通过建立诸如碳加强的碳复合材料之类的碳衬底或者其它陶瓷衬底（50）来形成阳极（30）。在陶瓷衬底上电镀可延展耐熔金属，以便至少在焦点轨迹部分（36）上形成耐熔金属碳化物层（52）以及可延展耐熔金属层（54）。在可延展耐熔金属层上真空等离子体喷涂高-Z耐熔金属，以便至少在所述焦点轨迹部分上形成真空等离子体喷涂的高-Z耐熔金属层（56）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有耐熔中间层和VPS焦点轨迹的阳极盘元件
本申请涉及放射线照相技术。放射线照相技术在旋转阳极x-射线管方面有具体的应用，并且将具体参考所述旋转阳极x-射线管来描述所述放射线照相技术。
技术介绍
旋转阳极x-射线管包括盘状的耐熔金属靶，所述耐熔金属靶的属性包括高的温度、高的强度、好的热导率以及好的热容。x-射线设备中的旋转阳极受到来自阳极旋转、以及在CT扫描仪中来自机架旋转的大的机械应力。此外，阳极因为由x-射线产生过程带来的热机械应力而被施加应力。通过用电子轰击阳极的焦点轨迹（focaltrack）来产生X-射线，所述轰击将焦点加热至发射x-射线的充分高的温度。施加至焦点和阳极表面的大部分能量被转换为应当管理的热量。由于电子轰击而导致的对焦点的局部加热是靶角度、焦点轨迹直径、焦点大小、旋转频率、施加的功率以及金属属性（例如热导率、密度和比热）的函数。焦点温度和热机械应力通过控制上文讨论的变量来管理。X-射线管标准受修改这些源自材料属性限制的变量的能力的限制。耐熔金属阳极盘x-射线管受衬底材料的机械属性以及所述材料从邻接焦点的局部体积中去除热量的能力的限制。已经提出用碳纤维加强的碳（CFC）复合材料旋转阳极来代替耐熔金属衬底。CFC阳极提供了定制矩阵以最大化衬底材料的机械强度的机会。然而，仍存在从焦点和焦点轨迹中去除局部的热量的能力的问题。例如，已经提出了使用钽（Ta）的化学气相沉积（CVD）在CFC复合材料衬底上产生碳化钽（TaC）层，随后进行钨（W）或钨-铼（W-Re）的CVD以形成焦点轨迹。该过程不仅仅昂贵，它也有可靠性问题。化学气相沉积形成类似于草叶的柱状冶金结构。当这样的结构开始破裂或断裂，裂缝容易蔓延穿过柱状结构至碳衬底，从而破坏x-射线管。本申请描述了一种电解镀覆和真空等离子体喷涂的组合以产生克服了所提及的问题以及其它的问题的CFC衬底阳极。
技术实现思路
根据一个方面，阳极包括碳或陶瓷衬底。耐熔金属碳化物层至少覆盖所述衬底的焦点轨迹部分。可延展耐熔金属层至少在所述焦点轨迹部分上覆盖所述碳化物层。真空喷涂的高-Z耐熔金属层至少在所述焦点轨迹部分上覆盖所述可延展耐熔金属层。根据另一个方面，提供了一种x-射线管，其包括：真空封套；在前述段落中描述的阳极；用于使所述阳极旋转的电机；以及阴极。根据另一个方面，提供了一种成像装置，其包括：机架；在前述段落中描述的x-射线管；以及辐射检测器，所述辐射检测器安装到所述机架上且隔着检验区域（20）位于所述x-射线管（14）对面。根据另一个方面，提供了一种制造上文讨论的阳极的方法。建立所述碳或陶瓷衬底，并且至少在所述焦点轨迹部分上用可延展耐熔金属对其进行电镀以形成所述碳化物层以及所述可延展金属层。用高-Z金属对至少所述焦点轨迹部分进行真空等离子体喷涂，以形成真空等离子体喷涂的高-Z耐熔金属层。根据另一个方面，提供了一种使用上文讨论的阳极的方法。使所述阳极旋转，并且用阴极发射电子。在所述阴极与阳极之间施加DC电势以使所述电子加速，从而撞击所述阳极并产生x-射线。一个优点在于焦点轨迹的优越的冶金成分。另一个优点在于它的成本效益。另一个优点在于具有高的温度、高的强度、好的热导率以及好的热容的属性的重量轻的阳极。本领域技术人员在阅读并理解下文的详细描述后将领会本专利技术的进一步的优点。附图说明本专利技术可以以各种部件和部件的布置、并且以各种步骤和步骤的布置来实现。附图仅仅是为了示出优选的实施例的目的，不应解释为限制本专利技术。图1是医学诊断成像系统的图解示图；图2是图1的旋转阳极的详细的截面图；图3是示出图2的阳极的制造过程的流程图。具体实施方式参考图1，诊断成像系统10包括机架12，所述机架12承载x-射线或伽马射线管14以及x-射线或伽马射线检测器16。患者支撑台18可设置在检验区域20中，所述检验区域20设置在x-射线或伽马射线管14与所述检测器16之间。在一个实施例中，医学诊断成像系统包括CT扫描仪，在所述CT扫描仪中，机架12与所述管14和检测器16一起围绕检验区域20旋转。在另一个实施例中，机架12是C形臂组件，其可选择地能够围绕放置在对象支撑台上的对象进行定位和旋转。在另一个实施例中，所述管和检测器是牙科x-射线系统的一部分。包括检查系统的其它的实施例也是可以预期的。