一种高通量X射线源制造技术

本发明专利技术涉及一种高通量X射线源。所述装置包括：由上向下依次设置的电子束流发射装置、电子聚焦环和复合阳极；所述复合阳极由上到下依次包括阳极靶材、金刚石片和基底；所述电子束流发射装置发射的电子束经过所述电子聚焦环到达所述复合阳极的阳极靶材。本发明专利技术能够对电子束产生的高热量进行快速散热防止热堆积造成阳极产生高温熔融现象。造成阳极产生高温熔融现象。造成阳极产生高温熔融现象。

【技术实现步骤摘要】
一种高通量X射线源


[0001]本专利技术涉及X射线源
，特别是涉及一种高通量X射线源。

技术介绍

[0002]根据目前X射线源工作原理可知，高能电子轰击阳极的作用过程复杂，其中激发产生X射线的转换效率很低(约1％)，而大部分转换为热能。为了间接提高发射X射线的通量，需要增加X射线源阴极发射电子的个数，提高阳极的热学性能。首先，由于增加电子的个数表示阳极单位面积内接收到的电子束密度增大，因此X射线源阴极的电子束密度增大即为管电流的增大；其次，由于X射线源的焦点尺寸有限，高密度电子束产生的热量很高，且被集中在焦点区域内，因此这对阳极的热学性能要求很高，包括材料的热容和导热系数等。
[0003]以现有技术生产的X射线源的管电流一般约为1～5mA，部分进口高通量源的管电流约为30～50mA。可以看出，较大的管电流能够有效增加出射X射线通量，减小检测曝光时间，提高检测效率，但根据目前X射线阴极的发射模式无法进一步提高出射X射线发射通量，即便管电流被提高，目前常用阳极也无法直接承受高热流密度的热量，导致阳极出现融毁现象。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种高通量X射线源，能够对电子束产生的高热量进行快速散热防止热堆积造成阳极产生高温熔融现象。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种高通量X射线源，包括：由上向下依次设置的电子束流发射装置、电子聚焦环和复合阳极；所述复合阳极由上到下依次包括阳极靶材、金刚石片和基底；所述电子束流发射装置发射的电子束经过所述电子聚焦环到达所述复合阳极的阳极靶材。
[0007]可选的，所述电子束流发射装置包括：由上向下依次设置的阴极结构和电子束倍增结构，所述阴极结构发射的电子束经过所述电子束倍增结构。
[0008]可选的，所述阴极结构包括：阴极罩、阴极、第一固定电极和第二固定电极；所述阴极设置在所述阴极罩内部，所述第一固定电极穿过所述阴极罩与所述阴极连接；所述第二固定电极与所述阴极罩连接。
[0009]可选的，所述阴极结构还包括：固定在所述阴极罩上的陶瓷底座，所述第一固定电极穿过所述陶瓷底座与所述阴极连接。
[0010]可选的，所述电子束倍增结构包括：第三固定电极、第四固定电极和由上向下依次设置的：第一电极环、微通道板和第二电极环；所述第一电极环与所述第三固定电极连接，所述第四固定电极和所述第二电极环连接，所述阴极结构发射的电子束依次经过所述第一电极环的内环、所述微通道板和所述第二电极环的内环。
[0011]可选的，所述电子束倍增结构还包括：绝缘压片环和微通道板固定套；所述第二电极环设置在所述绝缘压片环上，所述第一电极环、所述微通道板、所述第二电极环和所述绝
缘压片环均固定设置在所述微通道板固定套内。
[0012]可选的，所述复合阳极还包括：焊料，所述焊料设置在所述金刚石片与所述基底的连接处，所述焊料用于将所述金刚石片与所述基底连接。
[0013]可选的，所述基底的上表面设置凹槽，所述金刚石片设置在所述凹槽内。
[0014]可选的，所述阳极靶材的材质为金属钨。
[0015]可选的，所述微通道板固定套为没有底面的空心圆柱；所述微通道板固定套的顶面为圆环形结构，所述阴极结构发射的电子束依次经过所述顶面的内环、所述第一电极环的内环、所述微通道板、所述第二电极环的内环和所述绝缘压片环的内环。
