JPH01107439A - Rotary anode for x rays tube - Google Patents

Rotary anode for x rays tube

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JPH01107439A
JPH01107439A JP19050488A JP19050488A JPH01107439A JP H01107439 A JPH01107439 A JP H01107439A JP 19050488 A JP19050488 A JP 19050488A JP 19050488 A JP19050488 A JP 19050488A JP H01107439 A JPH01107439 A JP H01107439A
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graphite
rotating anode
carbon
layer
rotating
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Rethammer Peter
ペーター、レトハンマー
Kaila Karl-Heinz
カールハインツ、カイラー
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Abstract

PURPOSE: To enhance thermal shock resistance by a method wherein a carbon layer is deposited by decomposing hydrocarbon gases, preferably acetylene or propane, by active direction current glow discharge. CONSTITUTION: A carbon layer 4 is deposited by decomposing hydrocarbon gases, preferably acetylene or propane, by active direct current glow discharge. In this kind of deposition, hydrocarbon is decomposed under the action of high- energy particles during gas discharge at a coating production temperature within a temperature range lower than a temperature necessary for thermal decomposition. During this discharge, ionized molecules, radicals or atoms are accelerated as ions toward a graphite board 3 connected to a negative electrode, or collides into the board 3 as neutral particles energized with collision energy. As a result, a layer 4 made of high-density carbon is deposited on the surface to exhibit excellent adhesion properties. This can enhance thermal shock resistance.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、少なくとも部分的にグラファイトから成り
、このグラファイトが炭素から成る被膜を備えているx
i管のための回転陽極に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention is directed to a method consisting at least partially of graphite, which graphite is provided with a coating of carbon.
Concerning a rotating anode for an i-tube.

[従来の技術] コンピュータ断層撮影法のような最近のX線診新法はで
きるだけ大きい熱容量を有する回転陽極を必要とし、こ
のことは回転陽極の寸法の増大により達成できる。
BACKGROUND OF THE INVENTION Modern X-ray diagnostic methods, such as computed tomography, require rotating anodes with as large a heat capacity as possible, and this can be achieved by increasing the size of the rotating anode.

この大きい熱容量のほかに同時に1回転陽極を最短の時
間で16,000rμmの回転速度まで早く加速し、又
はこの回転速度から早く制動することが要求される。
In addition to this large heat capacity, it is also required to rapidly accelerate the single-rotation anode to a rotational speed of 16,000 r.mu.m in the shortest possible time, or to quickly brake it from this rotational speed.

従来の回転陽極は一般にタングステン、モリブデン又は
これらの合金のような高融点の金属から成る。しかしな
がらこれらの材料は非常に大きい比重を有するので、コ
ンピュータ断層撮影法のための回転陽極にこれらの材料
を使用する際には、速やかな加速及び減速に対する要求
は容易には満足できない。
Conventional rotating anodes are generally comprised of high melting point metals such as tungsten, molybdenum, or alloys thereof. However, since these materials have a very high specific gravity, the requirements for rapid acceleration and deceleration cannot be easily satisfied when using these materials in rotating anodes for computed tomography.

かかる回転陽極を製造するために、グラファイトはその
密度が小さいゆえに有効な材料であることが判明してい
る。更にグラファイトは高融点の金属に比べて非常に大
きい熱容量と一層良好な熱放射率とを有する。
For manufacturing such rotating anodes, graphite has proven to be an effective material due to its low density. Furthermore, graphite has a much higher heat capacity and better thermal emissivity than high melting point metals.

グラファイト製回転陽極では主として異なる二つの構造
形式が実用化されている。
There are two main types of graphite rotating anodes in practical use.

第1の形式では、回転陽極の基体はグラファイトから成
り、この基体は焦点軌道域に高融点の金属通常はタング
ステン・レニウム合金から成る薄いターゲット層を備え
ている。このターゲット層は例えば化学蒸着法のような
特殊な被膜生成法によりかぶせられるのが有利である。
In the first type, the body of the rotating anode consists of graphite, which body is provided in the focal orbit region with a thin target layer of a high melting point metal, usually a tungsten-rhenium alloy. Advantageously, this target layer is applied by a special coating method, such as a chemical vapor deposition method.

