二の好適な方向を備える繊維層構造を有する。
ファイバの第一のタイプは、第一の好適な方向に沿ってアラインされ、ファイバの第二のタイプは第二の好適な方向に沿ってアラインされ、第一のタイプのファイバは内側ディスクコンパウンド２を機械的に安定させるように構成され、第二のタイプのファイバは熱伝導率を提供するように構成される。
第一の方向は、回転アノードの外側輪郭に関してほぼ半径又は接線方向であってもよい。充填材料、たとえばC/C材料が使われてもよい。 C/C材料の特性は、ファイバのさまざまなタイプを選択し、ファイバボリュームコンテンツを調節し、繊維配向、いろいろな層のアセンブリ及びフィラー材を浸透させることの選択を規定することによって調整されることができる。これは、有利なことに回転アノードに、高い特定の熱容量、優れた高温摩擦及び優れた摩耗特性のような利点を提供する。ファイバは織られ、又は敷かれてもよい。
外側リングコンパウンド1は、C/C材料を有する。
インターフェースコンパウンド3はメタリック又はセミメタリック材料を有し、インターフェースコンパウンドは外側リングコンパウンド及び内側ディスクコンパウンドを接続するように構成されてもよい。 インターフェースコンパウンド3は、カーボンの少なくとも2つの異なる形態、すなわちＸ線管の回転アノードを形成する外側リングコンパウンド1及び内側ディスクコンパウンド2の間のメタリックインターフェースを形成し、インターフェースコンパウンド3は、1000°C又はそれより高い溶解又は液相温度を有してもよい。
インターフェースコンパウンド3は、たとえば、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、アルミニウム、シリコン、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、パラジウム、銀、インジウム、スズ、プラチナ又は金のようなメタリック若しくはセミリック材料又はこれらの材料の何れかの混合物若しくは何れかの合金を有してもよい。
炭素繊維強化カーボン（C/C）外側リング又は外側リングコンパウンド1は、回転アノードの増加される機械的安定性のために使われてもよい。
外側リングコンパウンド1の中間リングコンパウンド5は、他のカーボン材料と比較して、より高い熱伝導率を提供する。 中間リングコンパウンド5は、トップのコーティングを受けるように構成されてもよく、コーティングはＸ線管の内側において衝突電子ビームのための焦点トラックを生成するX線として適している。
内側ディスクコンパウンド2は、炭素繊維強化カーボンディスク材料から製造される。 内側ディスクコンパウンドは中心穴又は他の何れかの中心没入部を有してもよく、回転アノードを駆動モーターに接続するように構成される。
インターフェースコンパウンド3はたとえば、15%ニッケル、5%クロム、80%鉄から構成される環状メタリックインターフェースとして製造され、1300°Cより高い液相温度を備える合金又はメタリックコンパウンドが形成される。
中間リングコンパウンド5のトップサイド5a上のメタリックコーティングとして、たとえばタングステン又はレニウムは、衝突電子ビームをトラッキングする材料として使われる。
図2は、回転アノードを生成する方法の典型的なフローチャート図を示す。
回転アノードを生成する方法のステップ1において、外側C/Cリング及びグラファイトリングは、互いに機械プレスされている。
ステップ2において、約15%ニッケル、約5%クロム、約80%鉄のメタリック複合物は、グラファイトリングの最も内側の表面の上に置かれる。 ほぼ本発明によって使われるように、相対ずれは10%未満を指す。
ステップ3において、中央に位置される層状C/Cディスクは外側構造又は外側リングコンパウンド1への明確な機械力でプレスされ、このステップにおいて、図で示されるように、圧力を加えることによってワークピースの形状を変える機械ツールである、通常プレスと略される、形成プレスが使われてもよい。
ステップ4において、組み立てられ、加熱処置に先行する回転アノードが示される。
