Материал для теплоизлучающего покрытия вращающегося анода рентгеновской трубки

 

Изобретение относится к рентгеновским трубкам, в частности к теплоизлучающим покрытиям вращающихся анодов рентгеновских трубок, и позволяет упростить технологию изготовления вращающихся анодов из графита при одновременном обеспечении газопоглощающих свойств поверхности анода. Материал покрытия представляет собой спеченную пористую композицию титана с углеродом, в которой количество титана составляет 80- 99 мас.%, а углерода - 1-20 мас.%. Покрытие наносится на анод в виде суспензии пульверизацией и спекается в нереакционноспособной среде. Газопоглощающи е свойства покрытия обусловлены наличием в композиции титана. Присутствие в составе покрытия углерода обеспечивает замуровывание пор на поверхности анода, снижая таким образом его газоотделение. Применение предлагаемого покрытия позволит улучшить характеристики рентгеновских трубок и снизить их себестоимость. w Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Н 01 J 35/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4776044/25 (22) 02.01.90 (46) 07.07.92. Бюл. 1ч 25 (71) Ленинградское объединение электронного приборостроения "Светлана" (72) M.Ô.Áîÿðèíà, Ю.Н.Зеленов, B,Н.Куприянов и Е.И,Таубкина (53) 621.386,2/7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1156529, кл, Н 01 J 35/10, 1984, Заявка Великобритании N 2056245, кл. Н 01 J 35/10, 1988н (54) МАТЕРИАЛ ДЛЯ ТЕПЛОИЗЛУ4АЮЩЕ. ГО ПОКРЫТИЯ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ АНОДА

РЕНТГЕНОВСКОЙ ТРУБКИ (57) Изобретение относится к рентгеновским трубкам, в частности к теплоизлучающим покрытиям вращающихся анодов рентгеновских трубок, и позволяет упроИзобретение. относится к рентгеновским трубкам, в частности к теплоизлучающим покрытиям вращающихся анодов рентгеновских трубок.

Известен материал для теплоизлучающего покрытия вращающегося анода рент. геновской трубки, представляющий собой спеченную пористую композицию иэ зерен титана и тугоплавкого металла, с температурой .плавления выше 2500 С, В известном материале количество тугоплавкого металла составляет от 5 до 60 мас.%.

Поверхность вращающегося анода рентгеновской трубки, покрытая таким материалом, обладает газопоглощающими свойствами и высоким коэффициентом из-. лучения. Однако такое покрытие имеет достаточную механическую прочность только

„„SU „„1746426А1 стить технологию изготовления вращающихся анодов из графита при одновременном обеспечении газопоглощающих свойетв поверхности анода. Материал покрытия представляет собой спеченную пористую композицию титана с углеродом, в которой количество титана составляет 8099 мас.%, а углерода — 1 — 20 мас,%. Покрытие наносится на анод в виде суспензии пульверизацией и спекается в нереакционноспособной среде. Газопаглощающие свойства покрытия обусловлены наличием в композиции титана, Присутствие в составе покрытия углерода обеспечивает замуровывание пор на поверхности анода, снижая таким образом его газоотделение, Применение предлагаемого покрытия позволит улучшить характеристики рентгеновских трубок 3 и снизить их себестоимость. в случае нанесения его на диск анода, вы- а полненный из тугоплавкого металла. Пред- с4 почтительным является применение в ф составе материала для теплоизлучающего покрытия вращающегося анода рентгеновской трубки в сочетании с титаном тугоплавкого металла или смеси тугоплавких металлов, обеспечивающей физико-механи- 0 ческие характеристики покрытия,- соответствующие физико-механическим характеристикам материала, из которого изготовлен диск анода, в частности целесообразно использовать в составе материала покрытия тугоплавкий металл, из которого изготовлен диск анода.

Известный материал для теплоизлучающего покрытия вращающихся анодов рентгеновских трубок предназначен для

1746426

15

55 использования на анодах, изготовленных из тугоплавкого металла, которые характеризуются большим весом и сравнительно малой теплоемкостью, что в ряде случаев не позволяет обеспечить требуемые конструктивные параметры рентгеновских трубок.

Высокой теплоемкостью при малом весе обладает вращающийся анод рентгеновской трубки, выполненный из графита.

Однако графитовый анод обладает очень высокой пористостью и характеризуется боьлшим газоотделением.

Устранение этих недостатков графитового анода обеспечивается путем покрытия графитового анода слоем пиролитического графита. Покрытие из пиролитического графита служит для получения гладкой поверхности, не имеющей пор, что исключает отделение частиц графита от основания и снижает его газоотделение, Однако технологический процесс изготовления анода с таким покрытием очень сложен и дорогостоящ, а поверхность этого анода не только не обладает газопоглощающими свойствами, но и является источником газоотделения вследствие наличия пиролитического графита.

Цель изобретения — упрощение технологии нанесения материала для теплоизлучающего покрытия вращающегося анода рентгеновской трубки при одновременном обеспечении газопоглощающих свойств поверхности вращающегося анода.

