NL8501406A - Kern voor roentgenanode substraat van molybdeenlegering. - Google Patents

Description

S 2348-1367 Ned. * *

Ρ & C

Korte aanduiding: Kern voor röntgenanode substraat van molybdeenlegering.

De uitvinding heeft in het algemeen betrekking op roterende anoden voor röntgenbuisen trefplaten en, meer in het bijzonder op een substraat van molybdeenlegering voor een anode met een verbeterd middel 5 voor bevestiging aan een röntgenbuissteel.

Bij de historische ontwikkeling van een roterende anode voor röntgenbuizen zijn de fabrikanten overgegaan van het gebruik van substraat-materiaal van wolfram naar molebdeenmateriaal, en tenslotte naar materiaal van molybdeenlegering. Men vond dat het zuivere molybdeenmateriaal een 10 thermische capaciteit had die praktisch gelijk was aan die van wolfram, maar dat dit het aantrekkelijke voordeel bood dat het een materiaal is met relatief lage dichtheid, hetgeen het gebruik van grotere trefplaten toelaat. Men vond echter ten nadele dat het ontvankelijk was voor thermisch uitzakken hetgeen eventuele kromtrekking van de trefplaat tot gevolg had.

15 Dit probleem werd in het begin benaderd door het gebruik van een additief van 5% wolfram aan het molebdeen om in grotere sterkte te voorzien. Dit werd gevolgd door de invoering van de huidig gebruikte materialen van zogenaamde door dispersie versterkte molybdeenlegering. Een dergelijk materiaal met grotere sterkte staat beschreven in Amerikaans octrooi-20 schrift 4.195.247. Nog een dergelijk materiaal staat bekend als.TZN (titaan, zirconium en molybdeen, alsmede koolstof) dat van Metallwerk Plansee Aktiengesellschaft in de handel verkrijgbaar is.

Men heeft traditioneel de roterende anode aan de steel van een Röntgenbuisrotor bevestigd door middelen als een mechanisch bevestigings-25 middel,lassen of diffusiehechten. Daar normaliter de steel samengesteld is uit een ander materiaal dan de trefplaat, is het moeilijk een geschikte bevestiging door middel van diffusiehechten te verkrijgen. Men heeft gevonden dat bijvoorbeeld een geschikt materiaal voor gebruik in de steel niobium is, wegens zijn relatieve grote sterkte en lage thermische geleid-30 baarheid. Hoewel een niobiumsteel verenigbaar is met zowel een trefplaat van zuiver molybdeen en een trefplaat van molybdeen/wolfram voor doeleinden van diffusiehechten, heeft men gevonden dat het relatief onverenigbaar is voor diffusiehechten aan de door dispersie versterkte molybdeen-legeringen.Het is derhalve een doel van de onderhavige uitvinding om in 35 een verbeterd middel te voorzien voor bevestiging van een röntgenanode van molybdeenlegering aan een steel van een ander materiaal.

Nog een doel is een middel te verschaffen voor het diffusiehechten van een anode van molybdeenlegering aan een uit een ander materiaal samengestelde steel.

• r ‘ f A £ l'j J i yj ^ - 2 -

Weer een ander doel is een diffusie gehechte anode te verschaffen die goedkoop te vervaardigen is en effektief in gebruik is.

Deze doelen en andere eigenschappen en voordelen worden gemakkelijk duidelijk uit de volgende beschrijving in kombinatie met de bijge-5 voegde tekening.

In het kort wordt, volgens één aspect van de uitvinding, een anode van molybdeenlegering vervaardigd, waarbij een molybdeen inzetstuk in het gebied van zijn centrale kern geplaatst is, om als een overgangs-materiaal de functioneren tussen de trefplaat van legering en de uit een 10 ander materiaal samengestelde steel. Het inzetstuk wordt als een integraal deel van de trefplaat vervaardigd en wordt vervolgens door dispersie aan de steel gebonden met behulp van een gebruikelijke werkwijze. De ontstane trefplaat voorziet in al de voordelen van het legeringsmateriaal, terwijl deze makkelijk aan de steel bevestigd kan worden door middel van de werk-15 wijze met diffusiehechting.

In de hierna beschreven tekening wordt een bij voorkeur toegepaste uitvoeringsvorm weergegeven. Verscheidene andere wijzigingen echter en alternatieve constructies vallen eveneens binnen het raam van de uitvinding.