ステップ5において、回転アノードは、接合を容易化するために、たとえば1300°Cより高くまで加熱される。加熱は真空オーブン又は化学的不活発又は不活性な保護ガス雰囲気、例えば所与の条件のセットの下で回転アノードとの化学反応を経ないガス雰囲気によってパージされるオーブンにおいて実行され、図で示されるように、ステップ5において、オーブンは加熱を提供するように用いられる。
ステップ6において、室温に冷却された後、マルチカーボン-材料に基づくアノードは解除されてもよい。 アノードを形成する異なる高さの個別のカーボンコンパウンドは、所望される形状を備える均等な滑らかな表面に到達するように機械加工され、成形されてもよい。 たとえば、高さの差は、1mm乃至7mm又は0.5mm乃至4mmの範囲にあってもよい。
ステップ7において、マルチカーボン複合アノードは、メタリック焦点トラックを少なくともマルチカーボン複合アノードのグラファイトリングの上に堆積させることを可能にする適切なユニットに移される。
ステップ8において、化学蒸着又は物理蒸着プロセス、たとえば、プラズマスプレー法又はプラズマCVD法は、回転アノードに到達するためにマルチカーボン複合アノードの上に上昇又は非上昇温度でメタリック焦点トラックを堆積させるように用いられる。
後処理は、回転アノードの表面仕上げを生成するために実行され得るグライディング、研磨又は洗浄のような更なるステップを有してもよい。
図3は、本発明の更なる実施例による回転アノードを生成する方法の典型的なフローチャート図を示す。
回転アノードを生成する方法は、以下のステップを有する。
本方法の第一ステップとして、外側リングコンパウンド6の輪郭にほぼアラインされる第一の材料特性及び炭素繊維を備える第一のカーボン材料を有する外側リングコンパウンド6を提供するステップS1が実行されてもよく、外側リングコンパウンド6は回転アノード100を機械的に安定させるように構成される。
本方法の第二のステップとして、中間リングコンパウンド5を提供するステップS2であって、中間リングコンパウンド5は、第一の材料特性と異なる第二の材料特性を備える第二のカーボン材料を有し、第一及び第二の材料特性と異なる第三の材料特性を備える第三のカーボン材料及び層状繊維構造を有する内側ディスクコンパウンド2を提供するステップにおいて、内側ディスクコンパウンド２及び中間リングコンパウンド５は、中間リングコンパウンド５及び内側ディスクコンパウンド２の間の熱伝導インターフェースを提供するように構成されるステップが実行され得る。
本方法の第三のステップとして、メタリック又はセミメタリック材料を有するインターフェースコンパウンド３を提供するステップであって、インターフェースコンパウンドは中間リングコンパウンド５及び内側ディスクコンパウンド２に結合されるステップが実行され得る。
インターフェースコンパウンド3は、メタリック又はセミメタリック材料を有し、インターフェースコンパウンド3は外側リングコンパウンド1及び内側ディスクコンパウンド2に結合される。
さらに、回転アノードを組み立てるステップが実行され、回転アノードが組み立てられる。
図4は、回転アノードを生成する方法のフローチャート図を示す。 本方法は、以下のステップを有し得る。
ステップS11において、外側C/Cリング及びグラファイトリングを加熱し、C/Cリング及びグラファイトリングを互いに機械的にプレスするステップが実行され得る。
ステップS12において、グラファイトリングの最も内側の表面上にニッケル、クロム、鉄又は他のメタルから構成されるメタル層を配置するステップが実行され得る。
ステップS13において、中央に位置される層C/Cディスクは、外側C/Cリング、グラファイトリング及びメタル層から構成される外側構造に明確な機械力でプレスされる。
ステップS14において、回転アノードは組み立てられ、後続する加熱プロセスのために準備され得る。 たとえば、回転アノードは溶媒によって洗浄され、窒素ガスでパージされる。
ステップS15において、アノードは、接合を容易化するために、1300°Cまで加熱される。 加熱プロセスは、真空オーブンにおいて実行される。
