WO2024125932A1 - Röntgendrehanode mit zwei unterschiedlichen kornstrukturen im brennbahnbelag - Google Patents

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WO2024125932A1
WO2024125932A1 PCT/EP2023/082009 EP2023082009W WO2024125932A1 WO 2024125932 A1 WO2024125932 A1 WO 2024125932A1 EP 2023082009 W EP2023082009 W EP 2023082009W WO 2024125932 A1 WO2024125932 A1 WO 2024125932A1
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WO
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layer
focal
coating
ray
track
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/082009
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen SCHATTE
Gebhard Zobl
Maximilian SILLER
Thomas Schwarz
Original Assignee
Plansee Se
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Filing date
Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00—X-ray tubes
    • H01J35/02—Details
    • H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H01J35/08—Anodes; Anti cathodes
    • H01J35/10—Rotary anodes; Arrangements for rotating anodes; Cooling rotary anodes
    • H01J35/108—Substrates for and bonding of emissive target, e.g. composite structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2235/00—X-ray tubes
    • H01J2235/08—Targets (anodes) and X-ray converters
    • H01J2235/088—Laminated targets, e.g. plurality of emitting layers of unique or differing materials

Definitions

  • the present invention relates to an X-ray rotating anode with at least one ring-shaped focal path coating extending along a focal path surface, wherein the focal path coating has a first layer and a second layer directly above it, starting from the carrier body in a direction perpendicular to the focal path surface, and wherein the first layer has a grain structure that differs from the second layer.
  • X-ray rotating anodes are used in X-ray tubes to generate X-rays. During operation, electrons are emitted from a cathode of the X-ray tube and accelerated in the form of a focused electron beam onto the rotating X-ray rotating anode.
  • X-ray rotating anodes have a focal path coating in the area of the focal path that is formed on a carrier body.
  • An X-ray rotating anode rotates at high speed under the focused electron beam.
  • the global voltage state of an X-ray rotating anode results when the power density in the focal spot is evenly distributed over the entire area covered.
  • the focal track coating ages, i.e. fatigue and thermal shock cracks can form in the focal track coating.
  • the focal track also ages due to local melting and particle detachment.
  • the focal track surface becomes increasingly rough, more energy is transferred from the incident electrode beam across the focal track surface. absorbed because the proportion of backscattered electrons decreases. This further increases the effect of aging.
  • X-ray rotating anodes are manufactured using powder metallurgy, i.e.
  • the carrier body and the focal track coating are pressed together, sintered and typically formed by forging with a lower degree of deformation compared to semi-finished products (in the case of semi-finished products, the degree of deformation is typically in the range of 60 to 90%).
  • the X-ray rotating anode is then normally annealed to recrystallize. This creates an almost uniform grain structure in both the carrier body and the focal track coating.
  • fatigue and thermal shock cracks form when the X-ray rotating anode is used, which propagate along grain boundaries on the surface of the focal track coating.
  • With a uniform grain structure individual grains or particles can be undermined by these cracks on the surface of the focal track coating, which means that they are thermally insulated and consequently "overheat", i.e.
  • the individual grains form meltings or can detach from the surface. This makes the surface of the focal track coating rougher.
  • the focal track ages due to progressive crack growth and increased energy absorption from the electron beam, which consequently results in melting, detachment of grains (particles) and increased roughness.
  • the service life of rotating X-ray anodes is limited. Both the formation of cracks in the focal track coating and the additional damage to the surface of the focal coating have adverse consequences for the X-ray dose yield and thus have a negative effect on the image quality of the X-ray images.
  • AT 12494 U1 discloses a rotating X-ray anode which has a carrier body and a focal path, wherein the carrier body and the focal path are manufactured in a composite using powder metallurgy. This is intended to provide a rotating X-ray anode which enables a high dose yield over long periods of use and has a long service life.
  • At least one section of the focal path lies in a non- recrystallized and/or in a partially recrystallized structure.
  • the utility model AT 001984 U1 discloses a method for producing an anode for X-ray tubes.
  • the focal track coating is applied to an already formed base body by inductive plasma spraying. This results in the focal track coating forming a predominantly columnar structure.
  • the total thickness of the focal track coating in this application is between 0.4 and 0.7 mm (this usually requires the individual layers of the sprayed layer to be overlaid 20 - 50 times).
  • EP 0756308 B1 discloses an X-ray tube that can withstand long-term and continuous use. For this purpose, a coating of an X-ray-generating metal (focal track) is applied to a base material using CVD (CVD: chemical vapor deposition).
  • CVD chemical vapor deposition
  • the focal track coating should have a maximum average crystal grain diameter of 30 ⁇ m, preferably a maximum of 10 ⁇ m, using CVD. According to this patent, a small crystal grain diameter suppresses the roughening of the focal track surface.
  • the thickness of the focal track should not be more than 100 ⁇ m.
  • WO2016/179615 discloses an X-ray anode that has a first and a second emission layer on a carrier body. However, both emission layers are separated by an intermediate layer. Thus, after the first focal path has been used up (and the intermediate layer has been removed), a second new focal path can be made available.
  • this X-ray anode does not delay the aging of the respective focal path.
  • the object of the present invention is to effectively delay the aging of the focal path of a rotating X-ray anode and thus extend the service life of the rotating X-ray anode.
  • fatigue and thermal shock cracks should be as directly as possible removed from the focal path surface and the occurrence of thermally insulated grains on the focal path surface is prevented.
  • the crack propagation in the direction of the base material should also be stopped.
  • the object of the present invention is to provide a method for producing such an X-ray rotating anode.
  • a rotating X-ray anode for generating X-rays which has a carrier body and at least one annular focal path coating on the carrier body extending along a focal path surface, wherein the carrier body consists of Mo or a Mo-based alloy, and the at least one annular focal path coating consists of W or a W-based alloy, characterized in that the focal path coating has a first layer and a second layer directly above it, starting from the carrier body in a direction perpendicular to the focal path surface, wherein the first layer has a grain structure that differs from the second layer.
  • the inventors have found that in the rotating X-ray anode according to the invention, the formation and propagation of cracks are specifically influenced by deliberately setting two different grain structures in the focal path coating. In addition, the melting of grains and the infiltration of grains on the focal path surface are significantly reduced. In particular, these effects can be achieved if the first layer of the focal path coating has a globular grain structure and the second layer preferably has a columnar grain structure. A directed (stalk-like) grain structure of the focal track coating (second layer) on the surface reduces the infiltration of grain boundaries, which has a positive effect on aging.
  • the fatigue and thermal shock cracks are prevented by this directed grain structure as directly as possible into the depth, where it encounters a different (globular) grain structure (first layer), which deflects the cracks coming from the focal path surface from the vertical direction and thus slows the crack progression.
  • This can effectively delay the aging of the focal path and, by limiting the crack depths, also extend the service life of the rotating X-ray anode.
  • the cracks are directed directly from the surface into the depth effectively reduce the tensile and compressive stresses in the focal path surface that change when the electron beam load is applied and switched off, which leads to significantly reduced aging in the immediate vicinity of the cracks.
  • the molybdenum-based alloy can have a proportion of at least 80% by weight molybdenum, preferably at least 90% by weight molybdenum, particularly preferably at least 98% by weight molybdenum.
  • At least one circumferential or ring-shaped focal track coating extending along a focal track surface is provided on the carrier body in the region of the focal track.
  • further layers, such as an emissivity layer, or attachments, etc., such as a graphite body, etc. can also be provided on the carrier body, in particular on the side facing away from the focal path.
  • the focal path refers to the surface section of the rotating X-ray anode that is intended for scanning with an electron beam. (and over which the electron beam is guided when the X-ray rotating anode is in use).
  • the focal path can accordingly form one or more surface sections of a focal path coating that is generally ring-shaped.
  • the carrier body has an angled focal path surface in the area of the focal path, which preferably forms a circumferential truncated cone surface.
  • the focal path surface is angled relative to a reference plane extending perpendicular to the axis of rotation, which enables the generated X-ray radiation to exit through a laterally located exit window of the respective X-ray device.
  • the focal path surface forms a focal path angle in the range of 2°-16.25°, in particular 7°-13°, relative to this reference surface.
  • two focal path partial surfaces with two different angles can form the focal path surface.
  • TZM is used as the material for the carrier body.
  • the molybdenum alloy TZM has a titanium content of 0.40 to 0.55 wt.%, a zirconium content of 0.06 to 0.12 wt.%, a carbon content of 0.005-0.04 wt.%, an oxygen content of less than 0.03 wt.% and the remaining content (apart from any impurities) is molybdenum.
  • MHC is used as the material for the carrier body.
  • MHC is understood to mean a molybdenum alloy that has a hafnium content of 1.0 to 1.3 wt.%, a carbon content of 0.05 to 0.12 wt.%, an oxygen content of less than 0.06 wt.% and the remaining content (apart from any impurities) is molybdenum.
  • Both alloys (TZM, MHC) have high strength and hardness. Their mechanical properties are largely retained at high temperatures, which also allows the rotating X-ray anode to be used at higher temperatures.
  • the focal path material in the area of the focal path consists of tungsten or a tungsten-based alloy.
  • the focal path material can also consist of two (or more) different tungsten-based alloys.
  • at least one focal path coating formed on a carrier body is made of the materials mentioned.
  • a tungsten-based alloy refers in particular to an alloy that contains tungsten as the main component, i.e. in a higher proportion (measured in Weight percent) than each of the other elements contained, ie contains at least 50 wt.% tungsten.
  • the tungsten-based alloy can have a proportion of at least 70 wt.% tungsten, preferably at least 85 wt.% tungsten, particularly preferably at least 90 wt.% tungsten.
  • the focal track coating is formed from a tungsten (W)-rhenium (Re) alloy, which can have a rhenium proportion of up to 15 wt.% (wt.%: weight percent). In particular, the rhenium proportion is in a range of 5 - 10 wt.%.
  • the materials mentioned are advantageous with regard to the high thermal loads and with regard to the highest possible dose of X-ray radiation.
  • the composition of the first layer of the focal track coating and the second layer of the focal track coating can be identical. However, it is also possible for the composition of the first layer of the focal path coating to differ from the composition of the second layer of the focal path coating, although in both cases it is a tungsten or tungsten-based alloy.
  • the focal path can be formed from a first layer with a W-Re alloy with 10 wt.% Re and a second layer of W-Re with 5 wt.% Re.
  • first layer which was preferably produced using powder metallurgy
  • second layer which was preferably applied by plasma spraying, generates less rhenium vapor pressure when using the rotating X-ray anode at the same operating temperatures.
  • Rhenium has a higher vapor pressure than tungsten. The lower the molar fraction of Re, the lower the vapor pressure of the alloy.
  • the focal path coating (also referred to as an emission layer), which extends along a focal path surface, is characterized in that it has a first layer and a second layer directly above it, each layer having a different grain structure.
  • the grain structure describes a grain structure that can be differentiated, for example, by grain size, grain size distribution, grain stretch ratio, degree of recrystallization, etc.
  • the grain structure can preferably be differentiated by the grain size or the grain stretch ratio.
  • the focal path coating is defined starting from the carrier body in a direction perpendicular to the focal path surface.
  • the focal path coating has no intermediate layer (barrier layer) which separates or spaced the first layer from the second layer.
  • the carrier body and the first and second layers of the focal path coating are each bonded to one another in a material-locking manner to improve heat dissipation.
  • the first layer of the focal path coating has a globular grain structure and the second layer preferably has a columnar grain structure.
  • the first layer is the layer which is located directly on the carrier body.
  • globular grain structure refers to a structure with mostly approximately uniform grains. In this case, mostly means that at least 80% of the grains have a globular structure in the microscope, preferably more than 90% of the grains have a globular structure.
  • This microstructure or grain structure of the first layer can also be described by the so-called grain aspect ratio, which indicates the ratio of grain length to grain width.