20 De tekening is een dwarsdoorsnede van een trefplaat, zoals deze bevestigd is aan de steel volgens een bij voorkeur toegepaste uitvoeringsvorm van de uitvinding.

In de tekening ziet men een anodesamenstel 10 van het type dat conventioneel gebruikt wordt bij roterende anode röntgenbuizen. Het 25 samenstel 10 is aan de steel 11 op een wijze bevestigd die hierna nader beschreven zal worden.

De anode 10 bestaat uit een schotelvormig lichaam 12 met een daarin gevormd axiaal boring 13. Aan éên zijde van het lichaam 12 bevindt zich een brandpuntspoor 14 dat met gebruikelijke technieken aange-30 bracht is voor gebruik bij het genereren van röntgenstralen, wanneer het door de elektronen van een kathode tijdens de werking van een röntgen-buis gebombardeerd wordt. Een integraal inzetstuk of kraag 16 is tussen het lichaam 12 en de steel 11 binnen het boring 13 geplaatst om de verbinding van de twee elementen te vergemakkelijken.

35 Het anodelichaam 12 is samengesteld uit molybdeenlegering met grote sterkte dat in staat is om gebruikelijke werktemperaturen in de omgeving van 1350°C te weerstaan zonder belangrijke thermische uitzakking op te lopen en eventuele kromtrekking. Voorbeelden van dergelijke materialen van molybdeenlegering worden hierboven genoemd. Andere voor- 8501406 - 3 - beelden van mogelijke materialen zijn o.a. die gewoonlijk in de industrie bekend staan als TZC en MT 104. TZC is overeenkomstig aan het bovengenoemd TZM,maar met een groter percentage toegevoegde koolstof. MT 104 is een metaal dat in de handel verkrijgbaar is van GTE Sylvania. Naar alle van de hier als 5 voorbeelden genoemde molybdeenlegeringen wordt gewoonlijk verwezen als na door dispersie versterkte materialen. Een van de eigenschappen die zij gemeen hebben is dat zij niet gemakkelijk of effektief via diffusie aan een niet-gelijk metaal gehecht kunnen worden. Dit wordt een probleem wegens de gewenstheid van het via diffusie binden van het lichaam 12 10 aan de steel 11. Vanwege de noodzaak van andere prestatie-eigenschappen, wordt de steel 11 normaliter niet van hetzelfde of soortgelijk materiaal vervaardigd als het lichaam 12. Zoals vermeld, een materiaal waarvan men gevonden heeft dat het bijzonder geschikt is voor gebruik in de steel is niobium of een legering daarvan. Deze materialen bezitten een relatief 15 grote sterkte, terwijl zij tegelijkertijd een relatief lage thermische geleidbaarheid tonen, een eigenschap die gewenst is om de geleiding van hitte naar de draagvlakken van de röntgenbuis te remmen. Daar het niobium in sterke mate verschillend is van het legeringsmateriaal van het lichaam 12 is het met behulp van diffusie hechten van de twee materialen norma-20 liter niet doelmatig.

Volgens de onderhavige uitvinding wordt het inzetstuk 16 tussen de twee materialen geplaatst om als overgangsstruktuur te dienen, waarbij het inzetstuk 16 uit een materiaal samengesteld is dat verenigbaar is voor met diffusie hechten met beide van de aangrenzende materialen.

25 Voor dat doel heeft men gevonden dat een materiaal van zuiver molybdeen bevredigend is, daar het verenigbaar is met zowel de door dispersie versterkte molybdeenlegeringen als met het niobiummateriaal van de steel.

Bepaalde legeringen van molybdeen zouden ook geschikt zijn voor dit doel.

De legering met 5% wolfram bijvoorbeeld zou verenigbaar zijn met beide 30 aangrenzende materialen.

