NL7906417A - Werkwijze voor het vervaardigen van een draaianode voor roentgenbuizen en zo verkregen anode. - Google Patents

Description

tï' 4 PHN 956O 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindho-ven.

Werkwijze voor het vervaardigen van een draaianode voor röntgenbuizen en zo verkregen anode. *

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een draaianode voor röntgenbuizen, waarbij op een basislichaam een treflaag uit wolfraam of een wolfraamlegering door plasmaspuiten wordt aangebracht.

5 De uitvinding heeft tevens betrekking op de zo verkregen draaianode.

De draaianoden, die men met de werkwijze volgens de uitvinding verkrijgt kunnen in röntgenbuizen worden toegepast. Zij zijn in het bijzonder geschikt voor röntgen-10 buizen die onder een hoge belasting worden gebruikt zoals röntgenbuizen voor medische doeleinden.

Uit de duitse octrooiaanvrage 23 46 925 is een werkwijze bekend voor het vervaardigen van dergelijke anoden. Bij de bekende werkwijze wordt op een basislichaam uit 15 molybdeen of een molybdeenlegering door plasmaspuiten een treflaag (dat wil zeggen de laag waarop de elektronen bij toepassing van de draaianode in een röntgenbuis inslaan) uit wolfraam of een wolfraam rheniumlegering aangebracht.

Een soortgelijke werkwijze onder toepassing van een basis-20 lichaam uit grafiet is bekend uit het duitse Auslege-schrift 22 51 656.

Bij het onder atmosferische druk plasmaspuiten van wolfraam of wolfraamlegeringen kan men over het algemeen een dichtheid van niet meer dan 92 - 94 $ van de theoreti-25 sche dichtheid verkrijgen (R. Gldtzle et al, Metall 24, 823 ff 1970). Een dergelijke dichtheid is voor draaianoden voldoende; bij een dergelijke dichtheid is het niet mogelijk een goed vacuum in de röntgenbuis te verkrijgen cq. te handhaven.

30 Men heeft wel geprobeerd de dichtheid te verhogen door dichtsinteren van de wolfraamlaag. Daarbij verkrijgt men maximaal een dichtheid van 97$ (R. Glatzle et al, ibidem). De voorgeschreven sinterbehandeling (tot 15 uren 7906417 i '·Λ PHN 956Ο 2 op 2600° G) leidt voor vele molybdeenlegeringen tot onaanvaardbaar verlies van de sterkte-eigenschappen.

De uitvinding voorziet in een werkwijze voor het vervaardigen van draaianoden waarbij een treflaag uit ¥ of 5 een ¥-legering door plasmaspuiten op een basislichaam wordt aangebracht. Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt de treflaag aangebracht door plasmaspuiten onder verlaagde druk. De werkwijze volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat de treflaag wordt aangebracht door middel van plasma-10 spuiten in een ruimte onder een druk van 2-55 kPa in een zuurstofvrij medium.

Met de werkwijze volgens de uitvinding verkrijgt men een treflaag met een dichtheid van meer dan 97$· Het plasmaspuiten van ¥ onder verlaagde druk is op zich bekend 15 uit Moses A. Levinstein, Cienca Y technica de la Soldadura (Madrid) 12, No. 66, blz. 1 - 9 (1962) ( zie ook Chemical Abstracts, 58, kzkj f 19^3)· Daarbij wordt, in tegenstelling tot de resultaten van aanvraagster een dichtheid van maximaal 92,7$ verkregen. Tevens is aangegeven dat druk-20 verlaging tot lagere dichtheden leidt.

Uit E. Muehlberger "A high energy plasma coating process", Proc. Jth. Intern.Metal Spraying Conf. 1973 Londen is een werkwijze bekend voor het plasmaspuiten van materialen zoals tantaal, wolfraamcarbide en dergelijke, waarbij 25 plasmastromen met snelheden van Mach 3 kunnen worden toegepast. Om dergelijke snelheden te verkrijgen wordt in een ruimte onder een druk van ongeveer 10 kPa gespoten.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt het basislichaam bij voorkeur voorverwarmd op een tempera-30 tuur boven 1000° C alvorens de treflaag wordt aangebracht. Daardoor wordt een betere hechting en dichtheid van de treflaag op het basislichaam verkregen.

De toepassing van een energie van meer dan 30 k¥ bij het plasmaspuiten leidt over het algemeen tot een grote-35 re dichtheid van de treflaag.

Om een zo groot mogelijke dichtheid te verkrijgen verdient het de voorkeur een wolfraam(legering) poeder te gebruiken met een deeltjesgrootte van maximaal 45 /um.

7906417 V-' PHN 956O 3

Teneinde de deeltjes te verspuiten materiaal voldoende op te warmen verdient het de voorkeur een spuitafstand (afstand mondstuk spuitpistool tot basislichaam) van minimaal 150 mm toe te passen.

5 De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van een figuur, waarin een draaianode verkregen door toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding is weergegeven.

In de figuur is een draaianode weergegeven opgebouwd uit een dragerlichaam 1'en een treflaag 2. Het met 10 3 aangegeven gedeelte van de treflaag is de plaats waarop de elektronenstraal in de röntgenbuis wordt gefocusseerd (focusbaan 3) ·

Het dragerlichaam 1 kan uit molybdeen of alle bekende molybdeenlegeringen voor röntgendraaianoden zijn 15 vervaardigd. Bijzonder goed voldoet een molybdeenlegering met 0,40-0,55 gew.jé Ti, 0,06-0,12 gew Jé Zr en 0,01-0,03 gew jé C. Het dragerlichaam kan oo3c uit grafiet bestaan.