Материал для теплоизлучающего покрытия вращающегося анода рентгеновской трубки, включающий углерод,. представляет собой спеченную пористую композицию титана с углеродом при следующем количественном соотношении компонентов, мас.%,, Титан 80-99

Углерод 1 — 20

Применение материала, представляющего собой спеченную пористую композицию, обеспечивает за счет пористой структуры высокие газопоглощающие свойства покрытия и одновременно механическую прочность как самого покрытия, так и

его сцепления с графитовым диском.

Высокая механическая прочность покрытия из предлагаемого материала обусловлена взаимодействием при спекании порошков титана, имеющего дендритную структуру, и аморфного углерода, а высокая адгезия с подложкой, обеспечивается за счет сродства углерода, входящего в состав покрытия, с графитовой подложкой.

Технология нанесения покрытия из предлагаемого материала предельно проста и обеспечивает однородную структуру и равномерную толщину покрытия по всей поверхности анода.

Покрытие наносится в виде суспензии способом пульверизации. Затем покрытие спекается в нереакционноспособной среде.

Выполненное таким способом покрытие, также как и покрытие из пиролитического графита, замуровывает поры на поверхности графита, снижая таким образом его raзоотделение. С другой стороны, благодаря наличию в покрытии титана и, высокой пористости самого.покрытия, оно обладает хорошими газопоглощающими свойствами и высоким коэффициентом излучения, близким к коэффициенту излучения графита. Гаэопоглощающие свойства покрытия позволяют улучшить параметры рентгеновских трубок с вращающимися анодами за счет уменьшения в них давления, остаточных газов, а также в ряде случае упростить конструкцию рентгеновской трубки, снизить ее себестоимость и трудоемкость сборки и обработки за счет исключения необходимости применения в ней специального гаэопоглотителя, требующего специального монтажа и термообработки;

Кроме того, гаэопоглощающие свойства покрытия позволяют снизить себестоимость анода рентгеновской трубки, так как предлагаемое покрытие, поглощая газы, выделяемые материалом диска; обеспечивает возможность применения графита более низких сортов без ухудшения параметров рентгеновских трубок, При содержании в материале покрытия углерода в количестве менее 1 мас.%. необходимого для обеспечения допустимой тепературы анода, коэффициент черноты не обеспечивается. С другой стороны, увеличение в составе материала покрытия количества углерода свыше 20 мас.% приводит к снижению газопоглощающих свойств покрытия, .

Для изготовления покрытия. была изготовлена суспензия, представляющая собой смесь порошков титана и углерода в органической основной жидкости, например этиловом спирте. Гранулометрический состав порошков был представлен частицами с размерами меньше 45 мкм. Для приготовления суспензии на 100 г порошков использовалось 100 см этилового спирта и 200 — 300 з см связующего вещества, в частности расз твора коллоксилина в амилацетате.

Смесь помещают в шаровую мельницу, где производится размол порошков в течение 6 ч с одновременным получением однородного состава суспензии.

Полученная суспензия наносится на поверхность анода, противоположную рабо1746426

Составитель В.Простанова

Редактор Л.Алексеенко Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Н.Король

Заказ 2398 Тираж, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета.по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент"; г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 чей поверхности, после чего анод помещают в вакуумный объем, в котором происходит формирование покрытия предлагаемого состава в процессе его спекания при температуре 1150 С в течение 15 мин.

Изобретение было опробовано в рентгеновских трубках с вращающимися анодами. Из графита марки АРВ-1 изготавливают тело вращения диаметром 58 мм. Рабочую поверхность анода покрывают слоем тугоплавкого металла (сплавом W-Re).

Вес такогб анода, изготовленного из вольфрама, 600 r, Вес анода, изготовленного в соответствии с изобретением, 150 г.

Покрытие испытывалось на сорбционные свойства в вакууме методом постоянного объема.

Предлагаемое техническое решение целесообразно использовать при изготовлении вращающихся анодов рентгеновских трубок, так как оно позволяет улучшить ус.ловия откачки трубок за счет снижения газоотделен ия анодов, поскольку происходит замуровывание газов внутри пор частицами покрытия; улучшить вакуумные условия трубок в процессе эксплуатации; обеспечить применение покрытия, не снижая коэффициента излучейия анода, так как величины коэффициентов излучения анода и покрытия близки; обеспечить высокую механиче5 скую прочность покрытия, повысить допустимую рабочую температуру анода без снижения эксплуатационных характеристик трубок; снизить себестоимость анода за счет использования низких сортов графи10 та; повысить долговечность трубок за счет использования анода меньшей массы; увеличить мощность рентгеновских трубок за счет высокой теплоемкости анода, 15 Формула изобретения

Материал для теплоизлучающего покрытия вращающегося анода рентгеновской трубки, включаюц ийуглерод,отл ича ющий ся тем, что, с целью упрощения технологии его изготовле20. ния при одновременном обеспечении газопоглощающих свойств, материал представляет собой спеченную пористую композицию титана с углеродом при следующем количественном соотношении компонентов, мас.%:

25 Титан 80 — 99

Углерод 1 — 20