Vervaardiging van de anode met een inzetstuk wordt bereikt door een poeder-metallurgische werkwijze die overeenstemt met de huidige werkwijze voor het geheel vervaardigen van de anode uit een molybdeenlegerings-poeder, waarbij het belangrijkste verschil is dat nu zuiver molybdeenpoeder 35 aan het samenstel wordt toegevoegd. Als eerst wordt het poedermengsel, dat het brandpuntsspoor van wolfram/rhenium moet worden, in een persmatrijs geplaatst. De molybdeen- en molybdeenlegeringspoeders worden vervolgens selektief in geschikte delen van de persmatrijs geplaatst, waarbij het legeringspoeder in een buitenring en het poeder van zuiver molybdeen 3 3 0 1 4 0 δ w '* « -Αχό. een binnenring geplaatst wordt. De buiten- en binnenring worden bij bun gemeenschappelijke grensvlak begrensd door een verwijderbare kraag (niet weergegeven). De kraag die het molybdeenpoeder en het molybdeen-legeringspoeder scheidt wordt vervolgens verwijderd en het samenstel wordt geperst onder vorming van een groen persstuk wat vervolgens 5 gesinterd en heet gesmeed wordt. Het resultaat is een integrale trefplaat-struktuur waarbij het inzetstuk van zuiver molebdeen integraal gebonden is aan en een deel vormt van de anodestruktuur. Na verdere verwerking, zoals smeden, machinaal bewerken, en reinigen is het anodesamenstel gereed voor bevestiging aan de steel 11, door middel van een werkwijze 10 met diffusiehechten die op conventionele wijze tot uitvoer wordt gebracht.

Uiteraard zijn binnen het raam van de uitvinding talrijke wijzigingen mogelijk. Hoewel de uitvinding bijvoorbeeld beschreven is met gebruik van bepaalde materialen, d.w.z. door dispersie versterkte 15 molybdeenlegeringen die in kombinatie met zuivere legeringen gebruikt worden voor bevestiging aan een niobiumsteel, is het duidelijk dat verschillende andere materialen binnen het raam van de uitvinding gebruikt kunnen worden.

850 1 4 0 6

Claims (9)

1. Anodesamenstel voor bevestiging aan een roteerbare steel van een röntgenbuis gekenmerkt door: een lichaam met een daarin gevormde centrale holte met op éën zijde daarvan aangebracht een brandpuntspoor, waarbij dit lichaam samen-5 gesteld is uit een eerste materiaal dat niet geschikt is via diffusie aan de steel te hechten; en een in de centrale holte geplaatste kern die een integraal gedeelte van dat lichaam vormt, waarbij deze kern een daarin gevormde centrale boring heeft voor de ontvangst van de steel en die samengesteld is 10 uit een tweede materiaal dat geschikt is voor diffusiehechting aan de steel.

2. Anode volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het eerste materiaal een molybdeenlegering met grote sterkte is.

3. Anode volgens conclusie 2, met het kenmerk dat de molybdeenlegering van het door dispersie versterkte type is.

4. Anode volgens conclusies 1-3, met het kenmerk dat het tweede materiaal in hoofdzaak uit molybdeen bestaat.

5. Een samenstel voor een roteerbare anode voor bevestiging aan een axiale steel, gekenmerkt door een schijf met een buitenring die uit een eerste materiaal samengesteld is dat niet verenigbaar is met de 20 steel voor doeleinden van diffusiehechten, en een aan de buitenring bevestigde binnenring met een centrale opening voor de ontvangst van de axiale steel, waarbij de binnenring samengesteld is uit een tweede materiaal dat verenigbaar is met de steel voor doeleinden van diffusiehechten.

6. Samenstel voor roteerbare anode volgens conclusie 5, met 25 het kenmerk dat het eerste materiaal samengesteld is uit een door dispersie versterkte molybdeenlegering.

7. Samenstel voor een roterende anode volgens conclusie 5 of 6, met het kenmerk dat het tweede materiaal molybdeen behelst.

8. Een samenstel voor een roteerbare röntgenbuisanode, geken-30 merkt door een buitenring die samengesteld is uit een eerste materiaal met grote sterkte en waarbij op zijn oppervlak een brandpuntspoor aangebracht is, en een integraal aan de buitenring bevestigde binnenring met een daarin gevormde centrale boring voor het ontvangen van een roteerbare steel, waarbij de binnenring samengesteld met een tweede materiaal dat 35 geschikt is voor diffusiehechten aan de steel.

9. Roterende anode van het type met een van molybdeenlegerings-materiaal gevormde schijf voor bevestiging aan de draaibare steel, gekenmerkt door een grensvlakstruktuur die een ringvormig inzetstuk behelst 350140S - 6 - dat integraal bevestigd is aan en een deel vormt van deze schijf, waarbij het inzet stuk samengesteld is uit een materiaal dat in hoofdzaak essentie uit molybdeen bestaat. r 8501400