  • grain aspect ratio indicates the ratio of grain length to grain width.
  • an average grain aspect ratio of ⁇ 1 in particular an average grain aspect ratio of (0.5 - 0.95):1, preferably (0.7 - 0.9):1, results in the direction perpendicular to the focal path surface or focal path surface.
  • the grain aspect is determined using the line cutting method according to ASTM E112.
  • Such a microstructure can occur, for example, after powder metallurgical production and preferably subsequent forming (for example forging).
  • the forming can then result in a slight preferential orientation (parallel to the focal path surface) of the grains.
  • the first layer is produced using a powder metallurgical process (P/M process)
  • pores in the microstructure of the first layer can be distributed over the entire cross section of the focal path coating. These can be seen as small black dots under a light microscope, for example.
  • the average grain size of the first layer is typically between 10 and 75 ⁇ m, in particular in the range of 20-70 ⁇ m, preferably between 20-45 ⁇ m (from microscopic sections according to ASTM E112).
  • this first layer can consist of different W alloys.
  • the first layer of the focal path coating is produced in a composite with the carrier body using powder metallurgy.
  • Powder metallurgy production means that the production comprises the steps of pressing corresponding starting powders into a compact and sintering the compact.
  • the production process can also comprise further steps, such as mixing and homogenizing (e.g. in a plowshare mixer) the powders to be pressed, etc.
  • the sintered part is preferably also subjected to further processing steps, such as forming (rolling, forging, etc.) so that it is subsequently present in a formed structure, subsequent annealing (typically recrystallizing), etc.
  • the second layer of the focal path coating has a predominantly columnar or columnar grain structure, with the individual grains having a common growth direction, i.e. being aligned in almost the same direction.
  • the columnar grain structure is preferably aligned in an approximately perpendicular direction to the focal path surface.
  • the average grain aspect ratio in the direction perpendicular to the focal path surface is more than 1, in particular (1.5 - 5):1, preferably (1.5 - 3):1.
  • the average grain sizes are between 5 and 35 ⁇ m, preferably between 10 and 15 ⁇ m (from microscopic sections according to ASTM E112).
  • the second layer of the focal path coating is preferably produced by thermal spraying, in particular plasma spraying, such as vacuum plasma spraying (VPS).
  • the inventors have found that the rotating X-ray anode according to the invention with two different grain structures in the focal path coating offers the following advantages:
  • the columnar grain structure i.e.
  • this grain structure directs fatigue and thermal shock cracks directly into the depth, i.e. away from the surface of the focal path. This reduces the formation of thermally isolated grains on the surface of the focal path.
  • the globular grain structure, ie the first layer can deflect the cracks coming from the surface of the focal path at the grain boundaries, thereby slowing down the crack propagation. With greater distance from the focal path surface, the heat flow away from the focal path surface is hardly affected. This can significantly extend the service life of the rotating X-ray anode according to the invention.
  • the different grain structures of the focal path coating are achieved in that the first layer of the focal path coating is produced using powder metallurgy and preferably the second layer of the focal path coating is produced by plasma spraying, in particular vacuum plasma spraying.
  • the second layer of the focal path coating has a layer thickness of at least 250 ⁇ m.
  • these changes in comparison to the global stress state of the anode typically extend vertically into the depth of up to 200 ⁇ m from the focal path surface and lead in this area to higher stresses or to additional cyclical voltage changes in the microsecond ( ⁇ sec) range compared to the global stress state of the anode.
  • the grain structure of the second layer (in this layer thickness) and the resulting cracks that are directed directly into the depth effectively reduce the tensile and compressive stresses in the focal path surface (triggered by the electron beam loading and unloading), which leads to significantly reduced aging (or roughening) in the immediate vicinity of the cracks.
  • the layer with a columnar grain structure should have a thickness or depth of at least 250 ⁇ m. In this depth range, crack deflection plays an increasingly smaller role in the local overheating and thus the accelerated aging of the focal path surface.
  • a straight crack propagation into the carrier material must be avoided, as otherwise the electron beam could hit the Mo-based alloy and the Mo-based alloy has a much lower melting point than the focal track alloy, which could lead to an inadmissible, increased evaporation in the electron beam and thus potentially to voltage flashovers (so-called arcs).
  • the total thickness of the focal track coating of the X-ray rotating anode according to the invention is preferably between 0.5 and 1.3 mm, more preferably between 0.7 and 1.0 mm. This also results in a minimum thickness for the first layer of the focal path coating, which is between 0.25 and 1.05 mm, preferably between 0.45 and 0.75 mm.
  • the rotating X-ray anode according to the invention has a plurality of slots/relief slots which are evenly arranged all the way around and pass through the thickness of the carrier body and the thickness of the focal path coating, each of which extends over a radial section in the area between the outer circumference (i.e.
  • slots open into the outer circumference) of the carrier body and the hole in the carrier body (i.e. the slots end radially outside the hole in the carrier body).
  • slots enable the material of the rotating X-ray anode to expand in the outer area and in the process reduce plastic deformation, thereby reducing stresses within the material and thus material fatigue or preventing material failure.
  • Such slots can extend exactly radially (the directions radial and axial refer to a predetermined axis of rotation of the rotating X-ray anode). Alternatively, they can also run slightly obliquely to the radial direction (e.g. at an angle of >0° up to 5°).
  • the course in relation to the radial direction, the course in relation to the axial direction (here too they can run slightly inclined to the axial direction, e.g. inclined by an angle in the range of 1°-10°), and/or the width of the slots can vary according to a predetermined contour.
  • end bores which preferably extend through the thickness of the carrier body and each have a larger diameter than the width of the opening slots, and/or a circumferential groove can be provided.
  • all slots are designed symmetrically to one another in relation to the axis of rotation. The provision of such slots is particularly advantageous when the thickness of the carrier body increases towards the axis of rotation.
  • the present invention further relates to a method for producing an X-ray rotating anode, in particular for producing an X-ray rotating anode according to the invention, which is optionally designed according to one or more of the developments and/or variants described above, the method comprising the following steps: a) Providing a rotary X-ray anode base body with a carrier body made of Mo or a Mo-based alloy and at least one ring-shaped focal path coating section made of W or a W-based alloy on the carrier body and extending along the focal path surface, so that the focal path coating section has a first layer starting from the carrier body in a direction perpendicular to the focal path surface of the rotary X-ray anode base body; b) Applying a second layer made of W or a W-based alloy directly to the first layer of the focal path coating section by means of a thermal coating process, so that the focal path coating section has the first layer and a second layer directly above it in a direction perpendicular to the focal path surface of the
  • the rotary X-ray anode base body has a carrier body and at least one ring-shaped focal path coating section.
  • the X-ray rotating anode base body can be a newly manufactured base body, a rejected base body (which, for example, has defects in the focal track coating after production) or an already aged or used base body. Used in this context means that the focal track has already been in contact with an electron beam. If a newly manufactured base body is provided, it is preferably manufactured using powder metallurgy by pressing and sintering appropriate starting powders and preferably subsequent forming (e.g. hot forging, cold forging, etc.).
  • X-ray rotating anodes that have already been used and the surface of the focal track coating has therefore aged can also be reconditioned using the method according to the invention (also referred to as "rework”; e.g. working off and reapplying the focal track or focal track).
  • An aged focal track coating describes fatigue of the focal track coating as the X-ray rotating anode is subjected to increasing load/use.
  • Such an aged focal track coating can be reworked or renewed.
  • the used focal track coating is removed down to a crack-free surface, ie in particular the layer of the focal track coating that is present on the surface.
  • the entire focal track coating is not removed down to the carrier body, so that part of the focal track coating (the first layer) remains.
  • the used focal track coating can also in the form of a calotte.
  • the calotte is the curved surface of a spherical section with which the focal track coating is removed. This in turn saves material, which increases sustainability even further.
  • the advantage of the invention is therefore not only the renewal of the focal track coating, but that the special grain structure of the focal track coating makes it more resilient and thus slows down the aging of the rotating X-ray anode. From an ecological, sustainability and cost perspective, it is desirable to reuse rotating X-ray anodes that can be reused or reprocessed.
  • the aged/used surface of the focal track coating is removed from a used base body and a focal track layer (the second layer) is then applied by plasma spraying, which has a rod-like grain structure.
  • a focal track layer (the second layer) is then applied by plasma spraying, which has a rod-like grain structure.
  • used rotating X-ray anodes can be reused and, in addition, the aging of the reconditioned rotating X-ray anodes can be delayed, which saves resources enormously.
  • the method according to the invention can also be used for X-ray rotating anode base bodies which, after production by pressing, sintering, and preferably forging and mechanical processing, have damage to the surface of the focal track coating (so-called reject anodes).
  • the surface of the focal track coating is also removed in order to eliminate the damage and then a focal track layer (the second layer) is applied by plasma spraying, which has a columnar grain structure.
  • the second layer of the focal track coating is preferably applied using a thermal spraying process, such as plasma spraying.
  • the focal track coating can also consist of several spray layers placed on top of one another.
  • the second layer is applied in multiple layers by the thermal coating process or plasma spraying.
  • One layer of the plasma layer corresponds to one revolution of the X-ray rotating anode by the plasma jet. The superposition of this first and optionally the subsequent layers then leads to a multi-layer spray coating.
  • This spray coating i.e. the second layer
  • the rotating X-ray anode is subjected to heat treatment after the second layer has been applied.
  • the purpose of this heat treatment is both to further improve microstructures through diffusion processes and to degas the anode.
  • the temperature of the annealing treatment depends, among other things, on the material used to manufacture the base body. As a rule, the heat treatment is carried out at temperatures of 1350°C or more, preferably over 1600°C, particularly preferably over 1700°C, typically for 1 hour or more. In particular, the duration of the heat treatment is shortened the higher the annealing temperature.
  • Fig. 1 schematic representation of an inventive rotating X-ray anode in cross section
  • Fig.2 X-ray electron microscopic representation of the focal path on the carrier body in cross section (approx. 50x magnification)
  • Fig.3a X-ray electron microscopic representation of the focal path on the carrier body in cross section (approx. 50x magnification) using a software program, the grain boundaries can be clearly seen
  • Fig.3b Fig.3a in enlarged resolution, without carrier body (approx.
  • FIG.4a/4b schematic representation of a rework process of a used X-ray rotating anode in cross section
  • Fig.5a/5b schematic representation of a rework process of a used X-ray rotating anode in cross section
  • Fig.5c Light microscopic image of Fig.5b (approx. 35x magnification)
  • Figure 1 shows schematically the structure of an X-ray rotating anode according to the invention in cross section.
  • the X-ray rotating anode 8 is rotationally symmetrical to a rotational symmetry axis 4.
  • the X-ray rotating anode has a disk or plate-shaped carrier body 2, which can be mounted on a corresponding shaft.
  • a focal track coating 3 is applied to the carrier body, which has a first layer 6 and a second layer 5 located directly above it.
  • the carrier body 2 has a circumferential beveled focal track surface 10, which is angled relative to a reference plane 7 extending perpendicular to the axis of rotation 4 (at an angle ⁇ ).
  • the external shape and structure of the X-ray rotating anode 8 can, as is known in the art, differ from the X-ray rotating anode shown.
  • Figure 2 shows an SEM-SE (X-ray electron microscope secondary electron contrast) image.
  • Figure 2 shows the carrier body C made of TZM on which the two-layer focal track coating made of W-Re is located, at a magnification of approx.
  • Both layers of the focal track coating are made of the same W-Re alloy (W: 90 wt.%, Re: 10 wt.%).
  • the first layer A of the focal track coating was produced using powder metallurgy in combination with the carrier body.
  • the second layer B of the focal track coating was applied by plasma spraying.
  • the globular grain structure of the first layer A and the columnar structure of the second layer B are clearly visible.
  • Figures 3 a and 3b show an SEM-SE (X-ray electron microscope secondary electron contrast) image obtained using EBSD analysis.
