具有屏蔽耗散电子结构的阳极组件、X射线管及制造方法技术

本发明专利技术提供一种具有屏蔽耗散电子结构的阳极组件、X射线管及制造方法，包括：阳极柄；阳极套，阳极套包括具有内腔的屏蔽套体，屏蔽套体上设有允许电子束射入至射线形成腔的电子射入孔和允许X射线射出的射线射出窗；产生X射线的阳极靶，阳极靶设于所述安装端上并且位于射线形成腔内；电子耗散层，电子耗散层设于射线形成腔的腔壁，电子耗散层用于耗散偏离于电子束的被排斥电子和/或因阳极靶被电子束轰击而产生的靶面外溢电子。本发明专利技术能够消除被排斥电子和/或靶面外溢电子在射线形成腔内的多次反弹现象，进而减少因多次反弹导致的杂散X射线的产生，提高X射线的成像质量以及提高X射线管的使用寿命，此外还能减少对人的辐射。此外还能减少对人的辐射。此外还能减少对人的辐射。

【技术实现步骤摘要】
具有屏蔽耗散电子结构的阳极组件、X射线管及制造方法


[0001]本专利技术涉及X射线设备
，特别是涉及一种具有屏蔽耗散电子结构的阳极组件、X射线管及制造方法。

技术介绍

[0002]X射线管是一种带电子发射源的高压高真空电子器件，电子自阴极的电子发射体发射，被阴极和阳极之间几十或数百千伏的高压电场加速形成电子束，轰击在阳极靶上，产生X射线。X射线管通常包含带电子发射体的阴极、用于产生X射线和散热的阳极以及用于绝缘与真空封装的管壳。
[0003]阳极通常包括用于产生X射线和散热且包含阳极靶的阳极柄、带X射线出口的阳极套以及由铍或金刚石制成的窗口件。其中阳极套用于屏蔽电子束中被排斥的电子和被靶反弹的二次电子，以及屏蔽阳极靶产生的、不从阳极套出射窗口射出的无效X射线。
[0004]为了减少反弹出的二次电子对管壳的影响，现有专利（申请公布号：CN105261542A）公开了一种固定阳极型X 射线管，该现有专利对铜材料的屏蔽件的突出长度尺寸形成了规定。然而，固定阳极型X 射线管的屏蔽件对反散射电子的屏蔽作用相对有限，倘若屏蔽件的突出长度尺寸设计有误差，反散射电子极有可能会从阴极和阳极之间的空隙中泄漏出去，从而轰击管壳，导致X射线管发生打火等故障。
[0005]现有技术中阳极帽套内壁采用导电的低原子序数材料如铜等，利用其被无效X射线轰击产生二次光电子的数量较少的特点，且对电子较强的阻挡能力，对反弹二次电子进行控制。但反弹的二次电子仍然会轰击铜阳极套的内表面，并产生多次反弹，每次反弹轰击都会产生杂散X射线，与电子束作用于靶面产生的出射于阳极套窗口的X射线不同，这种不同方向的X射线称为杂散X射线，穿透窗口件后会影响成像质量。