In dat geval wordt tussen het dragerlichaam en de treflaag een koolstofremmende laag aangebracht zoals een Rheniumlaag.

20 Tussen de treflaag 2 en het basislichaam 1 kunnen nog meerdere lagen aanwezig zijn bijvoorbeeld een laag van zuiver wolfraam en dergelijke.

De treflaag 2 bestaat uit wolfraam of een wolfraamlegering. Alle hiertoe bekende legeringen voeldoen 25 goed. Bijzonder goede resultaten (goede dichtheid) zijn verkregen met wolfraam-rheniumlegeringen (o - 7 gew. jé rhenium) en met wolfraam-rhenium-tantaallegeringen (O - 7 gew. jé rhenium, 0-4 gew jé tantaal).

Het oppervlak van de treflaag uitgezonderd de 30 focusbaan(3)»en/of van het basislichaam kan geruwd zijn om warmteafstraling te verbeteren of kan voor hetzelfde doel bekleed zijn met warmteafstraling verbeterde materialen (bijvoorbeeld ruw wolfraam)·

Het is mogelijk dat de treflaag een van binnen 35 naar buiten toe verlopende samenstellingsgradiënt (bijvoorbeeld van het rheniumgehalte) bezit.

De draaianode wordt als volgt vervaardigd. Een basislichaam 1 wordt volgens op zich bekende wijze vervaar- 7906417 PHN 9560 k digd bijvoorbeeld door gieten, smeden, persen en slijpen.

Het oppervlak van het basislichaam wordt goed gereinigd.

Het basislichaam wordt dan aangebracht in een speciale, hermetisch afsluitbare kamer van het type zoals beschreven 5 in het hierboven genoemde artikel van E. Muehlberger, dat door deze verwijzing wordt geacht in deze beschrijving te zijn opgenomen. De kamer wordt geëvacueerd en gevuld met Ar.

Het is ook mogelijk He of N^ toe te passen.

Alle genoemde gassen kunnen onderling vermengd em/of ver-10 mengd met H^ (O - 10 vol. °jo) worden gebruikt. Deze cyclus wordt bij voorkeur enige malen herhaald om mogelijke zuurstof resten uit de kamer te verwijderen. Tenslotte wordt de kamer gevuld met een van de zojuist genoemde gassen cq. gasmengsels tot de gewenste druk (2-50 kPa). Bij voorkeur 15 wordt een druk van 2-25 kPa toegepast. Dan wordt met het plasmapistool het materiaal voor de treflaag op het basislichaam gespoten. (Energietoevoer aan plasmapistool ongeveer 35 kW). Bij voorkeur wordt het basislichaam met het plasmapistool voorverwarmd op een temperatuur boven 1000° C 20 voordat het materiaal van de treflaag wordt gespoten. Het is mogelijk de samenstelling van het spuitmateriaal continue te variëren teneinde een gradient in de samenstelling van de treflaag te verkrijgen. De treflaag wordt bij voorkeur aangebracht in een laagdikte van 1,5-2 mm. Het is mogelijk, 25 door middel van een masker, om de treflaag Uitsluitend ter plaatse van de focusbaan 3 aan te brengen.

Na beëindigen;van het plasmaspuiten laat men het basislichaam plus treflaag in de kamer afkoelen. Tenslotte wordt het verkregen produkt uit de kamer gehaald en verder 30 bewerkt. Daarbij wordt de focusbsan 3 geslepen.

Met de werkwijze volgens de uitvinding werd bij alle genoemde wolfraamlegeringen een dichtheid van meer dan 97°/o verkregen. Bovendien hechtte de treflaag goed.

35

79 0 6 4 1 Z

Claims (8)

1. Werkwijze voor liet vervaardigen van een draaianode voor röntgenbuizen, waarbij op een basislichaam een treflaag uit wolfraam of een wolfraamlegering door plasmaspuiten wordt aangebracht, met het kenmerk, dat de treflaag wordt 5 aangebracht door middel van plasmaspuiten in een ruimte onder een druk van 2-55 kPa, in een zuurstofvrij medium.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het basislichaam wordt voorverwarmd op een temperatuur boven 1000° C alvorens de treflaag wordt aangebracht.

^ 3· Werkwijze volgens conclusies 1 - 2, met het ken merk, dat het plasmaspuiten wordt uitgevoerd met een energie van meer dan 30 kW.

4. Werkwijze volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het te spuiten wolfraam of de te spuiten wolfraamlege- ^ ring wordt toegepast in de vorm van een poeder met een deeltjesgrootte van maximaal 45 yum.

5. Werkwijze volgens conclusies 1-4, met het kenmerk, dat bij het spuiten tussen de uitgang van het spuit-pistool en het basislichaam een afstand van meer dan 150 mm. 20 wordt toegepast.

6. Werkwijze volgens conclusies 1 - 5j met het kenmerk, dat de treflaag wordt aangebracht in een dikte van 1,5-2 mm.

7. Werkwijze volgens conclusies 1 - 6, met het 25 kenmerk, dat op een basislichaam uit een molybdeenlegering met 0,40 - 0,55 gew. $ Ti, 0,06 - 0,12 gew. °/o Zr en 0,01 -0,03 gew. °fo C een treflaag van een wolfraamlegering met 0-7 gew. °fo Re en/of 0-4 gew. $ Ta wordt aangebracht.

8. Draaianode verkregen door toepassing van de 30 werkwijze volgens conclusies 1 - 7. 35 7906417