  • the EBSD analysis (EBSD: Electron Backscatter Diffraction) is briefly explained here. Within the scope of such an EBSD analysis, a characterization of the respective structure can be carried out at the microscopic level.
  • the respective structure of the layers can be determined, as well as preferred texturing occurring in the structure can be determined.
  • a cross-sectional area that runs perpendicular to the focal plane is produced by the rotating X-ray anode as part of the sample preparation.
  • the preparation of a corresponding ground surface is carried out in particular by embedding, grinding, polishing and etching at least a section of the obtained cross-sectional area of the rotating X-ray anode.
  • the surface of the ground surface can then be ion-polished (to remove the deformation structure on the surface caused by the grinding process).
  • the ground surface to be examined is selected so that it has a section of the focal path and a section of the carrier body of the rotating X-ray anode, so that both sections can be examined.
  • the measuring arrangement is such that the electron beam hits the prepared ground surface at an angle of 30°.
  • the distance between the electron source (in this case: field emission cathode) and the sample is 22.5 mm and the distance between the sample and the EBSD camera (in this case: "Hikari XP CCD”) is 16.8 mm.
  • the information in brackets relates to the device types used by the applicant, although in principle other device types that enable the functions described can also be used in a corresponding manner.
  • the acceleration voltage is 20 kV
  • a 50-fold magnification is set and the distance between the individual pixels on the sample, which are scanned one after the other, is 1 ⁇ m.
  • additional software in this case: OIM 7.3.1 from EDAX
  • a grain tolerance angle of 15° is set (which is the usual value for determining grain boundaries with a large angle) to define the grain boundaries shown. No adjustments were made in the software.
  • both the "Gray Scale Map Type" and the "Color Coded Map Type” were set to "None” in the software and a "Rotation Angle” of 15 to 180 degrees was set for the "Boundaries". The images clearly show the grain boundaries of the focal path coating.
  • the globular grain structure of the first layer A can be clearly distinguished from the columnar grain structure of the second layer B.
  • Figure 3a shows an image with a magnification of approx. 50 times so that a section of the carrier body C can still be seen.
  • Figure 3b shows the same image at a magnification of approx. 250 times.
  • the grain structure of the second layer B can be clearly distinguished from the grain structure of the first layer A.
  • the pores in the first layer A can be seen in this magnification due to the powder metallurgical production.
  • Example 1 The production of an inventive X-ray rotating anode according to an embodiment of the present invention is explained below. First, the starting powders for the carrier body and the starting powders for the focal track coating (first layer) are mixed.
  • the starting powders for the carrier body are selected in such a way that for the Carrier body (apart from impurities) has a composition of 0.5 wt.% Ti, 0.08 wt.% zirconium, 0.005-0.04 wt.% carbon, less than 0.03 wt.% oxygen and the remaining portion is molybdenum (after completion of all processes and heat treatments carried out as part of the powder metallurgical production) (i.e. TZM). Furthermore, the starting powders are selected such that a composition of 10 wt.% rhenium and 90 wt.% tungsten is obtained for the focal track coating (apart from impurities).
  • the starting powders are pressed in a composite with 400 tons (corresponding to 4 * 10 5 kg) per X-ray rotating anode.
  • the resulting body is then sintered at temperatures in the range of 2,000°C - 2,300°C for 2 to 24 hours.
  • the starting body (sintered part) obtained after sintering has a relative density of approximately 94%.
  • the starting body obtained after sintering is forged at temperatures in the range of 1,300°C to 1,500°C, with the body having a degree of deformation in the range of 20-60% after the forging step.
  • the carrier body is coated using an inductively heated plasma torch with an inner diameter of 50 mm and an output of 65 kW with spray powder made of a tungsten alloy with 5% by weight rhenium in a powder fraction between 15 and 63 ⁇ m.
  • the spray powder was introduced axially using Ar carrier gas at a feed rate of 30 g/min.
  • the carrier body was heated to 1500 °C.
  • the rotation speed of the carrier body was 10 rpm.
  • the plasma gun was moved sideways to the center line of the focal path coating, which runs concentrically to the rotating anode axis, in such a way that the axis of the plasma gun continuously crossed this center line alternately on both sides up to a maximum of 5 mm at a speed of 2 mm/sec.
  • a focal path coating with a total thickness of about 250 ⁇ m and a width of 25 mm was applied in this way by depositing about 20 individual layers on top of each other.
  • the rotating anodes which have cooled to below 100 °C, are removed from the vacuum chamber and the focal path coating is then ground down to a thickness of 0.7 mm.
  • the rotating anodes finished in this way were subjected to high vacuum annealing at a temperature of 1600 °C for 1 hour or longer.
  • the focal path of the X-ray rotating anode designed according to the invention was examined at the end of its service life.
  • FIGS. 4a and 4b show schematically the processing of an already used or used (or aged) X-ray rotating anode, in which the focal track coating 6 shows clear signs of aging 7.
  • Figure 4a shows that the focal track coating 6 is located on the carrier body 2, which already shows clear signs of use 7 on the surface 11 of the focal track coating.
  • the X-ray rotating anode comprises a graphite body 9. The focal track coating 6 is now ground down in such a way that no cracks/signs of use are left, ie the coating with clear signs of use 7 is completely ground down.
  • the focal track coating 6 is only partially present (see Fig. 4b).
  • the focal path coating 6 is ground down to a residual thickness of 0.5 - 0.7 mm with a grinding plane parallel to the focal path surface (depending on the initial thickness of the focal path coating and the depth of the signs of wear).
  • the resulting ground surface is then electropolished several times, at least twice (to remove the deformation structure caused by the grinding process). In this way, a part of the focal path coating 6, which was produced using powder metallurgy, is retained (ie only the coating with the signs of wear 7 is renewed).
  • a second layer 5 is then applied using inductive plasma spraying, so that a renewed focal path surface is obtained.
  • the total thickness of the focal path coating preferably corresponds to the total thickness of the focal path coating before the first aging or before grinding, so that when using the X-ray rotating anode after after the rework, the location where the X-rays are generated is identical to that of the not yet aged X-ray rotating anode.
  • Fig. 4a shows a schematic cross-section of the focal track 6 with signs of wear 7
  • Fig. 4b shows the already renewed focal track coating made up of the first layer 6 and the second layer 5, resulting in the total focal track coating 3.
  • Example 3 Figures 5a and 5b show a schematic of the reworking of an already used or previously used X-ray rotating anode, in which the focal track coating shows clear signs of ageing.
  • Figure 5a shows that the focal track coating 6 is located on the carrier body 2, which already shows clear signs of wear on the surface 11.
  • the X-ray rotating anode comprises a graphite body 9.
  • the focal spot or the focal track, i.e. the point where the electrons hit the focal track, of the focal track coating is now turned off with a cap with a radius R, so that no cracks/signs of wear are left.
  • the focal path is turned in such a way that part of the focal path coating 6 is retained, i.e. part of the focal path coating 6 which was produced using powder metallurgy is retained, so that only the used focal path is renewed.
  • a second layer 5 is then applied using inductive plasma spraying, so that a planar focal path surface is again produced.
  • the total thickness of the focal path coating after rework corresponds to the total thickness of the focal path coating before grinding, so that when the rotating X-ray anode is used after rework, the location of the X-rays' origin is identical compared to the not yet aged rotating X-ray anode (i.e. the rotating X-ray anode before the first aging).
  • Fig.5a shows a schematic cross-section of the focal path 6 with the focal path surface 11 removed by the cap, and Fig.5b shows the already renewed focal path 5 with 6.
  • the thickness of the focal path 5, i.e. the second layer, at the point of maximum material removal is preferably at least 250 ⁇ m.
  • the point of maximum material removal corresponds to the deepest point in the calotte.
  • Fig. 5 c shows a light microscopic image of the carrier body 2 with the powder metallurgical first layer 6 and the plasma-sprayed second layer 5.
  • the focal path surface 11 is indicated by the arrow.

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Abstract

Röntgendrehanode zur Erzeugung von Röntgenstrahlen, welche einen Trägerkörper und mindestens einen ringförmigen, sich entlang einer Brennbahn erstreckenden Brennbahnbelag auf dem Trägerkörper aufweist, wobei der Trägerkörper aus Mo oder einer Mo-basierten Legierung besteht und der mindestens eine ringförmige Brennbahnbelag aus W oder einer W-basierten Legierung besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennbahnbelag ausgehend vom Trägerkörper in senkrechter Richtung zu der Brennbahnfläche eine erste und eine direkt darüber liegende zweite Schicht aufweist, wobei die erste Schicht eine von der zweiten Schicht abweichende Kornstruktur aufweist.