グラファイト製回転陽極の第2の形式では、ターゲット
層が例えばモリブデン又はモリブデン合金のような高融
点の金属から成る基体上にかぶせられ、基体はターゲッ
ト層の外で焼結グラファイトから成る一つ又は複数の部
分に望ましくはろう付けにより結合されている。
In a second type of graphite rotating anode, the target layer is overlaid on a substrate made of a high melting point metal, such as molybdenum or a molybdenum alloy, and the substrate is coated with one or more sintered graphite particles outside the target layer. It is preferably joined to the part by brazing.

すべてのグラファイト製回転陽極の場合に、焼結グラフ
ァイトの機械加工によって細かいグラファイト粒子の形
の摩耗粉が多孔性の表面に埋蔵されることが欠点である
。この埋蔵された細かいグラファイト粒子は、例えば超
音波浴の中での洗浄のような特殊な洗浄法によっても十
分には除去できない、そしてx!!管の中での回転陽極
の運転の際にちりのように「舞い上がり」を起こす、す
なわち細かいグラファイト粒子が例えば静電力の作用の
もとに又は遠心力によりグラファイト表面から離れ、X
線管の内部に沈積する。それにより特に100kV’を
超える電圧の際にX線管の中で7ラツシオーバを起こす
おそれがある。更にその大きい多孔性(通常は体積の約
20%)に基づきグラファイトに吸着されたガスがX線
管の真空の中に遊離されるおそれがあり、このことは真
空の劣化また従ってここでもフラッジオーバの形の運転
事故を招く。
In the case of all graphite rotating anodes, it is a disadvantage that the machining of the sintered graphite causes wear debris in the form of fine graphite particles to become embedded in the porous surface. These buried fine graphite particles cannot be removed satisfactorily even by special cleaning methods, such as cleaning in an ultrasonic bath, and x! ! During operation of the rotating anode in the tube, dust-like "floating" occurs, i.e. fine graphite particles detach from the graphite surface, for example under the action of electrostatic forces or due to centrifugal force, and
Deposits inside the wire tube. As a result, there is a risk of 7 latchovers occurring in the x-ray tube, especially at voltages above 100 kV'. Moreover, due to its high porosity (usually about 20% of the volume), gases adsorbed on the graphite can be liberated into the vacuum of the X-ray tube, which leads to vacuum deterioration and thus also to floodover. leading to serious driving accidents.

グラファイト製回転陽極のこの「舞い上がり」と脱ガス
とをできるだけ避けるために、グラファイト表面を種々
の被膜材料により覆いそれによりいわば封じ込めるよう
になってきている。
In order to avoid this "flying up" and outgassing of the graphite rotating anode as much as possible, the graphite surface has been covered with various coating materials, thereby sealing it, so to speak.

ドイツ連邦共和国特許出願公開第31341913号公
報では、例えば熱分解炭素から成る被膜によるグラファ
イト製回転陽極の被覆が記載されており。
DE 31 34 1913 A1 describes the coating of rotating graphite anodes with a coating of pyrolytic carbon, for example.

この被膜は1000°Cないし1100°Cの温度での
ガス状の炭化水素化合物の分解により形成される。被覆
されたかかる回転陽極の耐高電圧安定性は確かに著しく
高められるが、しかじ熱放射率は被覆されていないグラ
ファイト表面を備えた回転陽極に比べて著しく低下し、
このことは再びかかる回転陽極の負荷能力の制限を招く
This coating is formed by decomposition of gaseous hydrocarbon compounds at temperatures of 1000°C to 1100°C. Although the high-voltage stability of such a coated rotating anode is indeed significantly increased, the thermal emissivity is however significantly lower compared to a rotating anode with an uncoated graphite surface;
This again leads to limitations on the loading capacity of such rotating anodes.

熱分解によりかぶせられた炭素層の別の欠点は、lOな
いしlooombarの圧力のもとで1000°C以上
の高い被膜生成温度が必要であるということである。
Another disadvantage of pyrolytically applied carbon layers is that high coating temperatures of more than 1000° C. are required at pressures of 10 to 1000 bar.

このことは、一つ又は複数のグラファイト部分が高融点
の金属から成る基体にろう付けされているグラファイト
製回転陽極の場合には、グラファイトの被膜生成を基体
とのろう付けの前に行わなければならないという結果を
招く、なぜならば被膜生成の過程で遊離された水素が、
高い被膜生成温度の場合に当該ろう材料の脆化従って材
料結合部の破損を招くおそれがあるからである。
This means that in the case of graphite rotating anodes in which one or more graphite parts are brazed to a substrate made of a high-melting point metal, the graphite coating must be formed before the brazing with the substrate. The result is that the hydrogen liberated in the process of film formation is
This is because a high film formation temperature may lead to embrittlement of the solder material and, therefore, damage to the material bond.