处理器22接收来自检测器16的电子数据，并且处理所述电子数据，例如，将所述数据重新构建为诊断图像，重新构建为用于在监视器24上显示的合适的格式。控制器26由临床医生操作以选择所述管、检测器以及处理器的操作参数，并且控制诊断图像的产生。x-射线或伽马射线管14包括通过轴安装到电机32上的旋转阳极30，所述电机32可以使所述阳极高速旋转。诸如加热的灯丝之类的阴极34发射由高电势（未示出电势源）加速的电子束流，以使其撞击到阳极的焦点轨迹36上并发射x-或伽马射线的束流。所述阳极和阴极设置在真空套管40内。参考图2，阳极30包括重量轻的衬底50，例如碳纤维加强的碳复合材料、碳复合材料、石墨陶瓷矩阵等。由IVB、VB或VIB耐熔金属形成的耐熔金属碳化物层52至少覆盖衬底50的焦点轨迹面。在一些实施例中，将整个衬底包封在碳化物层中。在示出的实施例中，碳化物层形成在衬底与电解镀覆的可延展耐熔层54之间的分界面处。可延展耐熔金属与碳反应直至碳由碳化物层遮蔽（例如约为碳化物分子的厚度），以避免接触可延展耐熔层。电解镀覆的可延展耐熔金属层54至少在焦点轨迹36上覆盖碳化物层。可延展耐熔层也是IVB、VB或VIB金属。典型的金属包括铌（Nb）、铼（Re）、钽（Ta）、铬（Cr）、锆（Zr）等。可延展层的厚度在0.13mm（0.005英寸）至0.50mm（0.02英寸）的范围内。在一个实施例中，可延展层的厚度为0.25mm（0.01英寸）。在一个实施例中，只有焦点轨迹36镀覆有可延展耐熔金属。在另一个实施例中，由于试图掩蔽所述衬底的其它区域的成本，整个阳极衬底都覆盖了可延展层。可选择地，可以在所述表面上镀覆多于一层的可延展耐熔金属，例如，可以在形成碳化物层之后改变金属。至少焦点轨迹36覆盖有诸如钨-铼合金之类的高-Z耐熔金属的真空等离子体喷涂（VPS）层56。诸如钨、钼等的其它高-Z耐熔金属也是可以预期的。高-Z耐熔层56具有0.50mm（0.2英寸）至2.03mm（0.08英寸）的厚度。更厚的层也是可以预期的，但是花费更多。更薄的层会更易碎且更容易破裂。参考图3，块60示出：制造阳极30的第一步骤是建立重量轻的衬底50，例如编织碳纤维衬底、碳纤维加强的碳复合材料、石墨、陶瓷或者其它重量轻的衬底。然后，可以通过（例如）压缩处理（块62）和热解碳浸渍处理（块64）来增加衬底密度。一旦完成基于碳的阳极衬底，则用高熔融温度金属对至少焦点轨迹进行电解镀覆（块66），以便在后来的真空等离子体喷涂步骤期间保护衬底50，所述高熔融温度金属例如是诸如铌、钽、铬、锆等的IVB、VB或VIB族金属。铌是有利的，因为它便于电镀。钽也可以是有利的。为了避免掩模的成本，可以对整个衬底50进行电解镀覆。用高熔融温度金属进行电解镀覆可以包括例如在氟化铌（NbF5）、碱金属氟化物混合物（NaF+KF）以及碱土氟化物（CaF2）的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.16 US 61/423,6901.一种阳极(30)，包括：碳或陶瓷衬底(50)；电解镀覆的耐熔金属碳化物层(52)，至少覆盖所述衬底的焦点轨迹部分(36)；电解镀覆的可延展耐熔金属层(54)，至少在所述焦点轨迹部分上覆盖所述耐熔金属碳化物层(52)；以及真空等离子体喷涂的高-Z耐熔金属层(56)，至少在所述焦点轨迹部分上覆盖所述可延展耐熔金属层(54)。2.根据权利要求1所述的阳极，其中，所述真空等离子体喷涂的高-Z耐熔层是钨-铼合金。3.根据权利要求1-2中的任意一项所述的阳极，其中，所述可延展耐熔金属层(54)包括铌，并且所述碳化物层(52)包括碳化铌。4.一种x-射线管(14)，包括：真空封套(40)；根据权利要求1-3中的任意一项所述的阳极；用于使所述阳极旋转的电机(32)；以及阴极(34)。5.一种成像装置，包括：机架(12)；根据权利要求4所述的x-射线管(14)，安装到所述机架上；以及辐射检测器(16)，安装到所述机架上，并且隔着检验区域(20)设置在所述x-射线管(14)对面。6.根据权利要求5所述的成像装置，进一步包括：处理器，与所述辐射检测器(16)连接以将来自所述辐射检测器(16)的信号处理为图像表示；以及显示设备(24)，在所述显示设备(24)上显示所述图像表示。7.一种制造根据权利要求1-3中的任意一项所述的阳极(30)的方法，所述方法包括：构建(60)所述碳或陶瓷衬底(50)；至少在所述焦点...
【专利技术属性】
技术研发人员：K·C·克拉夫特，MW·P·徐，M·何，G·J·卡尔森，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：
国别省市：
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