Description

Röntgendrehanode mit zwei unterschiedlichen Kornstrukturen im Brennbahnbelag Die vorliegende Erfindung betrifft eine Röntgendrehanode mit mindestens einem ringförmigen, sich entlang einer Brennbahnfläche erstreckenden Brennbahnbelag, wobei der Brennbahnbelag ausgehend vom Trägerkörper in senkrechter Richtung zu der Brennbahnfläche eine erste und eine direkt darüber liegende zweite Schicht aufweist und wobei die erste Schicht eine von der zweiten Schicht abweichende Kornstruktur aufweist. Röntgendrehanoden werden in Röntgenröhren zur Erzeugung von Röntgenstrahlen eingesetzt. Im Betrieb werden Elektronen aus einer Kathode der Röntgenröhre emittiert und in Form eines fokussierten Elektronenstrahls auf die in Rotation versetzte Röntgendrehanode beschleunigt. Veranlasst durch die Drehbewegung der Röntgendrehanode wird durch den Elektronenstrahl eine ringförmige Bahn – die Brennbahn – abgetastet. Röntgendrehanoden weisen im Bereich der Brennbahn einen Brennbahnbelag auf, der auf einem Trägerkörper ausgebildet ist. Eine Röntgendrehanode dreht sich mit hoher Drehzahl unter dem fokussierten Elektronenstrahl. Der globale Spannungszustand einer Röntgendrehanode ergibt sich, wenn die Leistungsdichte im Brennfleck gleichmäßig über die gesamte überstrichene Fläche aufgeteilt wird. Jedes Mal, wenn ein bestimmtes Oberflächenelement auf der Brennbahn vom Elektronenstrahl direkt getroffen wird (für Hochleistungsanoden z.B. typischerweise für eine Zeitdauer von 10 μsec (1μsec = 1*10-6 Sekunden)) ändert sich in diesem Oberflächenelement lokal der Spannungszustand im Vergleich zum globalen Spannungszustand der Röntgendrehanode. Dort wo die Brennbahn vom Elektronenstrahl direkt getroffen wird (d.h. im Brennfleck), kommt es typischerweise zusätzlich zu einem Wechsel von Zug- und Druckspannungen (beim Eintreten in den Elektronenstrahl und beim Verlassen des Elektronenstrahls) und zwar jedes Mal, wenn sich das Oberflächenelement auf der Brennbahn unter dem Elektronenstrahl hindurchbewegt. Druckspannungen entstehen bei Ausdehnung des Oberflächenelements gegenüber dem vergleichsweise kälteren Umfeld. Zugspannungen treten aufgrund der bei hohen Temperaturen plastischen Verformung und aufgrund der bei dem nachfolgenden Abkühlen auftretenden Kontraktion des zuvor stark erwärmten Oberflächenelements auf. Mit fortschreitender Nutzung der Röntgendrehanode kommt es zu einer Alterung des Brennbahnbelags, d.h. es kann im Brennbahnbelag zur Bildung von Ermüdungs- und Thermoschockrissen kommen. Im Laufe des Einsatzes der Röntgendrehanode altert die Brennbahn auch durch lokale Anschmelzung und Partikelablösung. Mit zunehmender Aufrauhung bzw. Rauigkeit der Brennbahnoberfläche wird mehr Energie vom auftreffenden Elektrodenstrahl über die Brennbahnoberfläche aufgenommen da der Anteil an rückgestreuten Elektronen sinkt. Dadurch wird der Effekt der Alterung weiter verstärkt. Typischerweise werden Röntgendrehanoden pulvermetallurgisch im Verbund hergestellt, d.h. der Trägerkörper und der Brennbahnbelag werden gemeinsam im Verbund gepresst, gesintert, und typischerweise durch Schmieden umgeformt mit einem im Vergleich zu Halbzeugen geringeren Umformgrad (bei Halbzeugen liegt der Umformgrad typischerweise im Bereich von 60 bis 90%). Im Normalfall wird die Röntgendrehanode dann noch rekristallisierend geglüht. Dabei bildet sich sowohl im Trägerkörper als auch im Brennbahnbelag eine annähernd gleichmäßige Kornstruktur aus. Wie bereits oben beschrieben bilden sich beim Einsatz der Röntgendrehanode Ermüdungs- und Thermoschockrisse, die sich an der Oberfläche des Brennbahnbelags entlang von Korngrenzen fortpflanzen. Bei einer gleichmäßigen Kornstruktur können einzelne Körner bzw. Partikel durch diese Risse bereits an der Brennbahnbelags-Oberfläche unterwandert werden, wodurch sie thermisch isoliert sind und folglich „überhitzen“, d.h. die einzelnen Körner bilden Anschmelzungen oder können sich aus der Oberfläche ablösen. Dadurch wird die Brennbahnbelags-Oberfläche rauer. Im Laufe ihres Einsatzes altert die Brennbahn durch fortschreitendes Risswachstum und erhöhte Energieabsorption aus dem Elektronenstrahl wodurch sich folglich Anschmelzungen, Ablösungen von Körnern (Partikel) und Erhöhung der Rauigkeit ergeben. Infolgedessen ist die Lebensdauer von Röntgendrehanoden begrenzt. Sowohl die Bildung von Rissen im Brennbahnbelag als auch die zusätzlichen Beschädigungen an der Oberfläche des Brennbelags haben nachteilige Folgen für die Röntgendosisausbeute und wirken sich damit negativ auf die Bildqualität der Röntgenaufnahmen aus. Bei Unterschreiten eines kritischen Schwellwertes für die Röntgendosisausbeute muss entweder die ganze Röntgendrehanode ausgetauscht oder zumindest der beschädigte Brennbelag überarbeitet bzw. erneuert werden. Daher besteht der Bedarf nach Röntgendrehanoden mit langer Lebensdauer bzw. langer Nutzungsdauer. Die AT 12494 U1 offenbart eine Röntgendrehanode, die einen Trägerkörper und eine Brennbahn aufweist, wobei der Trägerkörper und die Brennbahn pulvermetallurgisch im Verbund hergestellt werden. Somit soll eine Röntgendrehanode bereitgestellt werden, welche eine hohe Dosisausbeute über lange Einsatz-Zeitdauern hinweg ermöglicht, und eine hohe Lebensdauer aufweist. Dabei liegt zumindest ein Abschnitt der Brennbahn in einer nicht rekristallisierten und/oder in einer teil-rekristallisierten Struktur vorliegt. Dies führt zu der oben genannten gleichmäßigen Kornstruktur im Brennbahnbelag und die bereits genannten Nachteile. Das Gebrauchsmuster AT 001984 U1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Anode für Röntgenröhren. In diesem Verfahren wird der Brennbahnbelag durch induktives Plasmaspritzen auf einen bereits geformten Grundkörper aufgebracht. Dadurch bildet sich der Brennbahnbelag als überwiegend säuliges Gefüge aus. Die Gesamtdicke des Brennbahnbelags liegt in dieser Anmeldung zwischen 0,4 und 0,7 mm (dafür sind in der Regel 20 - 50 maliges Überlagernd der einzelnen Lagen der Spritzschicht erforderlich). Somit kann das Unterwandern der Korngrenzen reduziert werden, was sich positiv auf die Alterung der Anode auswirken kann. Jedoch führt dieses Gefüge dazu, dass sich das Risswachstum praktisch ungehindert (entlang der Korngrenzen) in die Brennbahn hinein in Richtung des Grundmaterials ausbreiten kann. Gegebenenfalls kann es sogar zu Rissen bis hinein ins Grundmaterial kommen. Solch tiefe Risse begrenzen die Lebensdauer einer Röntgendrehanode. Die EP 0756308 B1 offenbart eine Röntgenröhre, die einem langzeitigen und kontinuierlichen Einsatz standhält. Hierzu wird auf ein Grundmaterial ein Überzug aus einem Röntgenstrahlen erzeugenden Metall (Brennbahn) mittels CVD (CVD: chemical vapour deposition; deutsch: Chemische Gasphasenabscheidung) aufgebracht. Dabei soll der Brennbahnbelag mittels CVD einen maximalen durchschnittlichen Kristallkorndurchmesser von 30 μm, vorzugsweise maximal 10 μm, aufweisen. Laut diesem Patent führt ein kleiner Kristallkorndurchmesser dazu, dass die Aufrauhung der Brennbahnoberfläche unterdrückt wird. Die Dicke der Brennbahn soll nicht mehr als 100 μm aufweisen. Auch hier bildet sich eine säulenförmige Kristallstruktur aus. Die Nachteile solcher Strukturen wurden bereits oben erläutert. Die WO2016/179615 offenbart eine Röntgenanode, welche eine erste und eine zweite Emissionsschicht auf einem Trägerkörper aufweist. Jedoch sind beide Emissionsschichten durch eine Zwischenschicht getrennt. So kann nach dem Verbrauchen einer ersten Brennbahn (und nach Abtragen der Zwischenschicht) eine zweite neue Brennbahn zur Verfügung gestellt werden. Diese Röntgenanode verzögert jedoch nicht die Alterung der jeweiligen Brennbahn. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Alterung der Brennbahn einer Röntgendrehanode effektiv zu verzögern und so die Lebensdauer der Röntgendrehanode zu verlängern. Insbesondere sollen Ermüdungs- und Thermoschockrisse möglichst direkt von der Brennbahnoberfläche weggeleitet werden und das Auftreten thermisch isolierter Körner an der Brennbahnoberfläche verhindert werden. Um zu vermeiden, dass die Risse nicht ungehindert ins Grundmaterial laufen, soll darüber hinaus der Rissfortschritt in Richtung des Grundmaterials gestoppt werden. Des Weiteren besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Röntgendrehanode bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch eine Röntgendrehanode gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Röntgendrehanode gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gegeben. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Röntgendrehanode beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Röntgendrehanode zur Erzeugung von Röntgenstrahlen bereitgestellt, welche einen Trägerkörper und mindestens einen ringförmigen, sich entlang einer Brennbahnfläche erstreckenden Brennbahnbelag auf dem Trägerkörper aufweist, wobei der Trägerkörper aus Mo oder einer Mo-basierten Legierung besteht, und der mindestens eine ringförmige Brennbahnbelag aus W oder einer W-basierten Legierung besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennbahnbelag ausgehend vom Trägerkörper in senkrechter Richtung zu der Brennbahnfläche eine erste und eine direkt darüber liegende zweite Schicht aufweist, wobei die erste Schicht eine von der zweiten Schicht abweichende Kornstruktur aufweist. Die Erfinder haben festgestellt, dass in der erfindungsgemäßen Röntgendrehanode durch bewusstes Einstellen von zwei unterschiedlichen Kornstrukturen im Brennbahnbelag gezielt die Rissbildung und der Rissfortschritt beeinflusst werden. Darüber hinaus wird das Anschmelzen von Körnern sowie das Unterwandern von Körnern an der Brennbahnoberfläche deutlich reduziert. Insbesondere können diese Effekte erzielt werden, wenn die erste Schicht des Brennbahnbelags eine globulare Kornstruktur aufweist und die zweite Schicht vorzugsweise eine stängelige Kornstruktur aufweist. Eine an der Oberfläche liegende gerichtete (stängelige) Kornstruktur des Brennbahnbelags (zweite Schicht) reduziert das Unterwandern von Korngrenzen, was sich positiv auf die Alterung auswirkt. Die Ermüdungs- und Thermoschockrisse werden durch diese gerichtete Kornstruktur möglichst direkt in die Tiefe geleitet, wo sie auf eine unterschiedliche (globulare) Kornstruktur (erste Schicht) treffen, welche die von der Brennbahnoberfläche kommenden Risse von der vertikalen Richtung ablenkt und somit den Rissfortschritt bremst. Damit kann die Alterung der Brennbahn effektiv verzögert werden und durch das Begrenzen der Risstiefen auch die Lebensdauer der Röntgendrehanode verlängert werden. Durch die von der Oberfläche direkt in die Tiefe geleiteten Risse werden die bei Aufbringung der Elektronenstrahlbelastung und Ausschalten der Elektronenstrahlbelastung wechselnde Zug- und Druckspannungen in der Brennbahnoberfläche effektiv reduziert, was zu einer signifikant reduzierten Alterung in der direkten Umgebung der Risse führt. Der Trägerkörper der Röntgendrehanode besteht im Hinblick auf thermische Dehnungen aus Molybdän oder einer Molybdän-basierte Legierungen (wie z.B. insbesondere TZM und MHC). Diese Materialien haben sich im Hinblick auf die hohen thermischen und mechanischen Belastungen besonders bewährt. Der Begriff „besteht“ schließt hier grundsätzlich nicht aus, dass der Trägerkörper auch noch zusätzliche Anbauteile oder weitere Beschichtung aufweisen kann, welche beispielsweise einen Teil der Oberfläche bedecken, und aus einem anderen Material gefertigt sind. Vorzugsweise besteht der Trägerkörper jedoch aus Molybdän oder einer Molybdän-basierte Legierungen. Mit einer Molybdän-basierten Legierung wird insbesondere auf eine Legierung Bezug genommen, die Molybdän als Hauptbestandteil, d.h. zu einem höheren Anteil (gemessen in Gewichtsprozent) als jedes, der jeweils anderen, enthaltenen Elemente aufweist, d.h. mindestens 50 Gew.