旋转阳极以及用于生产旋转阳极的方法技术

本发明专利技术涉及一种旋转阳极(100)，包括：外部环状组合体(6)，其包括具有第一材料性质的第一碳材料以及基本上与所述外部环状组合体(6)的轮廓对齐的碳纤维，其中，所述外部环状组合体(6)被配置为机械地稳定所述旋转阳极(100)；中间环状组合体(5)，其包括具有与所述第一材料性质不同的第二材料性质的第二碳材料；内部盘状组合体(2)，其包括层状纤维结构以及具有与所述第一材料属性和所述第二材料属性不同的第三材料属性的第三碳材料，其中，所述内部盘状组合体(2)和所述中间环状组合体(5)被配置为提供在所述中间环状组合体(5)与所述内部盘状组合体(2)之间的热传导接合；以及接合组合体(3)，其包括金属或半金属材料，其中，所述接合组合体被耦合到所述中间环状组合体(5)和所述内部盘状组合体(2)。

Rotating anode and method for producing the same

The invention relates to a rotating anode (100), including: the external ring assembly (6), which comprises a first carbon material having a first material properties and basically with the outer ring (6) combination of carbon fiber, the profile alignment which, the outer ring assembly (6) configured the mechanical stability of the rotating anode (100); the middle ring assembly (5), including second with different material properties and properties of the first material of the second carbon materials; internal disc assembly (2), which includes a layered structure and a third carbon fiber material, and the first material second different properties and material properties of the third material properties including the inner disc assembly (2) and the intermediate ring assembly (5) configured to provide in the intermediate ring assembly (5) and the inner disc assembly (2). The heat conducting joint (3) comprises a metal or a semi metallic material, wherein the bonding assembly is coupled to the intermediate ring assembly (5) and the internal disc assembly (2).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于X射线管的分段式混合碳旋转阳极的领域。具体地，本专利技术涉及旋转阳极以及用于生产旋转阳极的方法。
技术介绍
在X射线管中的旋转阳极的阳极旋转频率以及能容忍的、非破坏性电子射束峰值功率水平受被作为阳极盘使用的-通常为钨的-金属的材料特性的限制。EP2188827B1描述了一种用于旋转阳极类型的高功率X射线管配置的阳极盘结构的混合设计。其中所描述的X射线管配置配备有阳极。所描述的设计原理通过允许阳极的极其快速的旋转从而提供了克服峰值功率的热限制的手段。还描述了配备有高峰值功率阳极的X射线系统。这样的高速旋转阳极盘能够被应用在X射线管中，用于材料检查或医学放射成像，用于X射线成像应用，需要所述X射线成像应用以实时采集移动对象的图像数据，诸如，例如在心脏CT的范围中，或者用于任何其他X射线成像应用。所描述的系统涉及被划分成与邻近阳极段相独立的阳极段的旋转阳极盘。
技术实现思路
可能存在对改善用于X射线管的旋转阳极的需求。这些需求通过本专利技术的独立权利要求的主题来满足。根据从属权利要求和下文的描述，本专利技术的其他示范性实施例是显而易见的。本专利技术的一个方面涉及一种旋转阳极，包括：外部环状组合体，其包括具有第一材料性质的第一碳材料以及与所述外部环状组合体的轮廓基本对齐的碳纤维，其中，所述外部环状组合体被配置为机械地稳定所述旋转阳极；中间环状组合体，其包括具有与所述第一材料性质不同的第二材料性质的第二碳材料；内部盘状组合体，其包括层状纤维结构以及具有与所述第一材料属性和所述第二材料属性不同的第三材料属性的第三碳材料，其中，所述内部盘状组合体和所述中间环状组合体被配置为提供在所述中间环状组合体与所述内部盘状组合体之间的热传导接合；以及接合组合体，其包括金属或半金属材料，其中，所述接合组合体被耦合到所述中间环状组合体和所述内部盘状组合体。换言之，所述外部环状组合体被配置为将所述中间环状组合体与所述内部盘状组合体相耦合，并且被配置为机械地稳定整个组件。本专利技术所使用的术语“机械地稳定”可以指代机械地将两个或更多个对象耦合或连接或固定在一起，得到对该结构的加强或强化。本专利技术所使用的术语“与外部环状组合体的轮廓基本对齐”可以定义与外部环状组合体的轮廓平行的方向或者相对于外部环状组合体的轮廓的切线方向，具有小于20°、或者小于10°或者小于2°的偏差。本专利技术有利地提供在所使用的碳材料的机械稳定性、重量与热传导性之间的折衷。