SU764005A1 - Рентгеновска трубка - Google Patents

Description

1

изобретение относитс  к рентгеновским трубкам.

Известна рентгеновска  трубка,содержаща  анод, катод и стекл нную вакуумную оболочку, внутрь которой вве- - ден провод щий цилиндр, охватывающий межэлектродный промежуток и электрически соединенный с другим провод щим цилиндром, расположенным снаружи стекл нной оболочки l .

Така  конструкци  уменьшает веро тность высоковольтного пробо  оболочки трубки, но она применима при малых .ускор ющих напр жени х до 50 кВ),15 а при больших напр жени х необходимо увеличивать габариты трубки.

Наиболее близким техническим решением к предложенному  вл етс  рентгеновска  трубка, содержаща  катод и 20 анод, установленные в вакуумной оболочке из диэлектрического материала, на внутренней поверхности которой,по крайней мере,в области межэлектро ного промежутка нанесен слой из мате-- - риала, электропроводность которого выше, чем у диэлектрической оболочки 21. Этот слой представл ет собой провод щее покрытие с объемной провЬдимостыо от . JO

К недостаткам известного технического решени  относитс  малый срок службы, обусловленный невысокой электрической прочностью конструкции, D которой имеют место значительные токи утечки и увеличенна  электронна  бомбардировка оболочки.

Цель изобретени  - увеличение срока службы трубки за счет повышени  электрической прочности конструкции.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в рентгеновской трубке, содержащей анод и катод, установленные в вакуумной оболочке из диэлектрического материала, на внутренней поверхности которой, по крайней мере, в области межэлектродного промежутка нанесен слой из материала, электропроводность которого выше, чем у диэлектрической оболочки, в качестве материала сло  использован диэлектрик с объемной проводимостью от Ю Ом-см, толщина которого выбрана не меньшей длины свободного пробега электронов в материале сло  в диапазоне ускор ющих напр жений рентгеновской трубки. Сущность изобретени  по сн етс 

чертежом.

Рентгеновска  трубка содержит анод 1, катод 2, сетку 3 ивакуумную оболочку 4, на внутренней поверхности которой на участке а нанесено покрытие 5 из диэлектрического материала с объемной проводимостью от 10 до 10 ом.см толщина которого Выбрана не меньшей длины свободного прюбега электронов в материале сло  в диапазоне ускор ющих напр жений рентгеновской трубки. При работе высоковольтных электро ных приборов на поверхности и в объеме диэлектрической оболочки наблюда етс  накопление электрического зар да , который способствует возникновению сквозного пробо  оболочки. Объем ный зар д накапливаетс  на г;(убине, соответствукидей длине пробега электрона в диэлектрике. При достижении определенной величины плотности зар  да, когда иоле его превысит электрическуго прочность диэлектрика, происзсодит приповерхностный пробой. Следы его про вл ютс  в виде матовых д тен на внутренней стороне оболочки в области высоковольтного промежутка. При рассмотрении их под микроскопом видна сеть каналов приповерхностного пробо . . На основании экспериментальных данных установлено, что .максимальна  глубина таких каналов может быть определена из формулы Шонланда 1 8-2. при допущении U 0,27lJq, где Ua - анодное напр жение. В , У - плотность вещества, г/см В результате по влени  каналов, пробой на всю толщину стекла развиваетс  из-за значительного усилени  пол.ч на конце канала при наличии большого поверхностного зар да. След пробо  представл ет собой сквозной извилистый канал диаметром до дес тков микрон без следов оплавлени ,который может раздел тьс  на несколько более мелких кансшов, выход щих на,внешнюю поверхность оболочки. . Существующие диэлектрические оболочки при температуре 20-5О С, соотт ветствующей услови м работы прибора р масл ной изол ции, имеют низкую удельную Электропроводность (менее ). Дл  того чтобы сквозной пробой оболочки не произошел, необзсЬДимо не допустить накоплени  зар да в объёме. Этого можно достичь, ув« лиЧив проводимость оболочки на несколько пор дков хот  бы в слое толщиной равной глубине проникновени  электрона. А так как зар д локализуетсй на малых участках, то оказываетс  достаточным .рассе ть его по обопбчке в узкой полосе вблизи высоковольтнрго промежутка. Важно, что при этом не происходит заметного увеличени  токов утечки между электродами Увеличени  проводимости достигают нанесением сло  покрыти  необхрдимор толщины либо изменением электрических свойств сло  материала самой оболочки , например, за счет термодиффузии необходимого ве.щества с поверхности . Напыл   в вакууме, например, титан или железо или нанос  растворы их солей на стекл нную оболочку с последующим прогреванием ее на воздухе до температуры разм гчени  в течение нескольких минут, можно получить за счет термодиффузии прозрачные слои, достаточной толщины проводимостью 10 -10 Ом -см, которые предохран т оболочку от пробо . Наиболее распространенным материалом дл  изготовлени  оболочек электронных приборов  вл етс  в насто щее врем  стекло. Это обусловлено целым р дом его положительных качеств, в том числе хорошими технологическими свойствами, дешевизной. Использование стекла со слоем повышенной проводимости устран ет сквозной пробой. Однако такое решение возможно только в приборах,в которых оболочка удалена от элек тродов на достаточное рассто ние (например,при рабочем напр жении 100 кВ на рассто ние больше 30 мм В приборах же с малым рассто нием между электродами и оболочкой или рабочими напр жени ми больше 100 кВ, например в наиболее распространенных трубках с масл ной изол цией, возникает проблема повышени  электропрочности трубок, так как стекло не обеспечивает достаточной электрической прочности высоковольтного промежутка, хот  устран ет пробой оболочки. Св зано это с тем, что стекло, облада  сравнительно низкой температурой плавлени  и име  в своем составе различные компоненты, в том числе и легкоплавкие, недостаточно устойчиво к электронной бомбардировке, практически всегда присутствующей в реальных высоковольтных приборах. Поэтому бомбардировка как стекла обычных марок, используемых в электровакуумной промышленности, так и стекла с повышенной проводимостью приводит к выделению из стекла паров воды и кислорода, его электролизу, по влению большого количества ионов в высоковольтном промежутке, а также к активации центров автоэмиссии с отрица1тельного электрода атомами натри  и кали , вьщел ющимис  из стекла при его разложении. Все эти  влени  могут привести к возрастанию паразитных токов и резкому падению электропрочности прибора. По этой причине дл  малогабаритных рентгеновских трубок или трубок с высокими напр женност и полей на электродах с целью устранени  сквозного пробо  оболочки и повышени  электропрочности приборов в . целом используют нанесение покрытий на внутреннюю поверхность оболочки