焼結グラファイト上に熱分解析出された炭素層の重大な
欠点は、焼結グラファイトと熱分解炭素層との異なる膨
張係数に基づいて層の中に大きい応力を生じ、この応力
が特に耐熱衝撃性に不利に働くということにある。また
機械的な作用に基づく層の付着性又は凝着性の性能低下
が1層の中に初期応力が存在する場合には通常応力除去
された層の場合より低°い負荷で発生する。
A significant drawback of pyrolytically deposited carbon layers on sintered graphite is that due to the different expansion coefficients of the sintered graphite and pyrolytic carbon layers, it creates large stresses in the layer, which are particularly difficult to resist thermal shock. The reason is that it works against the sexes. Also, a decrease in the adhesion or cohesive performance of a layer due to mechanical effects will normally occur at lower loads if there is an initial stress in a layer than in the case of a stress-relieved layer.

[発明が解決しようとする課題] この発明は、少なくとも部分的にグラファイトから成り
、このグラファイトが炭素から成る被膜を備え、被覆さ
れたグラファイト表面の熱放射率が少なくとも被覆され
ていないグラファイトと同じ大きさであり、熱分解炭素
により被覆された公知のグラファイト製回転陽極に比べ
て一層改良された耐熱衝撃性を有するような、X線管の
ための回転陽極を提供することを目的とする。更に被膜
の生成を最後の加工工程として、特に部品の最終加工の
後に及び金属・グラファイト結合部のろう付けの後に可
能にしようとするものである。
[Problem to be Solved by the Invention] The present invention is composed of at least partially graphite, the graphite is provided with a coating of carbon, and the coated graphite surface has a thermal emissivity at least as large as that of the uncoated graphite. The object of the present invention is to provide a rotating anode for an X-ray tube, which has improved thermal shock resistance compared to known graphite rotating anodes coated with pyrolytic carbon. Furthermore, it is intended to enable the production of the coating as a final processing step, in particular after the final processing of the component and after the brazing of the metal-graphite joint.

[課題を解決するための手段] この目的はこの発明に基づき、炭素層の析出が炭化水素
ガス望ましくはアセチレン又はプロパンを活性直流グロ
ー放電の中で分解することにより行われることにより達
成される。
This object is achieved according to the invention in that the carbon layer is deposited by decomposing a hydrocarbon gas, preferably acetylene or propane, in an activated direct current glow discharge.

[作用効果] この種の析出では炭化水素の分解は、ガス放電の中の高
エネルギーの粒子の作用のもとに、熱分解のために必要
な温度(少なくとも1000’C)より明らかに低い、
すなわち約200ないし650°Cの温度範囲にある被
膜生成温度で行われる。この放電の中でイオン化された
分子、基又は原子はイオンとして陰極に接続されたグラ
ファイト基板に向かって加速されるか、又は衝突により
エネルギーを付与された中性粒子として基板にぶつかる
。その結果炭素から成り密な付着性の良好な層が表面に
析出する。
[Effect] In this type of precipitation, the decomposition of the hydrocarbons occurs under the action of energetic particles in the gas discharge, at a temperature clearly below that required for pyrolysis (at least 1000'C).
That is, the film formation temperature is in the temperature range of approximately 200 to 650°C. Molecules, groups or atoms ionized in this discharge are either accelerated as ions towards the graphite substrate connected to the cathode or strike the substrate as neutral particles energized by collisions. As a result, a dense and adherent layer of carbon is deposited on the surface.

こうして析…された層は、0.17zm未満の粒度を備
え非常に微品質の多くの場合部分的に非晶質の構造な特
徴とし、また通常は層の成長方向に平行な六角柱軸を有
する微小クリスタライトの優先方位を特徴とする。これ
に比べて熱分解析出された炭素層は、実際に工業規模で
用いられる析出条件では一般に粗い組成の薄片状組織を
示す、変更された析出条件のもとでは場合によっては粒
状の組織を生じることもあるが、しかしながらこの発明
に基づき析出された炭素層の組織に比べて同様に粗い構
成となっている。
The layers thus analyzed have very fine quality, often partially amorphous structural features with grain sizes below 0.17 zm, and usually have hexagonal prism axes parallel to the direction of layer growth. It is characterized by a preferred orientation of microcrystallites. In contrast, thermally deposited carbon layers generally exhibit a flaky structure with a coarse composition under the precipitation conditions actually used on an industrial scale, and in some cases exhibit a granular structure under modified precipitation conditions. However, they also have a coarse structure compared to the structure of the carbon layer deposited according to the invention.