ステップS16において、室温に冷却された後、マルチ-Cに基づくアノードは解除され得る。 アノードを形成する異なる高さの個別のC-コンポーネントは機械化され、所望の形状（例えばフラット又は曲面状）を備える均一な滑らかな表面に到達するように形成される。
ステップS17において、マルチC-アノードは、少なくともマルチ-C-アノードのグラファイトリング上に、メタリック焦点トラックを堆積させ、トップサイド5a上にメタリックコーティングを形成することを可能にする適切なユニットへ移され得る。
ステップS18において、CVD又はPVDプロセスが実行されてもよく、例えばプラズマスプレー法又はプラズマCVD法が、メタリック焦点トラックを堆積させるように用いられ、この図の中央に示される製品に達するためにマルチ-C-アノード上に上昇される温度で、トップサイド5a上にメタリックコーティングが形成される。グライディング、研磨等のような更なるステップが、X線生成に適しているｅ-ビーム焦点トラックの表面仕上げをもたらすために実行されることもある。
図5は、本発明の更なる実施例によるＸ線管の概略図を示す。
Ｘ線管300は、高電圧生成器220、カソード210及び回転アノード100を有する。
回転アノード100は、Ｘ線管300の外側で一連の固定子巻線から電磁誘導によって回転され得る。
熱除去又は直接冷却は伝導又は対流によって実行され、回転アノードは伝導による冷却を提供するシルバーパウダー潤滑油を備えるボールベアリング上でサスペンドされてもよい。
回転アノードは、高性能コンピュータ断層撮影、CT、スキャニング及び血管造影法システムのための、又は他の何れかの高性能医療Ｘ線管のためのX線を生成するＸ線管において使われてもよい。
Ｘ線管は、80又は100kWまでの、及びそれより高い、例えば200kWまでの電力定格を有し得る。
本発明の実施例は異なる主題に関連して記載されることは注意されなければならない。特にある実施例は方法タイプクレームに関連して記載される一方、他の実施例は装置タイプクレームに関連して記載される。
しかしながら当業者は、他に明記されない限り、一つの種類の主題に属する特徴の何れかの組み合わせに加えて、異なる主題に関する特徴の間のいかなる組み合わせも本願とともに開示されるとみなされると上記及び下記の記載から推測するであろう。
しかしながら全ての特徴は特徴の単なる和よりも大きな相乗効果をもたらすように組み合わされ得る。
本発明は図面及び上記説明に詳細に図示され記載されているが、このような図示及び記載は例示的若しくは説明的であり限定するものではないとみなされるべきである。本発明は開示された実施例に限定されるものではない。開示された実施例への他の変更は、図面、開示及び従属クレームの考察から、請求される発明を実施する上で当業者によって理解され、もたらされることができる。
クレームにおいて、単語"有する"は他の要素若しくはステップを除外するものではなく、不定冠詞"ａ"若しくは"ａｎ"は複数を除外するものではない。クレームにおけるいかなる参照符号も範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
Claims (15)
- -外側リングコンパウンドの輪郭にほぼアラインされる炭素繊維及び第一の材料特性を備える第一のカーボン材料を有し、前記外側リングコンパウンドは回転アノードを機械的に安定させるように構成される前記外側リングコンパウンドと、
-前記第一の材料特性と異なる第二の材料特性を備える第二のカーボン材料を有する中間リングコンパウンドと、
-前記第一及び第二の材料特性と異なる第三の材料特性を備える第三のカーボン材料及び層状繊維構造を有し、内側ディスクコンパウンド及び前記中間リングコンパウンドは、前記中間リングコンパウンドと前記内側ディスクコンパウンドとの間の熱伝導インターフェースを提供するように構成される前記内側ディスクコンパウンドと、
-メタリック又はセミメタリック材料を有し、インターフェースコンパウンドは前記中間リングコンパウンド及び前記内側ディスクコンパウンドに結合される前記インターフェースコンパウンドと
を有する回転アノード。 - 前記中間リングコンパウンドは、第二のカーボン材料として、グラファイトカーボンを有する、請求項1に記載の回転アノード。