из тугоплавких окислов с удельной объемной проводимостью 10-10Ъм-см Важно, что при этом основой оболочки, остаетс  сгекло с его положительными свойствами.

Покрытий должны обладать достаточной прочностью сцеплени  их со стенками баллона и. высокой работой выхода электронов из материала покрыти . Такие свойства имеют покрыти  из окислов алюмини , циркони , хрома, берилли  и т.п.

Рентгеновские трубки, имеющие оболочки с указанными покрыти ми, обладают значительно более высокой электропрочностью их высоковольтного промежутка, чем трубки, имеющие слой с повышенной проводимостью. Кроме того , сквозные пробои оболочек предложенных трубок не зафиксированы.

Покрыти , уменьша  плотность объемного зар да в оболочке, т.е. устран   ее разрушение,устран ют последстви  бомбардировки стекла электронами . Кроме того,-в силу своей тугоплавкости эти покрыти  менее подвержены разложению под действием электронной бомбардировки и, следовательно , газовыделение с них незначительно причем продукты этого разложени , имеющие работу выхода электронов, сравнимую с работой выхода из материала электродов трубки, не способны активировать эмиссионные центры на отрицательном электроде, и в приборе нет увеличени  паразитных токов утечки .

уме  шероховатую структуру, покрыти  преп тствуют образованию сплошных провод щих или полупровод щих пленок на поверхности оболочки и, устран   тем самым возникновение

больших градиентов потенциала на ее поверхности, способствуют сохранению электрической прочности во врем  эксплуатации прибора, т.е. применение таких покрытий приводит к повышению долговечности приборов.

Таким образом, рентгеновска  трубка, имеюща  стекл нную оболочку с диэлектрическим покрытием, отличаетс  высокой электрической прочностью при небольших габаритах, малыми токами утечки, во врем  ее работы не происходит сквозных пробоев ее оболочкЦ, что позвол ет повысить надежность и сократить сроки высоковольтной тренировки рентгеновских трубок.

5

Claims (2)

1.Патент США 19547Т)9, кл.313-58, опублик.1934.

2.Патент США 2516663, кл.31358 , опублик. 1950 (прототип).

0