DE1458475B2

DE1458475B2 - Verwendung einer wolframlegierung fuer die dreh- bzw.stehanode einer roentgenroehre

Info

Publication number: DE1458475B2
Application number: DE1964S0089704
Authority: DE
Inventors: Adolf Dipl Phys 8520 Erlangen Elsas
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1964-02-26
Filing date: 1964-02-26
Publication date: 1972-06-22
Also published as: GB1099655A; FR1427320A; AT251715B; US3397338A; CH465724A; DE1458475A1

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Wolframlegierungen für die Dreh- bzw. Stehanode von Röntgenröhren, wie sie hauptsächlich in der Röntgendiagnostik verwendet werden. Bei diesen Röhren ist man bestrebt, einen möglichst kleinen und trotzdem hoch belastbaren Brennfleck zu erhalten. Von der Kleinheit des Brennflecks und der Belastung hängt nämlich die Zeichenschärfe des Bildes ab.

Im Verlauf der Benutzung von Röntgenröhren wird die Anode durch die Beaufschlagung mit Elektronen stark beansprucht. Eine Folge dieser Beanspruchung ist eine mit der Zeit zunehmende Verminderung der Intensität der Röntgenstrahlen, die bei gleichartiger Beaufschlagung der Brennflecke mit Elektronen erzielt werden kann. Man ist daher dazu übergegangen, wenigstens die Auf trefffläche der Elektronen auf der Anode mit Rhenium zu belegen. Dieses Metall ist aber sehr teuer, so daß seine Verwendung in ausreichender Menge wegen zu hoher Kosten ausscheidet. Man hat daher versucht, das Rhenium als Legierung mit Wolfram anzuwenden, und ist dabei zu Legierungen gekommen, die wenigstens 5 bis 15% Rhenium enthalten. Da auch diese Legierungen noch relativ teuer sind, wendet man sie als Schichten an, welche die von Elektronen beaufschlagte Oberfläche der Anode bilden. Neben der dabei immer noch auftretenden hohen Kosten ist es nachteilig, daß Schichten schwerschmelzbarer Metalle miteinander verbunden werden müssen. Um zu einwandfrei miteinander verbundenen Schichtungen zu kommen, benötigt man nämlich besondere Apparatüren und Maschinen, die eine Verteuerung der Anodenherstellung bedingen.

Erfindungsgemäß werden die obengenannten Nachteile und Schwierigkeiten durch die Verwendung einer Wolframlegierung beseitigt, die aus 0,1 bis 10 %, besonders 1 bis 3 % Osmium und gegebenenfalls 1 bis 10% Rhenium, Rest Wolfram, besteht und als Werkstoff dient für die dem Elektronenaufprall ausgesetzte Oberflächenschicht einer aus einem schwerschmelzbaren Metall, besonders Wolfram, Molybdän oder einer Legierung dieser beiden Metalle, bestehenden Dreh- bzw. Stehanode einer Röntgenröhre.

Es ist zwar schon bekannt, Osmium-Wolfram-Legierungen mit 0,1 bis 2,5 % Osmium für elektrische Kontakte zu verwenden, um schädliche Einwirkungen der Atmosphäre beim Schaltvorgang zu vermeiden. Bei Röntgenröhren ist die Anode aber in einem Vakuumkolben angeordnet, so daß aus den bei der bekannten Verwendungsart hervorgehobenen Eigenschaften die nach der Erfindung mit derartigen Legierungen erreichbaren Verbesserungen von Röntgenröhren nicht erkennbar sind.

Für Röntgenröhrenanoden wurden auch schon Molybdän-Osmium-Legierungen mit 0,01 bis 1 % Osmium angegeben. Diese Legierungen konnten sich aber nicht durchsetzen, weil ihre Schmelzpunkte zu niedrig und ihre Dampfdrücke zu hoch liegen. Aus ihren vorbeschriebenen Eigenschaften sind andererseits die erfindungsgemäß mit Wolfram-Osmium-Legierungen in Röntgenröhren erzielbaren Vorteile nicht absehbar.

Die vorteilhafte Wirkung der Erfindung beruht auf der überraschenden, durch Versuche gewonnenen Erkenntnis, daß geringe Mengen Osmium als Zusätze zu Wolfram eine starke Erhöhung der Lebensdauer der Röhren bewirken.