- 前記インターフェースコンパウンドは、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、アルミニウム、シリコン、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、パラジウム、銀、インジウム、スズ、プラチナ又は金を有するグループからの前記メタリック又はセミメタリック材料を有する、請求項1又は２に記載の回転アノード。
- 前記インターフェースコンパウンドは、前記メタリック又はセミメタリック材料として、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、アルミニウム、シリコン、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、パラジウム、銀、インジウム、スズ、プラチナ又は金を有するグループからの混合物又は合金を有する、請求項1乃至３の何れか一項に記載の回転アノード。
- 前記インターフェースコンパウンドは、1000°Cより高い融点又は液相温度を有する、請求項1乃至３の何れか一項に記載の回転アノード。
- 前記内側ディスクコンパウンド及び前記中間リングコンパウンドは、前記内側ディスクコンパウンドを介して前記中間リングコンパウンドから前記内側ディスクコンパウンドの内側輪郭まで熱を輸送するように構成される、請求項1乃至５の何れか一項に記載の回転アノード。
- 前記外側リングコンパウンドは、前記回転アノードの熱膨張を制限し、遠心力を制限し、又は他の機械力を制限するように構成される、請求項1乃至６の何れか一項に記載の回転アノード。
- 前記中間リングコンパウンドは、前記中間リングコンパウンドの横側面におけるメタリックコーティングを有する、請求項７に記載の回転アノード。
- 前記中間リングコンパウンドは、前記中間リングコンパウンドから前記回転アノードの表面まで熱を輸送するように構成される、請求項７又は８に記載の回転アノード。
- 前記内側ディスクコンパウンドは、前記層状繊維構造として、繊維配向の第一の好適な方向及び前記繊維配向の第二の好適な方向を備える繊維層構造を有する、請求項1乃至９の何れか一項に記載の回転アノード。
- ファイバの第一のタイプは、前記第一の好適な方向に沿ってアラインされ、ファイバの第二のタイプは前記第二の好適な方向に沿ってアラインされる、請求項1０に記載の回転アノード。
- 前記第一のタイプの前記ファイバは前記内側ディスクコンパウンドを機械的に安定させるように構成され、前記第二のタイプの前記ファイバは熱伝導率を提供するように構成される、請求項１１に記載の回転アノード。
- 前記外側リングコンパウンドは、前記内側ディスクコンパウンド及び前記中間コンパウンドの熱膨張を制限するように構成される、請求項1乃至１２の何れか一項に記載の回転アノード。
- 高電圧生成器、カソード及び請求項1乃至１３の何れか一項に記載の回転アノードを有する、Ｘ線管。
- 回転アノードを生成する方法であって、
-外側リングコンパウンドの輪郭にほぼアラインされる炭素繊維及び第一の材料特性を備える第一のカーボン材料を有し、前記外側リングコンパウンドは前記回転アノードを機械的に安定させるように構成される前記外側リングコンパウンドを提供するステップと、
-前記第一の材料特性と異なる第二の材料特性を備える第二のカーボン材料を有する中間リングコンパウンドを提供し、前記第一及び第二の材料特性と異なる第三の材料特性を備える第三のカーボン材料及び層状繊維構造を有し、前記内側ディスクコンパウンド及び前記中間リングコンパウンドは、前記中間リングコンパウンドと前記内側ディスクコンパウンドとの間の熱伝導インターフェースを提供するように構成される前記内側ディスクコンパウンドを提供するステップと、
-メタリック又はセミメタリック材料を有し、インターフェースコンパウンドは前記中間リングコンパウンド及び前記内側ディスクコンパウンドに結合される前記インターフェースコンパウンドを提供するステップと
を有する、方法。
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