Прострельный анод рентгеновской трубки и способ его изготовления Советский патент 1991 года по МПК H01J35/08 

1

(21)4796974/25

(22)22,01,90

(46) 30.05.91,, Бюл„ N° 20

(76) Б„Во Спицын, А.Е.Алексренко,

А.А„ Ботев, Л„Л„ Буйлов, В0П„ Ефанов,

Рафаилов и В„Н0 Шевелев (SU)

(53)621,386 „21,7(088,8)

(56)Заявка ФРГ f 2653547, кл„ II 01 J 35/08, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 869500, кл0 II 01 J 35/12, 1979„

(54)ПРОСТРЕЛЫ1ЫП АНОД РЕНТГЕНОВСКОЙ ТРУБКИ II СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

(57)Изобретение относится к рентге- нотехнике и может использоваться

при изготовлении микрофокусных рентгеновских трубок с прострельным анодом „ Цель изобретения - повышение механической прочности анода Анодный узел содерхит сформированный на несущем кольце 1 из вольфрама самонесу - щий теплоотводящий слой 2 из поли- кристалличсского алмаза, на всю внутреннюю свободную поверхность которого нанесен активный слой 3 из материала рентгеновской мишени0 При нанесении слоя 2 используют технологическую опору из молибдена, имеющего малую адгезию с алмазомо Нанесение слоя производят из газовой фазы после чего технологическую опору убирают 2 с0 и 1 з.п-ф-лы,, 4 ил.

(С

о

СП

ОО СЛ 4

00

см

Изобретение относится к рентгенотехнике и может использоваться при изготовлении микрофокусных рентгеновских трубок с прострельными анодами

Известен прострельный анод рентгеновской трубки, содержащий несущее .кольцо, герметично приклеенную к нему бериллиевую пластину с нанесенной на часть ее свободной поверхности со стороны несущего кольца мишенью„

Недостатком известного анода является его невысокая нагрузочная способность из-за отсутствия эффективных средств отвода тепла и, как следствие возможность потери механической прочности с

Извесч ен анод рентгеновской трубки, содержащий алмазный теплоотвод, в котором утоплена мишень, причем ал- мазный тёгшоотвод крепится в несущей частио

Способ изготовления такого анода заключается в соединении несущей части, алмазного теплоотвода и мишени„

Недостатком известного способа является недостаточная механическая прочность изготовляемого анодного узл вследствие недостаточной лдгезии алмазного теплоотвода и несущей части Цель изобретения - повышение леха- нической прочности прострельного анода.

Согласно изобретению, поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления прострельного анода рентгеновской трубки, заключающемся п соединении несущей части, алмазного тепло- отвода и мишени, несущую часть выпол- няют в виде несущего кольца из туго- плавкого материала с высокой адгезионной способностью по отношению к материалу теплоотвода, устанавливают несущее кольцо со скользящей посадкой на выступ технологической опоры, изго- товленной из тугоплавкого материала с низкой адгезионной способностью по отношению к материалу теплоотвода, а на поверхностях несущего кольца и выступа технологической опоры, уставов- ленных в одной плоскости, методом нанесения из газовой фазы наращивают слой поликристаллического алмаза,удаляют технологическую опору и по меньшей мере на одну из поверхностей слоя поликристаллического алмаза наносят слой материала мишени,,

В качестве материала несущего кольца используют, например, вольфрам,

Q

с

0

5

,. о

5

5

имеющий высокую адгезию с алмазом и близкий к нему коэффициент теплового расширения, что обеспечивает надежное соединение несущей части и алмазного теплоотвода, изготовленного в виде счоя поликристаллического алмаза. В качестве материала технологической опоры используют, например, молибден, имеющий низкую адгезионную способность по отношению к алмазу, что обеспечивает свободное отделение технологической опоры от алмазного таплоот- вода„

После отделения технологической опоры алмазный теплоотвод оказывается соединенным только с несущим кольцом и лоликристаллический слой алмаза является по существу алмазной пластиной, прикрепленной к несущему кольцу и выполняющем самонесущие функции по отношению к слоей центральной части Толщина лоликристаллического алмазного слоя должна быть достаточной для обеспечения его самонесущих свойств, а также для обеспечения его свойств в качестве теплоотвода.