熱分解によりかぶせられた炭素層とこの発明に基づきか
ぶせられた炭素層との間の明確な識別可能性は、両層の
異なるX線回折により与えらえれる。この発明に基づき
析出された炭素層は焼結グラファイトに比べて著しく幅
の広がった(002)−X線回折反射(2@>0.6゜
の半値幅)を有し、一方熱分解析出された炭素層はほと
んど幅の広がりを示さない。
A clear distinction between the pyrolytically overlaid carbon layer and the inventively overlaid carbon layer is provided by the different X-ray diffraction of the two layers. The carbon layer deposited according to this invention has a significantly broadened (002)-X-ray diffraction reflection (half-width of 2@>0.6°) compared to sintered graphite, while the thermal The resulting carbon layer shows almost no broadening.

この発明に基づく被膜生成により、回転陽極の回転の際
に表面からグラファイト粒子が剥離することが著しく低
減され、しかも熱分解炭素層をかぶせられたグラファイ
ト製回転陽極の場合と同程度まで低減される。
Due to the coating according to the invention, the detachment of graphite particles from the surface during rotation of the rotating anode is significantly reduced, even to the same extent as in the case of rotating graphite anodes covered with a pyrolytic carbon layer. .

表面粗さの平均値Raはこの発明に基づく被膜により低
減されるけれど、その程度は熱分解析出された層の場合
に比べて非常に少ない、その減少の程度は被膜生成の前
に存在した表面粗さに関係する。直径が層厚さの約2倍
に等しく表面に向かって開いた細孔が例えばほぼ對じ込
められる。
Although the average value of surface roughness Ra is reduced by the coating according to the invention, the extent of the reduction is much smaller than in the case of the thermally deposited layer, which existed before the formation of the coating. Related to surface roughness. Pores with a diameter approximately equal to twice the layer thickness and open toward the surface are, for example, approximately enclosed.

この封じ込め効果と表面粗さの減少によれば。According to this containment effect and reduction of surface roughness.

この発明に基づく被膜では被覆されていないグラファイ
トに比べて熱放射率の低減は起こらず、通常は僅かな向
上さえ起こることは全く意外であった。一方従来技術に
基づく熱分解による被膜層では放射率の明らかな低下が
起こる。
It was quite surprising that the coating according to the invention does not cause a reduction in thermal emissivity compared to uncoated graphite, and usually even a slight improvement occurs. On the other hand, with pyrolytic coatings according to the prior art, a clear decrease in emissivity occurs.

この意外な効果は、熱分解析出された被膜層に比べてこ
の発明に基づき析出された炭素層のm微鏡的粗が大きい
ことに起因しており、これは走査形電子m微鏡で実証さ
れた。
This surprising effect is due to the greater microscopic roughness of the carbon layer deposited according to the invention compared to the thermally deposited coating layer, which is explained by the scanning electron microscopy. Proven.

この発明に基づく炭素被膜の層厚は3ルmないい7層m
の範囲にあるのが有利である。
The layer thickness of the carbon coating based on this invention is 3 m to 7 m.
It is advantageous to have a range of .

3gm未満では一般に、前処理に基づき緩んだ又は局部
的な表面形状に基づき欠けるおそれのあるグラファイト
粒子を被膜層の中に十分に包み込むことは達成されない
Below 3 gm, it is generally not possible to achieve sufficient encapsulation of graphite particles in the coating layer that may be loosened due to pretreatment or chipped due to localized surface topography.

7μmを超える層厚さの場合にはこの発明に基づく炭素
層の内部応力が既に目立つようになり、この内部応力は
回転陽極の運転中に発生する熱応力と重畳して層の剥離
を招くおそれがある。
In the case of layer thicknesses exceeding 7 μm, the internal stresses of the carbon layer according to the invention are already noticeable, and these internal stresses, combined with the thermal stresses generated during operation of the rotating anode, can lead to delamination of the layer. There is.