% Molybdän enthält. Insbesondere kann die Molybdän-basierte Legierung einen Anteil von mindestens 80 Gew.% Molybdän, vorzugsweise von mindestens 90 Gew.% Molybdän, besonders bevorzugt mindestens 98 Gew.% Molybdän aufweisen. Auf dem Trägerkörper ist im Bereich der Brennbahn mindestens ein umlaufender bzw. ringförmiger, sich entlang einer Brennbahnfläche erstreckender Brennbahnbelag vorgesehen. Wie bereits oben erwähnt können an dem Trägerkörper, insbesondere auf der, von der Brennbahn abgewandten Seite, auch noch weitere Schichten, wie beispielsweise eine Emissivitätsschicht, oder Anbauteile, etc., wie beispielsweise ein Grafitkörper, etc. vorgesehen sein. Als Brennbahn wird in dem vorliegenden Zusammenhang der Oberflächenabschnitt der Röntgendrehanode bezeichnet, der zum Abtasten mit einem Elektronenstrahl bestimmt ist (und über den im Einsatz der Röntgendrehanode dementsprechend der Elektronenstrahl geführt wird). Die Brennbahn kann dementsprechend einen oder mehrere Oberflächenabschnitte eines in der Regel ringförmig ausgebildeten Brennbahnbelags bilden. Insbesondere weist der Trägerkörper im Bereich der Brennbahn eine abgewinkelte Brennbahnfläche auf, die vorzugsweise eine umlaufende Kegelstumpf-Mantelfläche bildet. Die Brennbahnfläche ist abgewinkelt relativ zu einer sich senkrecht zu der Drehachse erstreckenden Referenzebene, wodurch der Austritt der erzeugten Röntgenstrahlung durch ein seitlich gelegenes Austrittsfenster des jeweiligen Röntgengeräts ermöglicht wird. Beispielsweise bildet die Brennbahnfläche einen Brennbahnwinkel im Bereich von 2°-16,25°, insbesondere von 7°-13°, relativ zu dieser Referenzfläche aus. In einer weiteren Ausführungsform können zwei Brennbahnteilflächen mit zwei unterschiedlichen Winkeln die Brennbahnfläche bilden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird TZM als Material für den Trägerkörper verwendet. Dabei weist die Molybdän-Legierung TZM einen Titan-Anteil von 0,40 bis 0,55 Gew.%, einen Zirkonium-Anteil von 0,06 bis 0,12 Gew.%, einen Kohlenstoff-Anteil von 0,005- 0,04 Gew.%, einen Sauerstoff-Anteil von weniger als 0,03 Gew.% und den verbleibenden Anteil (von eventuellen Verunreinigungen abgesehen) Molybdän auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird MHC als Material für den Trägerkörper eingesetzt. Als MHC wird in diesem Zusammenhang eine Molybdän-Legierung verstanden, die einen Hafnium-Anteil von 1,0 bis 1,3 Gew.%, einen Kohlenstoffanteil von 0,05 bis 0,12 Gew.%, einen Sauerstoffanteil von weniger als 0,06 Gew.% und den verbleibenden Anteil (von eventuellen Verunreinigungen abgesehen) Molybdän aufweist. Beide Legierungen (TZM, MHC) weisen eine hohe Festigkeit und Härte auf. Ihre mechanischen Eigenschaften bleiben bei hohen Temperaturen weitestgehend erhalten, wodurch auch höhere Einsatztemperaturen der Röntgendrehanode möglich sind. Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht das Brennbahnmaterial im Bereich der Brennbahn aus Wolfram oder einer Wolfram-basierte Legierung. Der Begriff „besteht“ schließt hier grundsätzlich nicht aus, dass beispielsweise das Brennbahnmaterial auch aus zwei (oder mehr) unterschiedlichen Wolfram-basierten Legierungen bestehen kann. Insbesondere ist mindestens ein auf einem Trägerkörper ausgebildeter Brennbahnbelag aus den genannten Materialien gebildet. Mit einer Wolfram-basierten Legierung wird insbesondere auf eine Legierung Bezug genommen, die Wolfram als Hauptbestandteil, d.h. zu einem höheren Anteil (gemessen in Gewichtsprozent) als jedes, der jeweils anderen, enthaltenen Elemente aufweist, d.h. mindestens 50 Gew.% Wolfram enthält. Insbesondere kann die Wolfram-basierte Legierung einen Anteil von mindestens 70 Gew.% Wolfram, vorzugsweise von mindestens 85 Gew.% Wolfram, besonders bevorzugt mindestens von 90 Gew.% Wolfram aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Brennbahnbelag aus einer Wolfram (W)-Rhenium (Re)-Legierung gebildet, die einen Rhenium-Anteil von bis zu 15 Gew.% (Gew.%: Gewichtsprozent) aufweisen kann. Insbesondere liegt der Rhenium-Anteil in einem Bereich von 5 – 10 Gew.%. Die genannten Materialien sind im Hinblick auf die hohen, thermischen Belastungen und im Hinblick auf eine möglichst hohe Dosis von Röntgenstrahlung vorteilhaft. Die Zusammensetzung der ersten Schicht des Brennbahnbelags und der zweiten Schicht des Brennbahnbelags können identisch sein. Es ist aber auch möglich, dass sich die Zusammensetzung der ersten Schicht des Brennbahnbelags von der Zusammensetzung der zweiten Schicht des Brennbahnbelags unterscheidet, wobei es sich in beiden Fällen aber um eine Wolfram oder Wolfram-basierte Legierung handelt. In einer Ausführungsform kann so die Brennbahn aus einer ersten Schicht mit einer W-Re-Legierung mit 10 Gew.% Re und einer zweiten Schicht aus W-Re mit 5 Gew.% Re gebildet werden. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die erste Schicht (welche vorzugsweise pulvermetallurgisch hergestellt wurde) einen besseren Risswiderstand bei mittleren Temperaturen (beispielsweise 500 bis 1000°C) aufbringt und die zweite Schicht, welche vorzugsweise durch Plasmaspritzen aufgebracht wurde, bei gleichen Einsatztemperaturen weniger Rhenium-Dampfdruck beim Einsatz der Röntgendrehanode erzeugt. Rhenium hat einen höheren Dampfdruck als Wolfram. Je geringer der Stoffmengenanteil an Re desto geringer der Dampfdruck der Legierung. Bei hohem Dampfdruck wird durch die lokale Erhitzung das Vakuum in der Röhre beeinträchtigt, was z.B. zu Spannungsinstabilitäten wie Arcs führen kann. Der Brennbahnbelag (der auch als Emissionsschicht bezeichnet wird), der sich entlang einer Brennbahnfläche erstreckt ist dadurch gekennzeichnet, dass er eine erste Schicht und eine direkt darüber liegende zweite Schicht aufweist, wobei jede Schicht eine unterschiedliche Kornstruktur aufweist. Die Kornstruktur beschreibt ein Korngefüge das beispielsweise über Korngrößen, Korngrößenverteilung, Kornstreckungsverhältnis, Rekristallisationsgrad etc. unterschieden werden kann. Vorzugsweise kann die Kornstruktur über die Korngröße oder das Kornstreckungsverhältnis unterschieden werden. In der erfindungsgemäßen Röntgendrehanode wird der Brennbahnbelag ausgehend vom Trägerkörper in senkrechter Richtung zu der Brennbahnfläche definiert. Insbesondere weist der Brennbahnbelag keine Zwischenschicht (Barriereschicht) auf, welche die erste Schicht von der zweiten Schicht trennt bzw. beabstandet. Bevorzugt sind zum verbesserten Wärmeabfluss der Trägerkörper sowie die erste und die zweite Schicht des Brennbahnbelags jeweils stoffschlüssig miteinander verbunden. Gemäß einer Weiterbildung weist die erste Schicht des Brennbahnbelags eine globulare Kornstruktur auf und die zweite Schicht weist vorzugsweise eine stängelige Kornstruktur auf. Als erste Schicht wird die Schicht bezeichnet, die sich direkt auf dem Trägerkörper befindet. Globulare Kornstruktur bezieht sich gemäß der Erfindung auf ein Gefüge mit größtenteils annähernd gleichförmigen Körnern. Größtenteils bedeutet in diesem Falle, dass mindestens 80% der Körner im Mikroskop eine globulare Struktur aufweisen, bevorzugt mehr als 90% der Körner eine globulare Struktur aufweisen. Die Untersuchung dieser charakteristischen Merkmale erfolgt im Querschliff in lichtmikroskopischer oder elektronenmikroskopischer Aufnahme. Diese Mikrostruktur bzw. Kornstruktur der ersten Schicht kann auch durch das sogenannte Kornstreckungsverhältnis (engl.: grain aspect ratio) beschrieben werden, welches das Verhältnis von Kornlänge zu Kornbreite angibt. Für die globulare Kornstruktur ergibt sich in senkrechter Richtung zur Brennbahnfläche bzw. Brennbahnoberfläche ein mittleres Kornstreckungsverhältnis von ≤ 1, insbesondere ein mittleres Kornstreckungsverhältnis von (0,5 – 0,95):1, vorzugweise (0,7 – 0,9):1. Die Kornstreckung wird mittels Linienschnittverfahren nach ASTM E112 bestimmt. Solch eine Mikrostruktur kann beispielsweise nach einer pulvermetallurgischen Herstellung und vorzugsweise anschließendem Umformen (beispielsweise Schmieden) auftreten. Durch das Umformen kann dann eine leichte Vorzugsorientierung (parallel zur Brennbahnfläche) der Körner vorliegen. Wird die erste Schicht über ein pulvermetallurgisches Verfahren (P/M-Verfahren) hergestellt, können in der Mikrostruktur der ersten Schicht Poren über den gesamten Querschnitt des Brennbahnbelags verteilt sein. Diese sind beispielsweise lichtmikroskopisch als kleine schwarze Punkte zu erkennen. Die mittlere Korngröße liegt bei der ersten Schicht typischerweise zwischen 10 und 75 μm, insbesondere im Bereich von 20-70 μm, bevorzugt zwischen 20-45 μm (aus mikroskopischen Schliffbildern nach ASTM E112). Diese erste Schicht kann in einer weiteren Ausführungsform aus unterschiedlichen W-Legierungen bestehen. Vorzugsweise wird die erste Schicht des Brennbahnbelags mit dem Trägerköper pulvermetallurgisch im Verbund hergestellt. Unter einer pulvermetallurgischen Herstellung wird verstanden, dass die Herstellung die Schritte des Pressens entsprechender Ausgangspulver zu einem Pressling und des Sinterns des Presslings umfasst. Darüber