Schon 1 % Osmium wirkt etwa wie ein Zusatz von 5 bis 10 % Rhenium. So zeigt z. B. eine Röhre, deren Anode eine Elektronenauftrefffläche besitzt, die mit einer Wolfram-Osmium-Legierung belegt ist, deren Osmiumgehalt 1 % beträgt, nach 10 000 Belastungen erst einen Abfall der Strahlenausbeute von 9 bis 10%. Dieser geringe Abfall der Strahlenausbeute wird ansonsten nur bei einer Anode erzielt, deren Oberfläche wenigstens 10 % Rhenium enthält.

Auch bei der gleichzeitigen Verwendung eines Zusatzes von Osmium und Rhenium zu Wolfram ist die Benutzung von Osmium vorteilhaft, denn auch dann kann ein Zusatz von 1 % Osmium schon die Wirkung von 5 bis 10% Rhenium ersetzen. Die Zusätze können 1 bis 10% Rhenium und 0,1 bis 10% Osmium betragen. Auch hierbei ist, wie bei dem obigen Beispiel, eine Verbilligung der Röhre zu erzielen, weil eine wesentliche Menge der teueren Rheniumbeimengung durch eine kleine Menge Osmium ersetzt ist.

Es ist auch vorteilhaft, daß wegen der geringeren Menge des benötigten Osmium-Zusatzes und der dadurch bedingten Verbilligung des Werkstoffs die ganze Drehanode aus der Legierung hergestellt werden kann. Dabei ist aber die Verteuerung gegenüber einer Röhre mit einer reinen Wolframanode im Vergleich zu derjenigen, bei welcher nur Rhenium verwendet wird, gering. Es wird aber die Notwendigkeit der Anbringung einer Verbundschicht umgangen.

Auch bei Verwendung der erfindungsgemäßen Osmiumzusätze in einer sogenannten Verbundanode wird von dem Vorteil der Verbilligung in weitestgehendem Maße Gebrauch gemacht. Bei dieser Anwendung einer Oberflächenschicht wird nämlich noch weniger teueres Zusatzmaterial benötigt als bei bekannten Röhren.

In der Figur ist eine Drehanoden-Röntgenröhre 1 in einem perspektivischen Schaubild mit aufgebrochenem Kolben und aufgebrochener Drehanode dargestellt. Der gläserne Kolben 2 umschließt die am einen Kolbenende angebrachte Kathode 3 mit den Anschlußleitungen 3 α und die am anderen Ende liegende Drehanode 4. Sowohl der Kolben 2 als auch die Kathode 3 und die Drehanode 4, welche aus dem

Rotor 5 und dem Teller 6 besteht, sind in an sich bekannter Weise aufgebaut und gelagert. Der Teller 6 besitzt einen Tragkörper 7, der aus einer Wolfram-Molybdän-Legierung besteht, die neben unvermeidlichen Verunreinigungen aus 5 Vo Wolfram und 95 %> Moybdän besteht. Die gegenüber der Tellerachse 8 verschieden stark geneigten Elektronenaufprallflächen 9 und 10 sind mit einer 1 mm dicken Schicht 11 aus einer 1 % Osmium enthaltenden Wolframlegierung belegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung einer Wolframlegierung, bestehend aus 0,1 bis 10%, besonders 1 bis 3% Osmium und gegebenenfalls 1 bis 10 °/o Rhenium, Rest Wolfram, als Werkstoff für die dem Elektronenaufprall ausgesetzte Oberflächenschicht einer aus einem schwerschmelzbaren Metall, besonders Wolfram, Molybdän oder einer Legierung dieser beiden Metalle, bestehenden Dreh- bzw. Stehanode einer Röntgenröhre.

2. Verwendung einer Legierung der im Anspruch 1 angegebenen Zusammensetzung, bestehend aus 1 °/o Osmium, Rest Wolfram, für den im Anspruch 1 angegebenen Zweck.

3. Verwendung einer Legierung der in einem der Ansprüche 1 oder 2 angegebenen Zusammensetzung als Werkstoff für die Herstellung der ganzen Drehanode einer Röntgenröhre.