この発明に基づく炭素層を析出するために、標準的な市
販の物理蒸着層被膜生成装置を使用することができる。
Standard commercially available physical vapor deposition layer coating equipment can be used to deposit the carbon layer according to this invention.

この析出法の特に有利な実施態様では、炭素の析出速度
が電子線銃によるグラファイト状炭素の補助的な蒸発に
より高められる。
In a particularly advantageous embodiment of this deposition method, the rate of carbon deposition is increased by auxiliary evaporation of the graphitic carbon with an electron beam gun.

こうしてこの発明に基づく炭素層の非常に速やかな析出
が、層特性への不利な作用無しに達成される。
A very rapid deposition of the carbon layer according to the invention is thus achieved without any adverse effects on the layer properties.

[実施例] 次にこの発明に基づく回転陽極の一実施例を示す図面、
その熱放射特性を示すグラフ及びその組織の走査形電子
顕微鏡写真などにより、この発明の詳細な説明する。
[Example] Next, drawings showing an example of a rotating anode based on the present invention,
The present invention will be explained in detail using graphs showing its thermal radiation characteristics and scanning electron micrographs of its structure.

この発明に基づくグラファイト複合回転陽極は、第1図
に示すようにタングステン・レニウム合金から成る焦点
軌道コーティング2を備えたモリブデン合金TZMから
成る基体l、及びプラズマ分解析出炭素層4を表面に備
え基体1の下面にろう付けされたグラファイト部分3か
ら成る。実施例として説明されるこの回転陽極は127
mmの直径を有し、また1200’Cの最高運転温度に
関する約70OkJの熱容量を有する。
The graphite composite rotating anode according to the present invention, as shown in FIG. It consists of a graphite section 3 brazed to the underside of the base body 1. This rotating anode described as an example is 127
mm diameter and a heat capacity of about 70 OkJ with a maximum operating temperature of 1200'C.

回転陽極の被膜生成は後述の方法に基づき、二つの電子
線銃を備えしかしながら一つの補助陽極をも備えた(三
極管配!!l)従来のイオンブレーティング被膜生成装
置で行われた。
Coating production on the rotating anode was carried out in a conventional ion blating coating production apparatus equipped with two electron beam guns, but also equipped with one auxiliary anode (triode arrangement!!l), according to the method described below.

グラファイト複合陽極はろう付は完了の状態で超音波洗
浄浴の中で予洗浄された。続いて複合陽極は5時間の間
1350°Cで真空熱処理されたが、このことは回転陽
極のグラファイト部分の十分な脱ガスをもたらす、金属
の表面を覆った後に複合陽極はすぐに被膜生成室の中に
入れられた。被膜生成室は1O−3Paの圧力に真空引
きされ同時に約5006Cにふく耐加熱された。この工
程中に再び回転陽極のグラファイト部分の脱ガスが行わ
れた0次のイオンエツチングの段階で、グラファイト部
分の表面はIPaのアルゴン雰囲気中で排気管路を絞っ
て5kVの直流電圧を印加することにより30分間原子
的に浄化され、同時に約650’Cへの回転陽極の加熱
が行われた。
The graphite composite anode was pre-cleaned in an ultrasonic cleaning bath with the brazing completed. Subsequently, the composite anode was vacuum heat treated at 1350°C for 5 hours, which resulted in sufficient degassing of the graphite part of the rotating anode. After coating the metal surface, the composite anode was immediately transferred to the coating formation chamber. was placed inside. The film forming chamber was evacuated to a pressure of 10-3 Pa and simultaneously heated to about 5006C. During this process, the graphite part of the rotating anode is again degassed at the zero-order ion etching stage, and the surface of the graphite part is exposed to an IPa argon atmosphere by narrowing the exhaust pipe and applying a DC voltage of 5 kV. This resulted in atomic purification for 30 minutes, with simultaneous heating of the rotating anode to approximately 650'C.