hinaus kann das Herstellungsverfahren auch noch weitere Schritte aufweisen, wie z.B. das Mischen und Homogenisieren (z.B. in einem Pflugscharmischer) der zu pressenden Pulver, etc.. Das Sinterteil wird vorzugweise auch noch weiteren Bearbeitungsschritten unterzogen, wie z.B. einer Umformung (Walzen, Schmieden, etc.), so dass es anschließend in einer Umformstruktur vorliegt, einer anschließenden Glühung (typischerweise rekristallisierend), etc.. Die zweite Schicht des Brennbahnbelags weist eine überwiegend stängelige bzw. säuliges Korngefüge/Kornstruktur auf, wobei die einzelnen Körner eine gemeinsame Wachstumsrichtung aufweisen, d.h. nahezu in derselben Richtung ausgerichtet sind. Das säulige Korngefüge ist bevorzugt in annähernd senkrechter Richtung zur Brennbahnoberfläche ausgerichtet. Das mittlere Kornstreckungsverhältnis in senkrechter Richtung zur Brennbahnfläche liegt dabei bei mehr als 1, insbesondere bei (1,5 – 5):1, bevorzugt (1,5 – 3):1. Die mittlere Korngrößen liegen hierbei zwischen 5 und 35 μm, vorzugsweise zwischen 10 und 15 μm (aus mikroskopischen Schliffbildern nach ASTM E112). Bevorzugt ist die zweite Schicht des Brennbahnbelags durch thermisches Spritzen, insbesondere Plasmaspritzen, wie beispielsweise Vakuum-Plasma-Spritzen (VPS), hergestellt. Die Erfinder haben festgestellt, dass die erfindungsgemäße Röntgendrehanode mit zwei unterschiedlichen Kornstrukturen im Brennbahnbelags folgende Vorteile bietet: Die stängelige Kornstruktur, d.h. die zweite Schicht, leitet diese Kornstruktur Ermüdungs- und Thermoschockrisse direkt in die Tiefe, d.h. weg von der Oberfläche der Brennbahn. Dadurch verringert sich die Entstehung von thermisch isolierten Körnern an der Oberfläche der Brennbahn. Die globulare Kornstruktur, d.h. die erste Schicht, kann die von der Oberfläche der Brennbahn kommenden Risse an den Korngrenzen ablenken, wodurch der Rissfortschritt gebremst wird. Mit entfernterer Distanz von der Brennbahnoberfläche wird der Wärmeabfluss weg von der Brennbahnoberfläche dadurch kaum beeinflusst. Hierdurch kann die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Röntgendrehanode signifikant verlängert werden. In einer Ausführungsform der Erfindung werden die unterschiedlichen Kornstrukturen des Brennbahnbelags dadurch erreicht, dass die erste Schicht des Brennbahnbelags pulvermetallurgisch hergestellt ist und vorzugsweise die zweite Schicht des Brennbahnbelags durch Plasmaspritzen, insbesondere Vakuum-Plasmaspritzen, hergestellt ist. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die zweite Schicht des Brennbahnbelags eine Schichtdicke von mindestens 250 μm auf. Wie bereits oben beschrieben treten bei der Röntgendrehanode jedes Mal, wenn sich das Oberflächenelement unter dem Elektronenstrahl hindurch bewegt, nahe der Oberfläche zusätzliche Zug- und Druckspannungen auf. Diese Veränderungen im Vergleich zum globalen Spannungszustand der Anode reichen für Hochleistungsanoden typisch bis zu 200 μm von der Brennbahn-Oberfläche senkrecht in die Tiefe und führen in diesem Bereich im Vergleich zum globalen Spannungszustand der Anode zu höheren Spannungen bzw. zu zusätzlichen zyklischen Spannungswechseln im Mikrosekunden (μsec)-Bereich. Durch die Kornstruktur der zweiten Schicht (in dieser Schichtdicke) und dadurch direkt in die Tiefe gelenkten Rissen können die Zug- und Druckspannungen in der Brennbahnoberfläche (ausgelöst durch die Elektronenstrahl-Belastung und -Entlastung) effektiv reduziert werden, was zu einer signifikant reduzierten Alterung (bzw. Aufrauhung) in der direkten Umgebung der Risse führt. Um die oberflächenentspannende Wirkung besonders in dem vom Überstreichen des Elektronenstrahls beeinflussten Volumen voll zu entfalten, sollte die Schicht mit stängeliger Kornstruktur eine Dicke bzw. Tiefe von mindestens 250 μm haben. In diesem Tiefenbereich spielt eine Rissablenkung eine immer kleinere Rolle für die lokale Überhitzung und damit die beschleunigte Alterung der Brennbahnoberfläche. Ein gerader Rissfortschritt bis in das Trägermaterial muss vermieden werden, da sonst der Elektronenstrahl auf die Mo-Basis Legierung treffen könnte und die Mo-Basis-Legierung einen wesentlich niedrigeren Schmelzpunkt als die Brennbahnlegierung aufweist, was zu einer unzulässigen, verstärkten Verdampfung im Elektronenstrahl und damit potentiell zu Spannungsüberschlägen (sogenannten Arcs) führen könnte. Die Gesamtdicke des Brennbahnbelags der erfindungsgemäßem Röntgendrehanode, d.h. die Dicke der ersten und zweiten Schicht, liegt vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,3 mm, bevorzugter zwischen 0,7 und 1,0 mm. Damit ergibt sich auch eine Mindestdicke für die erste Schicht des Brennbahnbelags, welche zwischen 0,25 und 1,05 mm liegt, bevorzugt zwischen 0,45 und 0,75 mm. In einer alternativen Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Röntgendrehanode mehrere, umlaufend gleichmäßig angeordnete und durch die Dicke des Trägerkörpers sowie die Dicke des Brennbahnbelags hindurchgehende Schlitze/Entlastungsschlitze auf, die sich jeweils über einen radialen Abschnitt im Bereich zwischen dem Außenumfang (d.h. die Schlitze öffnen sich in den Außenumfang) des Trägerkörpers und dem Loch des Trägerkörpers erstrecken (d.h. die Schlitze enden radial außerhalb des Lochs des Trägerkörpers). Derartige Schlitze ermöglichen im Einsatz bei den auftretenden erhöhten Temperaturen eine Dehnung des Materials der Röntgendrehanode im Außenbereich und reduzieren dabei die plastische Verformung, wodurch Spannungen innerhalb des Materials und damit eine Materialermüdung reduziert bzw. ein Materialversagen vermieden werden. Derartige Schlitze können sich dabei exakt radial erstrecken (die Richtungsangaben radial und axial beziehen sich auf eine vorgegebene Drehachse der Röntgendrehanode). Alternativ können sie aber auch leicht schräg zur radialen Richtung verlaufen (z.B. mit einem Winkel von >0° bis zu 5°). Der Verlauf in Bezug auf die radiale Richtung, der Verlauf in Bezug auf die axiale Richtung (auch hier können sie leicht geneigt zur axialen Richtung verlaufen, z.B. geneigt um einen Winkel im Bereich von 1°- 10°), und/oder die Breite der Schlitze kann/können gemäß einer vorgegebenen Kontur variieren. Ferner können am Ende der Schlitze (d.h. am radial inneren Ende) auch Abschlussbohrungen, die sich vorzugsweise durch die Dicke des Trägerkörpers hindurch erstrecken und jeweils einen größeren Durchmesser als die Breite der einmündenden Schlitze aufweisen, und/oder eine umlaufende Rinne vorgesehen sein. Vorzugsweise sind alle Schlitze symmetrisch zueinander in Bezug auf die Drehachse ausgebildet. Die Vorsehung solcher Schlitze ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Dicke des Trägerkörpers zu der Drehachse hin zunimmt. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Röntgendrehanode, insbesondere zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Röntgendrehanode, die gegebenenfalls gemäß einer oder mehrerer der oben beschriebenen Weiterbildungen und/oder Varianten ausgebildet ist, wobei das Verfahren die nachfolgenden Schritte aufweist: a) Bereitstellen eines Röntgendrehanoden-Grundkörpers mit einem Trägerkörper aus Mo, oder einer Mo-basierten Legierung und mindestens einem auf dem Trägerkörper ringförmig ausgebildeten, sich entlang der Brennbahnfläche erstreckenden Brennbahnbelagsabschnitt aus W oder einer W-basierten Legierung, sodass der Brennbahnbelagsabschnitt ausgehend vom Trägerkörper in senkrechter Richtung zur Brennbahnfläche des Röntgendrehanoden-Grundkörpers eine erste Schicht aufweist; b) Aufbringen einer zweiten Schicht aus W oder einer W-basierten Legierung direkt auf die erste Schicht des Brennbahnbelagsabschnitts durch ein thermisches Beschichtungsverfahren, sodass der Brennbahnbelagsabschnitt in senkrechter Richtung zur Brennbahnfläche des Röntgendrehanoden-Grundkörpers die erste und eine direkt darüber liegende zweite Schicht aufweist, wobei die erste Schicht eine von der zweiten Schicht abweichende Kornstruktur aufweist. Der Röntgendrehanoden-Grundkörper weist einen Trägerkörper und mindestens einen ringförmig ausgebildeten Brennbahnbelagsabschnitt auf. Dabei kann der Röntgendrehanoden- Grundkörper ein neu hergestellter Grundkörper, ein Ausschuss-Grundkörper (welcher beispielsweise nach der Herstellung Defekte im Brennbahnbelag aufweist) oder ein bereits gealterter bzw. benutzter Grundkörper sein. Benutzt in diesem Zusammenhang bedeutet, dass die Brennbahn bereits mit einem Elektronenstrahl in Kontakt war. Wird ein neu hergestellter Grundkörper bereitgestellt, ist dieser vorzugweise pulvermetallurgisch über Pressen und Sintern entsprechender Ausgangspulver und vorzugsweise anschließendem Umformen (z.B. Heißschmieden, Kaltschmieden etc.) hergestellt. Auch Röntgendrehanoden, die bereits im Einsatz waren und folglich die Oberfläche des Brennbahnbelags gealtert ist, können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wieder aufgearbeitet werden (auch als „Rework“ bezeichnet; z.B. Abarbeiten und Neuauftrag der Brennbahn bzw. Brennspur). Ein gealterter Brennbahnbelag beschreibt eine Ermüdung des Brennbahnbelags bei fortschreitender Belastung/Benutzung der Röntgendrehanode. Solch ein gealterter Brennbahnbelag kann überarbeitet bzw. erneuert werden. Dabei wird der verbrauchte Brennbahnbelag bis zu einer rissfreien Oberfläche abgetragen werden, d.h. insbesondere die Schicht des Brennbahnbelags die an der Oberfläche vorhanden ist. Dabei wird nicht der komplette Brennbahnbelag bis zum Trägerkörper abgetragen, sodass ein Teil des Brennbahnbelags (die erste Schicht) erhalten bleibt. Der gebrauchte Brennbahnbelag kann auch in Form einer Kalotte entfernt werden. Die Kalotte ist die gekrümmte Fläche eines Kugelabschnitts mit welcher der Brennbahnbelag abgearbeitet wird. Dadurch kann wiederum Material eingespart werden, was die Nachhaltigkeit noch weiter erhöht. Vorteil der Erfindung ist also nicht nur die Erneuerung des Brennbahnbelags, sondern dass durch die spezielle Kornstruktur des Brennbahnbelags dieser belastungsfähiger wird und somit die Alterung der Röntgendrehanode verlangsamt wird. Aus ökologischen, Nachhaltigkeits- und Kosten-Gesichtspunkten ist es erstrebenswert, Röntgendrehanoden, bei denen eine Weiterverwendung oder eine Aufbereitung möglich ist, einer solchen zuzuführen. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird bei einem gebrauchten Grundkörper die gealterte/benutzte Oberfläche des Brennbahnbelags abgetragen und anschließend durch Plasmaspritzen eine Brennbahnschicht (die zweite Schicht) aufgebracht, die eine stängelige Kornstruktur aufweist. Dadurch können gebraucht Röntgendrehanoden wiederverwendet werden und darüber hinaus die Alterung der aufgearbeiteten Röntgendrehanoden verzögert werden, was enorm ressourcenschonend ist. Zusätzlich kann das erfindungsgemäße Verfahren auch für Röntgendrehanoden-Grundkörper verwendet werden, welche nach der Herstellung Pressen, Sintern, und vorzugsweise Schmieden und mechanische Bearbeitung Schäden in der Oberfläche des Brennbahnbelags aufweisen (sogenannte Ausschuss-Anoden). Hierfür wird ebenfalls die Oberfläche des Brennbahnbelags abgetragen, um die Schäden zu beseitigen und anschließend durch Plasmaspritzen eine Brennbahnschicht (die zweite Schicht) aufgebracht, die eine stängelige Kornstruktur aufweist. Die zweite Schicht des Brennbahnbelags wird bevorzugt über ein thermisches Spritzverfahren, wie Plasmaspritzen, aufgebracht. Obwohl es möglich ist, die zweite Schicht in einer einzigen Lage durch Plasmaspritzen aufzubringen, kann der Brennbahnbelag auch aus mehreren übereinandergelegten Spritzschichten bestehen. In einer Ausführungsform des erfindungsgenäßen Verfahrens wird die zweite Schicht mehrlagig durch das thermisches Beschichtungsverfahren bzw. Plasmaspritzen aufgebracht. Dabei entspricht eine Lage der Plasmaschicht einer Umdrehung der Röntgendrehanode durch den Plasmastrahl. Das Überlagern dieser ersten und wahlweise der nachfolgenden Lagen führt dann zu einer mehrlagigen Spritzschicht. Besonders bevorzugt weist diese Spritzschicht, d.h. die zweite Schicht, eine Stärke von 250 μm oder mehr auf. In einer Ausführungsform wird die Röntgendrehanode nach Aufbringen der zweiten Schicht einer Wärmebehandlung unterzogen. Zweck dieser Wärmebehandlung ist sowohl eine weitere Verbesserung von Gefügestrukturen durch Diffusionsprozesse als auch ein Entgasen der Anode. Die Temperatur der Glühbehandlung ist unter anderem abhängig vom Material, mit dem der Grundkörper gefertigt wurde. In der Regel wird die Wärmebehandlung bei Temperaturen von 1350°C oder darüber, vorzugsweise über 1600°C, besonders bevorzugt über 1700°C durchgeführt typischerweise 1 h oder mehr. Insbesondere verkürzt sich die Zeitdauer der Wärmebehandlung je höher die Glühtemperatur ist. Weitere Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Von den Figuren zeigen: Fig.1: schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Röntgendrehanode im Querschnitt; Fig.2: Röntgenelektronenmikroskopische Darstellung der Brennbahn auf dem Trägerkörper im Querschnitt (ca.50-fache Vergrößerung) Fig.3a Röntgenelektronenmikroskopische Darstellung der Brennbahn auf dem Trägerkörper im Querschnitt (ca.50-fache Vergrößerung) mittels eines Softwareprogramms sind die Korngrenzen gut zu erkennen; Fig.3b Fig.3a in vergrößerter Auflösung, ohne Trägerkörper (ca.250-fache Vergrößerung) Fig.4a/4b schematische Darstellung eines Rework-Ablaufs einer gebrauchten Röntgendrehanode im Querschnitt Fig.5a/5b schematische Darstellung eines Rework-Ablaufs einer gebrauchten Röntgendrehanode im Querschnitt Fig.5c Lichtmikroskopische Aufnahme der Fig.5b (ca.35 Vergrößerung) Figur 1 zeigt schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Röntgendrehanode im Querschnitt. Die Röntgendrehanode 8 ist rotationssymetrisch zu einer Rotations- Symmetrieachse 4 ausgebildet. Die Röntgendrehanode weist einen scheiben- bzw. tellerförmigen Trägerkörper 2 auf, der auf einer entsprechenden Welle montierbar ist. Deckseitig ist auf dem Trägerkörper ein Brennbahnbelag 3 aufgebracht, welcher eine erste Schicht 6 und eine direkt darüber liegende zweite Schicht 5 aufweist. In dem Bereich des Brennbahnbelags weist der Trägerkörper 2 eine umlaufende abgeschrägte Brennbahnfläche 10 auf, die relativ zu einer sich senkrecht zu der Drehachse 4 erstreckenden Referenzebene 7 (mit einem Winkel α) abgewinkelt ist. Die äußere Form und der Aufbau der Röntgendrehanode 8 kann, wie in dem Fachgebiet bekannt ist, von der dargestellten Röntgendrehanode abweichen. Figur 2 zeigt ein REM-SE (Röntgenelektronenmikroskop-Sekundärelektronenkontrast) Bild. Die Figur 2 zeigt in einer ca.50-fachen Vergrößerung den Trägerkörper C aus TZM auf dem sich der zweischichtige Brennbahnbelag aus W-Re befindet. Beide Schichten des Brennbahnbelags sind aus derselben W-Re-Legierung hergestellt (W: 90 Gew.%, Re: 10 Gew.%). Die erste Schicht A des Brennbahnbelags wurde pulvermetallurgisch im Verbund mit dem Trägerkörper hergestellt. Die zweite Schicht B des Brennbahnbelags ist durch Plasmaspritzen aufgebracht. Deutlich erkennbar ist die globulare Kornstruktur der ersten Schicht A und die stängelige Struktur der zweiten Schicht B. Figuren 3 a und 3b zeigen ein REM-SE (Röntgenelektronenmikroskop- Sekundärelektronenkontrast) Bild, welches über EBSD-Analyse gewonnen wurde. Hierzu wird die EBSD-Analyse (EBSD: Electron Backscatter Diffraction; deutsch: Elektronenbeugung) kurz erläutert. Im Rahmen solch einer EBSD-Analyse kann auf mikroskopischer Ebene eine Charakterisierung der jeweiligen Struktur durchgeführt werden. Insbesondere können im Rahmen solch einer EBSD-Analyse die jeweilige Struktur der Schichten bestimmt, sowie in der Struktur auftretende Vorzugs-Texturierungen bestimmt werden. Hierzu wird im Rahmen der Probenpräparation eine Querschnittfläche, die senkrecht zu der Brennbahn-Ebene verläuft (siehe Fig.1) durch die Röntgendrehanode hergestellt. Die Präparation einer entsprechenden Schlifffläche erfolgt insbesondere durch Einbetten, Schleifen, Polieren und Ätzen zumindest eines Abschnitts der erhaltenen Querschnittfläche der Röntgendrehanode. Optional kann die Oberfläche der Schlifffläche im Anschluss noch ionenpoliert wird (zur Entfernung der, durch den Schleifvorgang entstandenen Verformungsstruktur auf der Oberfläche). Dabei wird die zu untersuchende Schlifffläche so gewählt, dass sie einen Abschnitt der Brennbahn und einen Abschnitt des Trägerkörpers der Röntgendrehanode aufweist, so dass beide Abschnitte untersucht werden können. Die Messanordnung ist derart, dass der Elektronenstrahl unter einem Winkel von 30° auf die präparierte Schlifffläche auftrifft. Bei dem Rasterelektronenmikroskop (vorliegend: Carl Zeiss „Ultra Plus“) beträgt der Abstand zwischen der Elektronenquelle (vorliegend: Feldemissionskathode) und der Probe 22,5 mm und der Abstand zwischen der Probe und der EBSD-Kamera (vorliegend: „Hikari XP CCD“) beträgt 16,8 mm. Die in Klammern gemachten Angaben betreffen jeweils die von der Anmelderin verwendeten Gerätetypen, wobei grundsätzlich auch anderweitige Gerätetypen, welche die beschriebenen Funktionen ermöglichen, in entsprechender Weise verwendbar sind. Die Beschleunigungsspannung beträgt 20 kV, es wird eine 50-fache Vergrößerung eingestellt und der Abstand der einzelnen Pixel auf der Probe, die nacheinander abgetastet werden, beträgt 1 μm. Hierfür wurde für die Darstellung zusätzlich eine Software (vorliegend: OIM 7.3.1 von EDAX) verwendet. Dabei wird ein Korntoleranzwinkel von 15° eingestellt (was der übliche Wert zur Bestimmung von Korngrenzen mit großem Winkel ist) um die dargestellten Korngrenzen festzulegen. Es wurden in der Software keine Bereinigungen vorgenommen. Für die Korndarstellung wurden bei der Software sowohl der "Gray Scale Map Type" (deutsch: "Graustufen-Kartentyp") als auch der "Color Coded Map Type" (deutsch: "Farbcodierte Kartentyp") auf "Keine" gesetzt und für die "Boundaries" (deutsch: "Grenzen") wurde ein "Rotation Angle" (deutsch "Drehwinkel") von 15 bis 180 Grad festgelegt. Die Aufnahmen zeigen deutlich die Korngrenzen des Brennbahnbelags. Die globulare Kornstruktur der ersten Schicht A ist deutlich von der stängeligen Kornstruktur der zweiten Schicht B zu unterscheiden. Figur 3a zeigt eine Aufnahme mit einer ca.50-fachen Vergrößerung so dass noch ein Abschnitt des Trägerkörpers C zu erkennen ist. Figur 3b zeigt dieselbe Aufnahme in einer ca.250-fachen Vergrößerung. Die Kornstruktur der zweiten Schicht B ist deutlich von der Kornstruktur ersten Schicht A zu unterscheiden. Darüber hinaus sind in dieser Vergrößerung die Poren in der ersten Schicht A durch die pulvermetallurgische Herstellung zu erkennen. Beispiele: Beispiel 1: Nachfolgend wird die Herstellung einer erfindungsgemäßen Röntgendrehanode gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Zunächst werden die Ausgangspulver für den Trägerkörper, sowie die Ausgangspulver für den Brennbahnbelag (erste Schicht) gemischt. Die Ausgangspulver für den Trägerkörper werden derart gewählt, dass für den Trägerkörper (abgesehen von Verunreinigungen) eine Zusammensetzung von 0,5 Gew.% Ti, 0,08 Gew.% Zirkonium, 0,005-0,04 Gew.% Kohlenstoff, weniger als 0,03 Gew.% Sauerstoff und der verbleibende Anteil Molybdän (nach Abschluss sämtlicher, im Rahmen der pulvermetallurgischen Herstellung durchgeführten Prozesse und Wärmebehandlungen) erhalten wird (d.h. TZM). Ferner werden die Ausgangspulver derart gewählt, dass für den Brennbahnbelag (abgesehen von Verunreinigungen) eine Zusammensetzung von 10 Gew.% Rhenium und 90 Gew.% Wolfram erhalten wird. Die Ausgangspulver werden im Verbund mit 400 Tonnen (entspricht 4 * 105 kg) pro Röntgendrehanode gepresst. Anschließend wird der erhaltene Körper bei Temperaturen im Bereich von 2.000°C - 2.300°C für 2 bis 24 Stunden gesintert. Der nach dem Sintern erhaltene Ausgangs-Körper (Sinterling) weist insbesondere eine relative Dichte von ca.94% auf. Der nach dem Sintern erhaltene Ausgangs-Körper wird bei Temperaturen im Bereich von 1.300°C bis 1.500°C geschmiedet, wobei der Körper nach dem Schritt des Schmiedens einen Umformgrad im Bereich von 20-60% aufweist. Die Beschichtung des Trägerkörpers erfolgt mittels einer induktiv beheizten Plasmabrenner mit 50 mm Innendurchmesser und einer Leistung von 65 kW mit Spritzpulver aus einer Wolframlegierung mit 5 Gew.