Нанесение мншеки может проводиться только на внутреннюю поверхность алмазного слоя, то есть со стороны несущего кольца„ При этом для повышения механической прочности анодного узла нанесение мишени проводится на всю свободную внутреннюю поверхность алмазного слоя так, что обеспечивается адгезионное сцепление несущего кольца с краем мишени„

Изготовленный таким способом прострельный анод рентгеновской трубки, содержащий несущее кольцо, прикрепленную к нему пластину из прозрачного для рентгеновского излучения материала и мишень, нанесенную на свободную поверхность пластины со стороны несущего кольца, характеризуется тем, что пластина из прозрачного для рентгеновского излучения материала выполнена в виде самонесущего слоя поликристаллического алмаза, адгезионно сцепленного с поверхностью несущего ко-г ьца из вольфрама, а мишень нанесена на всю свободную поверхность слоя полихристаллического алмаза со стороны пасущего кольца так, как обеспечивается адгезионное сцепление несущего кольца с краем мишени

На фиг„ 1 показан прострельный анод рентгеновской трубки, разрез; на Лигс 2-4 поясняются этапы технологического процесса изготовления такого анодного уэла„

Прострельнын анод рентгеновской трубки содержит несущее кольцо 1 из материала с высокой адгезионной способностью относительно сформированного на нем самонесущего теплоотводя- щего слоя 2 из поликристаллического алмаза. На свободную внутреннюю поверхность тешюотводящего слоя 2 со стороны кольца 1 нанесен активный слой 3 (мишень)„ В качестве материала несущего кольца 1 использован вольфрам. Активный слон 3 нанесен так,

что он имеет краевое сцепление с материалом кольца 1„

Несущее кольцо 1 герметично крепится в анодном окончании 4 трубки путем пайки или сварки„

Анод изготавливают следующим образом „

Несущее кольцо 1 устанавливают со скользящей посадкой на выступ технологической опоры 5, изготовленной из материала с низкой адгезионной способностью по отношению к алмазу, например молибдена, меди и др„, таким образом, чтобы их соответствующие поверхности находились в одной плоскости Затем производят наращивание слоя 2 из полукристаллического алмаза методом осаждения из углеводорол-во- дородной газовой фазы при температуре 900-1100°С. Толщина слоя 2 может составлять 20-200 мкм„ Полученная конструкция показана на фиго 2„

После осаждения слоя 2 технологическую опору 5 удаляют, в результате чего образуется полуфабрикат, показанный на фиго 30

Затем на всю внутреннюю поверхност теплоотводящего алмазного слоя 2 наносят активчый слой 3 из материала мипени, например вольфрама, так, что обеспечивается адгезионное сцепление несущего кольца с краем мишени. При такой конструкции анодного узла активный слой 3 в значительной мере предотвращает взаимодействие электронного пучка с материалом теплоотводящего слоя 2 и, кроме того, слой 3 обеспечивает вклад в конструкционную прочност анодного узла как дополнительная внутренняя опора для теплоотводящего слоя 2.

Описанный анодный узел прострель- ного типа может работать с фокусным пятном диаметром 0,5-50 мкм. При этом

5

0

5

0

0 5

5

0

S

диаметр отверстия в несущем кольце может составлять от 100 до 2000 мкм. Отвод тепла в .таком узле в 5-30 раз превышает теплоотвод в реально существующих конструкциях прострельных анодов с использованием бериллиевого окна в качестве подложки для активного слояо

Формула изобретения

1,Простредьный анод рентгеновской трубки, содержащий несущее кольцо, прикрепленную к нему пластину из прозрачного для рентгеновского излучения материала и мишень, нанесенную

на свободную поверхность пластины со стороны несущего кольца, отличающийся тем, что, с целью повышения механической прочности анода, . пластина из прозрачного для рентгеновского излучения материала выполнена в виде самонесущего слоя поликристаллического алмаза, адгезионно сцепленного с поверхностью несущего кольца, выполненного из вольфрама, при этом материал мишени нанесен на всю свободную поверхность пластины со стороны несущего кольца„

2,Способ изготовления прострель- ного анода рентгеновской трубки, заключающийся в соединении несущей части, алмазного теплоотводаи мишени, отличающийся тем, что несущую часть выполняют в виде кольца из тугоплавкого материала с высокой адгезионной способностью по отношению к материалу теплоотвода, устанавливают несущее кольцо со скользящей посадкой на выступ технологической опоры, изготовленной из тугоплавкого материала с низкой адгези- - онной способностью по отношению к материалу теплоотвода, а на поверхность несущего кольца и выступа технологической опоры, установленных в одной плоскости, методом нанесения из газовой фазы наращивают слой полнкристал- лического алмаза, удаляют технологи- ческую опору и по меньшей мере на

одну из поверхностей слоя поликристаллического алмаза наносят слой материала мишени.

3,Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве материала технологической опоры используют молибден.

Фиг.З 23

„, . Л fl ,,- , ,

ШГПШ

$

Фиг. 2

$

Фиг Л