それに続いて持続しているグロー放電の中へのプロパン
を供給することより被膜生成プロセスが導入され、その
際プロパンの部分圧力は0.5ないし2Paの全圧力の
約50ないし80%であった。被膜生成中のグロー放電
は−1000ないし一3000Vの加工物電圧により維
持された。補助陽極に+30ないし+1oovの電圧を
印加することによりプラズマのイオン化度が高められた
ので、グラファイト表面で約0.1mA/cm2の電流
密度が達成された。加えるに被膜生成室の中に配置され
た二つのグラファイト円形材料がそれぞれ2ないし4k
Wの容量を有する二つの電子線銃により蒸発され、それ
により約2ないし5g/hの炭素蒸着速度が得られた。
Subsequently, a film formation process was introduced by feeding propane into a sustained glow discharge, the partial pressure of propane being approximately 50 to 80% of the total pressure of 0.5 to 2 Pa. . The glow discharge during coating formation was maintained with a workpiece voltage of -1000 to -3000V. The degree of ionization of the plasma was increased by applying a voltage of +30 to +1 oov to the auxiliary anode, so that a current density of about 0.1 mA/cm2 was achieved at the graphite surface. In addition, two graphite circular materials placed in the coating production chamber each have a weight of 2 to 4k.
It was evaporated by two electron beam guns with a capacity of W, thereby obtaining a carbon deposition rate of about 2 to 5 g/h.

3時間の被膜生成時間の後に被膜生成工程は終了された
。続いて回転陽極は真空中で冷却された。この発明に基
づき回転陽極のグラファイト表面上に析出された炭素層
は5#Lmの層厚を有していた。
After a coating time of 3 hours, the coating process was terminated. The rotating anode was then cooled in vacuum. The carbon layer deposited on the graphite surface of the rotating anode according to the invention had a layer thickness of 5 #Lm.

次にこの発明に基づき被覆されたグラファイト複合回転
陽極が管試験台の中でその熱放射率及び耐高電圧強度に
関して、同じ寸法で同じ材料構成のしかも一つは被覆さ
れていないグラファイト部分を有しまた他は熱分解被覆
されたグラファイト部分を有する二つのグラファイト複
合回転陽極に対し比較された。
A graphite composite rotary anode coated according to the invention is then tested in a tube test stand with respect to its thermal emissivity and withstand high voltage strength, with the same dimensions and material composition but with one uncoated graphite section. Another comparison was made for two graphite composite rotating anodes with pyrolytically coated graphite sections.

熱負荷容量を確かめるために、これらの回転陽極は85
kVの管電圧と250mAの管電流とで6.4秒の放射
時間を有する照射にさらされた。
To ascertain the heat load capacity, these rotating anodes were
It was exposed to irradiation with a tube voltage of kV and a tube current of 250 mA and an emission time of 6.4 seconds.

1200°Cの最高運転温度を超えないために、この発
明に基づく回転陽極と被覆されていない回転陽極との場
合には個々の照射の間に150秒の休止時間が挿入され
、一方熱分解被覆された回転陽極の場合にはこの限界温
度を超えないために休止時間は190秒まで延ばさなけ
ればならなかった。
In order not to exceed the maximum operating temperature of 1200 °C, a rest period of 150 seconds is inserted between the individual irradiations in the case of a rotating anode according to the invention and an uncoated rotating anode, while a pyrolytic coating In the case of a rotary anode, the rest time had to be extended to 190 seconds in order not to exceed this temperature limit.

第2図には管運転時の異なる三つの回転陽極の温度φ時
間曲線が示されている。被覆されていない回転陽極の冷
却曲線は符号1で、熱分解被覆された回転陽極の冷却曲
線は符号2で、またこの発明に基づき被覆された回転陽
極の冷却曲線は符号3で示されている。これらの回転陽
極は上記の負荷条件のもとての周期的な管運転により1
200’Cの最高運転温度を超えないように(休止時間
は190秒)加熱され1分光高温計を用いて冷却曲線が
測定された。これらの冷却曲線に基づき、この発明に基
づき被覆された陽極に対しては被覆されていないグラフ
ァイトに対するのとほぼ同じ放射冷却が読み取れ、一方
熱分解被覆されたグラファイトを有する陽極は明らかに
冷却が遅い、このことは熱分解被覆されたグラファイト
を有する陽極は管運転の際に明らかに一層高い温度で働
くという結果となる。
FIG. 2 shows the temperature φ time curves of three different rotating anodes during tube operation. The cooling curve of the uncoated rotating anode is designated by the symbol 1, the cooling curve of the pyrolytically coated rotating anode is designated by the symbol 2, and the cooling curve of the rotary anode coated according to the invention is designated by the symbol 3. . These rotating anodes were operated at 1 by cyclic tube operation under the above loading conditions.
It was heated to not exceed the maximum operating temperature of 200'C (190 seconds rest time) and the cooling curve was measured using a 1-spectroscopic pyrometer. Based on these cooling curves, approximately the same radiative cooling can be read for the anode coated according to the invention as for uncoated graphite, whereas the anode with pyrolytically coated graphite cools clearly slower. , this has the consequence that anodes with pyrolytically coated graphite work at significantly higher temperatures during tube operation.