% Rheniumanteil in einer Pulverfraktion zwischen 15 und 63 μm. Das Spritzpulver wurde mit einer Förderrate von 30 g/min axial mittels Ar-Trägergas eingebracht. Vor Beginn der Pulverinjektion wurden der Trägerkörper auf 1500 °C erwärmt. Die Rotationsgeschwindigkeit des Trägerkörper betrug 10 U/min. Die Plasmakanone wurde zur konzentrisch zur Drehanodenachse verlaufenden Mittellinie des Brennbahnbelages seitlich bewegt, und zwar derart, dass die Achse der Plasmakanone kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von 2 mm/sec diese Mittellinie abwechselnd auf beide Seiten jeweils bis auf maximal 5 mm überschritten hat. In einem etwa 3 Minuten dauernden Beschichtungsvorgang wurde auf diese Weise durch ca.20 übereinander abgeschiedene Einzelschichten ein Brennbahnbelag mit etwa 250 μm Gesamtdicke und 25 mm Breite aufgetragen. Nach Beendigung des Beschichtungsprozesses wird die auf unter 100 °C abgekühlten Drehanoden aus der Vakuumkammer entnommen und anschließend der Brennbahnbelag auf eine Stärke von 0,7 mm überschliffen. Abschließend wurden die derart endbearbeitete Drehanode einer Hochvakuumglühung bei einer Temperatur von 1600 °C 1 h oder länger unterzogen. An der erfindungsgemäß ausgebildeten Röntgendrehanode wurde die Brennbahn an deren Lebensdauerende untersucht. Dabei konnte festgestellt werden, dass Risse die sich entlang der stängeligen Kornstruktur (bzw. stängeligen Korngrenzen) ausbreiten, jeweils entlang der Korngrenzen der globularen Struktur abgelenkt werden und somit mehrmals die Ausbreitungsrichtung ändern. Aufgrund dieser Rissablenkung entlang der globularen Struktur wird eine Rissausbreitung bis tief in die Brennbahn hinein vermieden. Auch konnte an der Oberfläche der Brennbahn an deren Lebensdauerende ein gleichmäßig verteiltes Rissmuster mit gleichmäßig ausgebildeten Rissen beobachtet werden. Demgegenüber ist an Vergleichs- Röntgendrehanoden, bei denen die Brennbahn nur durch Vakuum-Plasmaspritzen hergestellt wurde, zu beobachten, dass Risse sich entlang der Korngrenzen ungebremst tief in die Brennbahn hinein ausbreiten (und gegebenenfalls bis zu dem Trägerkörper hinunter). Darüber hinaus zeigte der Brennbahnbelag der erfindungsgemäßen Röntgendrehanode keine Kornausbrüche und eine reduzierte Anzahl von Anschmelzungen. Beispiel 2: Figuren 4a und 4b zeigen schematisch die Aufarbeitung einer bereits verwendeten bzw. benutzen (bzw. gealterten) Röntgendrehanode, bei welcher der Brennbahnbelag 6 deutliche Alterungsspuren 7 aufweist. In Figur 4a wird gezeigt, dass sich auf dem Trägerkörper 2 der Brennbahnbelag 6 befindet, welcher bereits deutliche Gebrauchsspuren 7 an der Oberfläche 11 des Brennbahnbelags aufweist. Darüber hinaus umfasst die Röntgendrehanode einen Grafitkörper 9. Der Brennbahnbelag 6 wird nun derart abgeschliffen, dass keine Risse/Gebrauchsspuren mehr vorhanden sind, d.h. der Belag mit deutlichen Gebrauchsspuren 7 wird komplett abgeschliffen. Am Ende ist der Brennbahnbelag 6 nur noch zum Teil vorhanden (siehe Fig.4b). Insbesondere wird der Brennbahnbelag 6 mit einer Schliffebene parallel zu der Brennbahnfläche auf eine Restdicke von 0,5 - 0,7 mm abgeschliffen (je nach Ausgangs-Dicke des Brennbahnbelags und der Tiefe der Gebrauchsspuren). Anschließend wird die erhaltene Schlifffläche mehrmals, mindestens zweimal, elektropoliert (zur Entfernung der, durch den Schleifvorgang bedingten Verformungsstruktur). Somit bleibt ein Teil des Brennbahnbelags 6, welcher pulvermetallurgisch hergestellt wurde, erhalten, (d.h. nur der Belag mit den Gebrauchsspuren 7 wird erneuert). Dann wird mittels induktivem Plasmaspritzen eine zweite Schicht 5 aufgetragen, so dass sich eine erneuerte Brennbahnfläche ergibt. Die Gesamtdicke des Brennbahnbelags entspricht dabei vorzugsweise der Gesamtdicke des Brennbahnbelags vor der ersten Alterung bzw. vor dem Abschleifen, damit beim Einsatz der Röntgendrehanode nach dem Rework der Ort der Entstehung der Röntgenstrahlen identisch ist verglichen mit der noch nicht gealterten Röntgendrehanode. Fig.4a zeigt schematisch im Querschnitt die Brennbahn 6 mit Gebrauchsspuren 7 und in Fig.4b wird der bereits erneuerte Brennbahnbelag aus erster Schicht 6 und zweiter Schicht 5 gezeigt, so dass sich der Gesamt-Brennbahnbelag 3 ergibt. Beispiel 3: Figuren 5a und 5b zeigen schematisch die Aufarbeitung einer bereits verwendeten bzw. benutzten Röntgendrehanode, bei welcher der Brennbahnbelag deutliche Alterungsspuren aufweist. In Figur 5a wird gezeigt, dass sich auf dem Trägerkörper 2 der Brennbahnbelag 6 befindet, welcher bereits deutliche Gebrauchsspuren an der Oberfläche 11 aufweist. Darüber hinaus umfasst die Röntgendrehanode einen Grafitkörper 9. Der Brennfleck bzw. die Brennspur, d.h. die Auftreffstelle der Elektronen auf der Brennbahn, des Brennbahnbelags wird nun mit einer Kalotte mit dem Radius R abgedreht, so dass keine Risse/Gebrauchsspuren mehr vorhanden sind. Insbesondere wird die Brennbahn so abgedreht, dass ein Teil des Brennbahnbelags 6 erhalten bleibt, d.h. ein Teil des Brennbahnbelags 6, welcher pulvermetallurgisch hergestellt wurde, bleibt erhalten, so dass nur die gebrauchte Brennspur erneuert wird. Dann wird mittels induktivem Plasmaspritzen eine zweite Schicht 5 aufgetragen, so dass sich erneut eine planare Brennbahnfläche ergibt. Die Gesamtdicke des Brennbahnbelags entspricht nach dem Rework der Gesamtdicke des Brennbahnbelags vor dem Abschleifen, damit beim Einsatz der Röntgendrehanode nach dem Rework der Ort der Entstehung der Röntgenstrahlen identisch ist verglichen mit der noch nicht gealterten Röntgendrehanode (d.h. der Röntgendrehanode vor dem ersten Altern). Fig.5a zeigt schematisch im Querschnitt die Brennbahn 6 mit der durch die Kalotte abgetragenen Brennbahnoberfläche 11 und in Fig.5b wird die bereits erneuerte Brennbahn 5 mit 6 gezeigt. Vorzugsweise ist die Dicke der Brennbahn 5, d.h. der zweiten Schicht, am Punkt maximaler Materialabtragung mindestens 250 μm. Der Punkt maximaler Materialabtragung entspricht dem tiefsten Punkt in der Kalotte. Fig.5 c zeigt eine lichtmikroskopische Aufnahme des Trägerkörpers 2 mit der pulvermetallurgischen ersten Schicht 6 und der plasmagespritzten zweiten Schicht 5. Die Brennbahnoberfläche 11 ist durch den Pfeil angezeigt.

Claims

^ 20^ ^ ANSPRÜCHE^ 1. Röntgendrehanode^(8)^zur^Erzeugung^von^Röntgenstrahlen,^welche^einen^Trägerkörper^(2)^ und^mindestens^einen^ringförmigen,^sich^entlang^einer^Brennbahnfläche^(10)^erstreckenden^ Brennbahnbelag^(3)^auf^dem^Trägerkörper^aufweist,^wobei^der^Trägerkörper^(2)^aus^Mo^^ oder^einer^Mo^basierten^Legierung^besteht^und^der^mindestens^eine^ringförmige^ Brennbahnbelag^(3)^aus^W^oder^einer^W^basierten^Legierung^besteht,^dadurch^ gekennzeichnet,^dass^der^Brennbahnbelag^(3)^ausgehend^von^dem^Trägerkörper^(2)^in^ senkrechter^Richtung^zu^der^Brennbahnfläche^(10)^eine^erste^(6)^und^eine^direkt^darüber^ liegende^zweite^(5)^Schicht^aufweist,^wobei^die^erste^Schicht^(6)^eine^von^der^zweiten^^ Schicht^(5)^abweichende^Kornstruktur^aufweist.^ 2. Röntgendrehanode^gemäß^Anspruch^1,^wobei^die^erste^Schicht^(6)^des^Brennbahnbelags^ eine^globulare^Kornstruktur^aufweist^und^die^zweite^Schicht^(5)^eine^stängelige^Kornstruktur^ aufweist.^ 3. Röntgendrehanode^nach^einem^der^vorhergehenden^Ansprüche,^dadurch^gekennzeichnet,^^ dass^die^globulare^Kornstruktur^ausgehend^vom^Trägerkörper^(2)^in^senkrechter^Richtung^ zur^Brennbahnfläche^(10)^ein^mittleres^Kornstreckungsverhältnis^von^ч^1^aufweist.^ 4. Röntgendrehanode^nach^einem^der^vorhergehenden^Ansprüche,^dadurch^gekennzeichnet,^ dass^die^stängelige^Kornstruktur^ausgehend^vom^Trägerkörper^(2)^in^senkrechter^Richtung^ zur^Brennbahnfläche^(10)^ein^mittleres^Kornstreckungsverhältnis^von^>^1^aufweist.^ ^ 5. Röntgendrehanode^nach^einem^der^vorhergehenden^Ansprüche,^dadurch^gekennzeichnet,^ dass^die^zweite^Schicht^(5)^eine^Schichtdicke^von^mindestens^250^μm^aufweist.^ 6. Röntgendrehanode^nach^einem^der^vorhergehenden^Ansprüche,^wobei^die^Mo^basierte^ Legierung^TZM^oder^MHC^ist.^ 7. Röntgendrehanode^nach^einem^der^vorhergehenden^Ansprüche,^dadurch^gekennzeichnet,^^ dass^die^W^basierte^Legierung^eine^W^Re^Legierung^ist.^ 8. Röntgendrehanode^nach^einem^der^vorhergehenden^Ansprüche,^dadurch^gekennzeichnet,^ dass^die^Zusammensetzung^der^ersten^Schicht^(6)^des^Brennbahnbelags^unterschiedlich^von^ der^Zusammensetzung^der^zweiten^Schicht^(5)^des^Brennbahnbelags^ist.^ ^ 21^ ^ 9. Röntgendrehanode^nach^einem^der^vorhergehenden^Ansprüche^dadurch^gekennzeichnet,^ dass^die^erste^Schicht^(6)^des^Brennbahnbelags^pulvermetallurgisch^und^die^zweite^Schicht^ (5)^des^Brennbahnbelags^durch^Plasmaspritzen^hergestellt^ist.^ 10. Verfahren^zur^Herstellung^einer^Röntgendrehanode^(8),^welches^die^nachfolgenden^Schritte^^ aufweist:^ a) Bereitstellen^eines^Röntgendrehanoden^Grundkörpers^mit^einem^Trägerkörper^(2)^aus^ Mo^oder^einer^Mo^basierten^Legierung^und^mindestens^einem^auf^dem^Trägerkörper^ ringförmig^ausgebildeten,^sich^entlang^einer^Brennbahnfläche^erstreckenden^ Brennbahnbelagsabschnitt^aus^W^oder^einer^W^basierten^Legierung,^sodass^der^^ Brennbahnbelagsabschnitt^ausgehend^von^dem^Trägerkörper^in^senkrechter^Richtung^ zur^Brennbahnfläche^des^Röntgendrehanoden^Grundkörpers^eine^erste^Schicht^(6)^ aufweist;^ b) Aufbringen^einer^zweiten^Schicht^(5)^aus^W^oder^einer^W^basierten^Legierung^direkt^auf^ die^erste^Schicht^des^Brennbahnbelagsabschnitt^durch^ein^thermisches^ ^ Beschichtungsverfahren,^sodass^der^Brennbahnbelagsabschnitt^in^senkrechter^Richtung^ zur^Brennbahnfläche^des^Röntgendrehanoden^Grundkörpers^die^erste^und^eine^direkt^ darüber^liegende^zweite^Schicht^aufweist,^wobei^die^erste^Schicht^(6)^eine^von^der^ zweiten^Schicht^(5)^abweichende^Kornstruktur^aufweist.^ 11. Verfahren^nach^Anspruch^10,^wobei^das^Bereitstellen^des^Röntgendrehanoden^ ^ Grundkörpers^mit^der^ersten^Schicht^den^Schritt^umfasst,^dass^der^Trägerkörper^(2)^und^die^ erste^Schicht^(6)^pulvermetallurgisch^im^Verbund^hergestellt^sind.^ 12. Verfahren^nach^Anspruch^10,^wobei^das^Bereitstellen^des^Röntgendrehanoden^ Grundkörpers^mit^der^ersten^Schicht^die^Schritte^umfasst:^Bereitstellen^eines^gebrauchten^ Röntgendrehanoden^Grundkörper^mit^einem^Trägerkörper^und^einer^ersten^Schicht,^wobei^^ der^Trägerkörper^(2)^und^die^erste^Schicht^(6)^pulvermetallurgisch^im^Verbund^hergestellt^ wurden;^und^Abarbeiten^des^gebrauchten^Anteils^der^ersten^Schicht.^ 13. Verfahren^nach^einem^der^Ansprüche^10^bis^12,^wobei^das^Aufbringen^der^zweiten^Schicht^ (5)^durch^Plasmaspritzen^erfolgt.^ 14. Verfahren^nach^einem^der^Ansprüche^10^bis^13,^wobei^das^Aufbringen^der^zweiten^Schicht^^ (5)^durch^Plasmaspritzen^mehrlagig^erfolgt.^ ^ 22^ ^ 15. Verfahren^nach^einem^der^Ansprüche^10^bis^14,^dadurch^gekennzeichnet,^dass^nach^dem^ Aufbringen^der^zweiten^Schicht^eine^Wärmebehandlung^der^Röntgendrehanode^ durchgeführt^wird.^ 16. Verfahren^nach^einem^der^Ansprüche^10^bis^15,^dadurch^gekennzeichnet,^dass^nach^dem^^ Aufbringen^der^zweiten^Schicht^die^Wärmebehandlung^der^Röntgendrehanode^bei^ш^1350°C^ durchgeführt^wird.^
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