[0016]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术的高通量X射线源，包括：由上向下依次设置的电子束流发射装置、电子聚焦环和复合阳极；所述复合阳极由上到下依次包括阳极靶材、金刚石片和基底；所述电子束流发射装置发射的电子束经过所述电子聚焦环到达所述复合阳极的阳极靶材，通过采用复合阳极，利用金刚石的轴向传热速率快特性，在材料间的轴向产生快速热传导，径向起到对热流的扩展，降低了单位面积内的热流密度，从而提高X射线源阳极的散热能力。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术实施例提供的高通量X射线源的侧视剖面图；
[0019]图2为本专利技术实施例提供的电子束流发射装置的侧视剖面图；
[0020]图3为本专利技术实施例提供的阴极结构的正视图；
[0021]图4为本专利技术实施例提供的阴极结构的仰视图；
[0022]图5为本专利技术实施例提供的电子束倍增结构的仰视图；
[0023]图6为本专利技术实施例提供的电子束倍增结构的侧视剖面图；
[0024]图7为本专利技术实施例提供的复合阳极的局部放大图；
[0025]图8本专利技术实施例提供的高通量X射线源的大体结构示意图。
[0026]符号说明：
[0027]I
‑
高通量X射线源、II
‑
电子束流发射装置、1
‑
石英外壳、2
‑1‑
第一固定电极、2
‑2‑
第二固定电极、2
‑3‑
第三固定电极、2
‑4‑
第四固定电极、3
‑
电子聚焦环、4
‑
复合阳极、5
‑
高压连接孔、6
‑
阴极结构、7
‑
电子束倍增结构、8
‑
阴极罩、9
‑
陶瓷底座、10
‑
阴极、11
‑
微通道板固定套、12
‑
绝缘压片环、12
‑1‑
凹点、13
‑1‑
第一电极环、13
‑2‑
第二电极环、14
‑
微通道板、15
‑
阳极靶材、16
‑
金刚石片、17
‑
焊料、18
‑
铜柱。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0030]如图1和图8所示，本专利技术实施例提供了高通量X射线源I，包括：由上向下依次设置的电子束流发射装置II、电子聚焦环3和复合阳极4；如图7所示，所述复合阳极4由上到下依次包括阳极靶材15、金刚石片16和基底；所述电子束流发射装置II发射的电子束经过所述电子聚焦环3到达所述复合阳极4的阳极靶材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高通量X射线源，其特征在于，包括：由上向下依次设置的电子束流发射装置、电子聚焦环和复合阳极；所述复合阳极由上到下依次包括阳极靶材、金刚石片和基底；所述电子束流发射装置发射的电子束经过所述电子聚焦环到达所述复合阳极的阳极靶材。2.根据权利要求1所述的一种高通量X射线源，其特征在于，所述电子束流发射装置包括：由上向下依次设置的阴极结构和电子束倍增结构，所述阴极结构发射的电子束经过所述电子束倍增结构。3.根据权利要求2所述的一种高通量X射线源，其特征在于，所述阴极结构包括：阴极罩、阴极、第一固定电极和第二固定电极；所述阴极设置在所述阴极罩内部，所述第一固定电极穿过所述阴极罩与所述阴极连接；所述第二固定电极与所述阴极罩连接。4.根据权利要求3所述的一种高通量X射线源，其特征在于，所述阴极结构还包括：固定在所述阴极罩上的陶瓷底座，所述第一固定电极穿过所述陶瓷底座与所述阴极连接。5.根据权利要求2所述的一种高通量X射线源，其特征在于，所述电子束倍增结构包括：第三固定电极、第四固定电极和由上向下依次设置的：第一电极环、微通道板和第二电极环；所述第一电极环与所述第三固定电极连接，所述第四固定电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘艳阳，李野，李鑫伟，秦旭磊，王瑜，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：