熱放射率の測定が放射測定室で、グラファイトから成り
この発明に基づき被覆された試験片と熱分解被覆された
試験片と被覆されていない試験片とについて行われた。
Measurements of the thermal emissivity were carried out in a radiometry chamber on specimens made of graphite coated according to the invention, pyrolytically coated specimens and uncoated specimens.

その際被膜生成は回転陽極の被膜生成と同じ条件のもと
で行われた。
The coating was formed under the same conditions as those for the rotating anode.

T=1300Kにおいて次の値が得られた。The following values were obtained at T=1300K.

被覆されていないグラファイト:ε=0.78熱分解炭
素により被覆されたグラフィアト:ε=0.63 この発明に基づく炭素により被覆されたグラファイト:
ε=O,aO X線管試験台でこれらの回転陽極は耐高電圧強度も試験
された。
Uncoated graphite: ε=0.78 Graphite coated with pyrolytic carbon: ε=0.63 Graphite coated with carbon according to the invention:
ε = O, aO These rotating anodes were also tested for high voltage strength on an X-ray tube test stand.

耐高電圧強度の試験のために管電圧は180kVにまで
上昇された。その際発生したフラッジオーバの頻度から
、この発明に基づき被覆された回転陽極と熱分解被覆さ
れた回転陽極との場合には、被覆されていない回転陽極
に比べて著しく改善された同程度の耐高電圧強度が確認
できた。
The tube voltage was increased to 180 kV for high voltage strength testing. Due to the frequency of floodovers that occur in this case, rotating anodes coated according to the invention and pyrolytically coated rotating anodes have a significantly improved high durability compared to uncoated rotating anodes. The voltage strength was confirmed.

この発明に基づき被覆された回転陽極の改善された耐熱
衝撃性を証明するために、グラファイトから成る帯状曲
げ試験片が熱分解により及びこの発明に基づS炭素によ
り被覆された。熱分解析出された炭素層はこの発明ば基
づき析出された炭素層の平均で3倍の大きさの層応力を
有していた。
In order to demonstrate the improved thermal shock resistance of rotating anodes coated according to the invention, bending strips made of graphite were coated pyrolytically and with S carbon according to the invention. The thermally deposited carbon layers had on average three times as much layer stress as the carbon layers deposited according to the invention.

このことからこの発明に基づく炭素層の著しく改善され
た耐熱衝撃性を推論することができる。
From this it can be deduced that the carbon layer according to the invention has significantly improved thermal shock resistance.

第3図では熱分解析出された炭素層の薄片状の組織が観
察でき、この組織はこの発明に基づき析出され第4図に
示す炭素層の微品質の部分的に非晶質の構造とは明らか
に異なっている。
In Fig. 3, the flaky structure of the carbon layer deposited by thermal analysis can be observed, and this structure is similar to the fine-quality partially amorphous structure of the carbon layer precipitated based on the present invention and shown in Fig. 4. are clearly different.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明に基づく回転陽極の一実施例の軸方向
断面図、第2図は第1図に示す回転陽極と熱分解被覆回
転陽極と無被覆回転陽極との冷却曲線を示した図、第3
図は熱分解被覆グラファイト部分の断面の6000倍の
走査形電子顕微鏡写真、第4図はこの発明に基づき被覆
されたグラファイト部分の断面の10000倍の走査形
電子顕微鏡写真である。 1・・・基体 2・・・焦点軌道コーティング 3・・・グラファイト部分 4・・・炭素層 手続補正書動式) 1.事件の表示  特願昭63−1905042、発明
の名称  X線管のための回転陽極3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所 オーストリア国チロール、ロイツテ(番地なし
)名 称 メタルウエルク、ブランゼー、ゲゼルシャフ
ト、ミツト、ベシュレンクテル、ハフラング4、代理人
■112 5、補正命令の日付  昭和63年10月25日発送6
、補正の対象  明細書の図面の簡単な説明の欄7、補
正の内容
FIG. 1 is an axial cross-sectional view of an embodiment of a rotating anode according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing cooling curves of the rotating anode shown in FIG. 1, the pyrolytically coated rotating anode, and the uncoated rotating anode. , 3rd
The figure is a 6000x scanning electron micrograph of a cross section of a pyrolytically coated graphite section, and FIG. 4 is a 10000x scanning electron micrograph of a cross section of a graphite section coated according to the invention. 1...Substrate 2...Focal trajectory coating 3...Graphite portion 4...Carbon layer procedural correction writing type) 1. Indication of the case: Patent application No. 63-1905042, title of the invention: Rotating anode 3 for X-ray tubes, relationship with the case by the person making the amendment: Patent applicant address: Leutste, Tyrol, Austria (no street address) Name: Metalwerk, Bransee , Gesellschaft, Mitsut, Beschrenchtel, Hafrang 4, Agent ■ 112 5. Date of amendment order Sent October 25, 1986 6
, Subject of amendment Column 7 of brief explanation of drawings in the specification, Contents of amendment