技术实现思路

[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种具有屏蔽耗散电子结构的阳极组件、X射线管及制造方法，能够消除被排斥电子和/或靶面外溢电子在射线形成腔内的反弹现象，进而减少杂散X射线的产生，提高X射线的成像质量以及提高X射线管的使用寿命，此外还能减少对人的辐射。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种具有屏蔽耗散电子结构的阳极组件，包括：阳极柄，阳极柄沿自身长度方向的一端构成安装端；阳极套，阳极套包括具有内腔的屏蔽套体，屏蔽套体套设于安装端以使屏蔽套体的腔壁和安装端的外壁共同限定形成射线形成腔，屏蔽套体上设有允许电子束射入至射线形成腔的电子射入孔和允许X射线射出的射线射出窗；产生X射线的阳极靶，阳极靶设于所述安装端上并且位于射线形成腔内；具有半导体特性的电子耗散层，电子耗散层设于射线形成腔的腔壁，电子耗散层
用于捕获偏离于电子束的被排斥电子和/或因阳极靶被电子束轰击而产生的靶面外溢电子。
[0008]不同于现有利用导电的具有电子阻挡作用的低原子序数材料，本专利技术利用半导体材料具有电子耗散作用的特点，其原理是二次电子轰击到半导体材料表面时，被半导体材料的空穴捕获而耗散，消除被排斥电子和二次电子的多次反弹现象，从而减少因多次反弹而产生的杂散X射线。
[0009]优选地，所述电子耗散层由兼具有半导体属性、抗辐射属性以及低饱和蒸汽压属性的电子耗散材料制成。
[0010]优选地，所述电子耗散层由熔点不低于1000℃的电子耗散材料制成。
[0011]优选地，所述电子耗散层由表面电阻为106‑
10
12
欧姆的电子耗散材料制成。
[0012]优选地，所述电子耗散层为TiCr和TiMn中的一种或组合。优选地，所述电子耗散层的层厚为50
‑
800μm，层厚选择与X射线管的阴、阳极之间的高压大小有关。
[0013]优选地，所述电子耗散层的层厚为230
‑
280μm。
[0014]优选地，所述电子耗散层的表面电阻为10
10
‑
10
12
欧姆。
[0015]优选地，所述屏蔽套体的用于设置电子耗散层的腔壁上设有沟槽结构，沟槽结构用于加速耗散所述被排斥电子和靶面外溢电子。
[0016]本专利技术还提供一种X射线管，包括：真空壳；发射电子束的阴极组件，阴极组件的电子发射源设于真空壳内；所述具有屏蔽耗散电子结构的阳极组件，所述阳极柄的安装端设于真空壳内并且与电子发射源位置配合。
[0017]本专利技术还提供一种所述具有屏蔽耗散电子结构的阳极组件的制造方法，包括以下步骤：附着步骤：选取电子耗散层所对应的电子耗散材料，将电子耗散材料附着于屏蔽套体的腔壁和阳极柄的安装端，在射线形成腔的腔壁上形成电子耗散层；第一高温处理步骤：对已形成有电子耗散层的阳极套在真空中进行不小于600℃的高温处理，处理时间不少于3h；第二高温处理步骤：对已形成有阳极靶和电子耗散层的阳极柄在真空中进行不低于600℃的高温处理，处理时间不低于3h；阳极组件安装步骤：完成第一高温处理步骤的阳极套和完成第二高温处理步骤的阳极柄进行装配并且在真空中通过钎焊工艺相互固定。
[0018]优选地，在所述阳极组件安装步骤中，所述钎焊工艺采用银铜钎料，钎焊温度不低于800℃。
[0019]如上所述，本专利技术的具有屏蔽耗散电子结构的阳极组件、X射线管及制造方法，具有以下有益效果：上述阳极柄沿自身长度方向的一端构成安装端，这样可以供阳极组件的其他零部件安装固定。阳极套的屏蔽套体套设于安装端，如此设置，屏蔽套体的腔壁和安装端的外壁共同限定形成射线形成腔。阳极靶设于所述安装端上并且位于射线形成腔内，阳极靶可以吸收从电子射入孔射入的电子束的能量，从而产生X射线并且通过射线射出窗射出于阳极
套。本专利技术的具有屏蔽耗散电子结构的阳极组件的主要创新点在于具有半导体特性的电子耗散层，该电子耗散层设于射线形成腔的腔壁。当电子束经电子射入孔轰击阳极靶时，会产生偏离于电子束的被排斥电子和/或因阳极靶被电子束轰击而产生的靶面外溢电子，靶面外溢电子可以是背散射电子、二次电子及俄歇电子中的一种或组合。电子耗散层会捕获上述被排斥电子和靶面外溢电子，即能够抑制、耗散上述被排斥电子和/或靶面外溢电子，消除上述被排斥电子和/或靶面外溢电子在射线形成腔内的反弹现象，进而减少杂散X射线的产生，从而提高X射线的成像质量。因此，本专利技术的具有屏蔽耗散电子结构的阳极组件能够消除被排斥电子和/或靶面外溢电子在射线形成腔内的反弹现象，进而减少杂散X射线的产生，从而提高X射线的成像质量。
[0020]本专利技术所提供的制造方法，在X射线管制程或工作时，提高电子耗散层的成型质量，能够避免电子耗散层的损坏，从而有利于持续耗散电子的效果，从而提高X射线管的使用寿命，此外还能减少对人的辐射。
附图说明
[0021]图1显示为本专利技术的具有屏蔽耗散电子结构的阳极组件的剖视图。
[0022]图2显示为本专利技术的具有屏蔽耗散电子结构的阳极组件的制造方法的流程图。
[0023]元件标号说明
实施方式
[0024]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有屏蔽耗散电子结构的阳极组件，其特征在于，包括：阳极柄（1），阳极柄（1）沿自身长度方向的一端构成安装端（11）；阳极套（2），阳极套（2）包括具有内腔的屏蔽套体（21），屏蔽套体（21）套设于安装端（11）以使屏蔽套体（21）的腔壁和安装端（11）的外壁共同限定形成射线形成腔（22），屏蔽套体（21）上设有允许电子束射入至射线形成腔（22）的电子射入孔（23）和允许X射线射出的射线射出窗（24）；产生X射线的阳极靶（3），阳极靶（3）设于所述安装端（11）上并且位于射线形成腔（22）内；具有半导体特性的电子耗散层（4），电子耗散层（4）设于射线形成腔（22）的腔壁，电子耗散层（4）用于捕获偏离于电子束的被排斥电子和/或因阳极靶（3）被电子束轰击而产生的靶面外溢电子。2.根据权利要求1所述的具有屏蔽耗散电子结构的阳极组件，其特征在于：所述电子耗散层（4）由兼具有半导体属性、抗辐射属性以及低饱和蒸汽压属性的电子耗散材料制成。3.根据权利要求1所述的具有屏蔽耗散电子结构的阳极组件，其特征在于：所述电子耗散层（4）由熔点不低于1000℃的电子耗散材料制成。4.根据权利要求1所述的具有屏蔽耗散电子结构的阳极组件，其特征在于：所述电子耗散层（4）由表面电阻为106‑
10
12
欧姆的电子耗散材料制成。5.根据权利要求1所述的具有屏蔽耗散电子结构的阳极组件，其特征在于：所述电子耗散层（4）的材料为TiCr、TiMn中的一种或组合。6.根据权利要求1所述的具有屏蔽耗散电子结构的阳极组件，其特征在于：所述电子耗散层（4）的层厚为50
‑
800μm。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳恩会，曹昌伟，郭宗艳，
申请(专利权)人：上海超群检测科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：