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)少なくとも部分的にグラファイトから成り、このグ
ラファイトが炭素から成る被膜を備えているX線管のた
めの回転陽極におい て、炭素層の析出が炭化水素ガス望ましくはアセチレン
又はプロパンを活性直流グロー放電の中で分解すること
により行われることを特徴とするX線管のための回転陽
極。 2)回転陽極がグラファイトの基体から成り、この基体
が少なくとも焦点軌道域に、レニウム及び/又はタング
ステン・レニウム合金から成りグラファイト基体上にか
ぶせられた ターゲット層を有することを特徴とする請求項1記載の
回転陽極。 3)回転陽極が高融点の金属又は高融点の合金製の基体
から成り、この基体がタングステン又はタングステン・
レニウム合金から成る ターゲット層の外で一つ又は複数のグラファイト部分に
ろう付けされていることを特徴とする請求項1記載の回
転陽極。 4)炭素の析出速度が電子線銃によるグラファイトの同
時蒸発により高められることを特徴とする請求項1ない
し3の一つに記載の回転陽極。 5)炭素被膜が0.1μm未満の粒度の微結晶構造と2
Θ>0.6゜の半値幅の(002)−X線回折反射とを
有することを特徴とする請求項1ないし4の一つに記載
の回転陽極。 6)炭素被膜の層厚が3μmないし7μmであることを
特徴とする請求項5記載の回転陽 極。
Claims: 1) In a rotating anode for an X-ray tube consisting at least in part of graphite, which graphite is provided with a coating of carbon, the deposition of the carbon layer is carried out using a hydrocarbon gas, preferably acetylene or propane. A rotating anode for an X-ray tube, characterized in that the rotating anode for an X-ray tube is 2) The rotating anode consists of a graphite substrate, which substrate has, at least in the focal orbit region, a target layer made of rhenium and/or a tungsten-rhenium alloy and overlaid on the graphite substrate. rotating anode. 3) The rotating anode consists of a base made of a high melting point metal or a high melting point alloy, and this base is made of tungsten or tungsten.
2. The rotating anode of claim 1, wherein the anode is soldered to one or more graphite parts outside the target layer of rhenium alloy. 4) The rotating anode according to claim 1, wherein the rate of carbon deposition is increased by simultaneous evaporation of graphite using an electron beam gun. 5) The carbon film has a microcrystalline structure with a particle size of less than 0.1 μm, and 2
5. The rotating anode according to claim 1, characterized in that it has a (002)-X-ray diffraction reflection with a half width of Θ>0.6°. 6) The rotating anode according to claim 5, wherein the carbon coating has a layer thickness of 3 μm to 7 μm.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6487275B1 (en) 1994-03-28 2002-11-26 Hitachi, Ltd. Anode target for X-ray tube and X-ray tube therewith
JP2009054447A (en) * 2007-08-28 2009-03-12 Tomohei Sakabe Rotating target x-ray generator and x-ray generation method
JP2010227751A (en) * 2009-03-26 2010-10-14 Fuji Xerox Co Ltd Classification method and classifier

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6487275B1 (en) 1994-03-28 2002-11-26 Hitachi, Ltd. Anode target for X-ray tube and X-ray tube therewith
JP2009054447A (en) * 2007-08-28 2009-03-12 Tomohei Sakabe Rotating target x-ray generator and x-ray generation method
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