本专利技术有利地使用石墨或纤维增强碳复合材料，或者任何种类的碳复合材料来克服大的、相对重的、昂贵的金属阳极的限制。本专利技术有利地改善对最大旋转频率并且对撞击在定位于阳极顶部上的焦斑轨迹的生成X射线的电子射束的最大电流密度强施加上限值的机械和热性质。为了增加旋转频率、电子射束(简写为e-射束)功率水平和密度、热承载力以及因此峰值X射线发射水平，主要解决了改进的冷却。本专利技术有利地提供了一种用于X射线管的分段式碳旋转阳极。本专利技术的另外的第二方面涉及一种X射线管，其包括：高压生成器、阴极以及根据本专利技术的第一方面或者根据本专利技术的第一方面的任意实施形式的旋转阳极。本专利技术的另外的第三方面涉及一种用于生产旋转阳极的方法，所述方法包括以下步骤：提供外部环状组合体，所述外部环状组合体包括具有第一材料性质的第一碳材料以及基本上与所述外部环状组合体的轮廓对齐的碳纤维，其中，所述外部环状组合体被配置为机械地稳定所述旋转阳极；提供中间环状组合体，所述中间环状组合体包括具有与所述第一材料性质不同的第二材料性质的第二碳材料；并且提供包括层状纤维结构的内部盘状组合体，并且内部盘状组合体包括层状纤维结构以及具有与所述第一材料属性和所述第二材料属性不同的第三材料属性的第三碳材料，其中，所述内部盘状组合体和所述中间环状组合体被配置为提供在所述中间环状组合体与所述内部盘状组合体之间的热传导接合；并且提供接合组合体，其包括金属或半金属材料，其中，所述接合组合体被耦合到所述中间环状组合体和所述内部盘状组合体。根据本专利技术的示范性实施例，所述中间环状组合体包括作为所述第二碳材料的石墨碳。这有利地允许根据其相应的需求和所考虑的任务来对所述外部环状组合体和所述内部盘状组合体的精确调节。根据本专利技术的示范性实施例，所述外部环状组合体和/或所述内部盘状组合体和/或中间盘状组合体基本上包括旋转对称。这有利地提供了，所述旋转阳极能够在旋转阳极设置中容易地实施，并且所述旋转阳极在围绕旋转轴旋转时不包括不平衡。如本专利技术所使用的术语“基本上包括旋转对称”可以定义，对象在特定量的旋转之后是基本上相同的，忽略在正常生产或制造精度(例如，+/-5％)之内的长度偏差。对象可以具有超过一个旋转对称；例如，如果不考虑反射或将其翻转。旋转对称的程度是形状必须被转动多少度以在不同侧面或顶点上看上去是相同的。根据本专利技术的示范性实施例，所述接合组合体包括作为金属或半金属的来自包括如下项的组的材料：钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、铝、硅、锆、铌、钼、钯、银、铟、锡、铂或金。上文这些列出的元素中的任意元素的浓度可以高于0.5％，其中，％是以重量给出的。这有利地允许提供在管制动期间和/或在管操作期间耐受非常高的温度(例如，高于1000℃的温度)的复合材料。根据本专利技术的示范性实施例，所述接合组合体包括来自包括如下项的组的混合物或合金作为金属或半金属材料：钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、铝、硅、锆、铌、钼、钯、银、铟、锡、铂或金。上文这些列出的元素中的任意元素的浓度可以高于0.5％，其中，％是以重量给出的。根据本专利技术的示范性实施例，所述接合组合体包括高于1000℃的熔融或液化温度。这有利地允许改善所述旋转阳极的热鲁棒性。根据本专利技术的示范性实施例，所述外部环状组合体被配置为限制所述旋转阳极的热膨胀或者被配置为限制离心力或者被配置为限制其他机械力。这有利地允许改善所述旋转阳极的热鲁棒性。根据本专利技术的示范性实施例，所述中间环状组合体包括在所述中间环状组合体的横向侧面上的金属涂层。这提供了将所述旋转阳极的内部盘状组合体与所述中间环状组合体进行耦合和连接的改善的方式。根据本专利技术的示范性实施例，所述中间环状组合体被配置为将热从所述中间环状组合体传输到所述旋转阳极的表面。这有利地允许改善所述旋转阳极的热鲁棒性，因为通过热扩散的冷却由于到所述旋转阳极的表面部分的改善的热传输而被改善。根据本专利技术的示范性实施例，所述内部盘状组合体包括作为所述层状纤维结构的纺织层状结构，其具有纤维取向的第一优选方向和纤维取向的第二优选方向。这有利地允许改善所述旋转阳极的机械稳定性和热传导性。根据本专利技术的示范性实施例，第一类型的纤维被沿着所述第一优选方向对齐，并且第二类型的纤维被沿着所述第二优选方向被对齐。根据本专利技术的示范性实施例，所述第一类型的纤维被配置为机械地稳定所述内部盘状组合体，并且所述第二类型的纤维被配置为提供热传导性。根据本专利技术的示范性实施例，所述外部环状组合体被配置为限制所述内部盘状组合体和所述中间组合体的热膨胀。附图说明通过参考如下示意性附图(其是未按比例绘制的)，将更为清楚地理解本专利技术的更为完整的意识以及其伴随的优点，在附图中：图1示出了根据本专利技术的示范性实施例的旋转阳极的示意图；图2示出了根据本专利技术的示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转阳极(100)，包括：‑外部环状组合体(6)，其包括具有第一材料性质的第一碳材料以及与所述外部环状组合体(6)的轮廓基本对齐的碳纤维，其中，所述外部环状组合体(6)被配置为机械地稳定所述旋转阳极(100)；‑中间环状组合体(5)，其包括具有与所述第一材料性质不同的第二材料性质的第二碳材料；‑内部盘状组合体(2)，其包括层状纤维结构以及具有与所述第一材料性质和所述第二材料性质不同的第三材料性质的第三碳材料，其中，所述内部盘状组合体(2)和所述中间环状组合体(5)被配置为提供在所述中间环状组合体(5)与所述内部盘状组合体(2)之间的热传导接合；以及‑接合组合体(3)，其包括金属或半金属材料，其中，所述接合组合体被耦合到所述中间环状组合体(5)与所述内部盘状组合体(2)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.12 EP 14180664.61.一种旋转阳极(100)，包括：-外部环状组合体(6)，其包括具有第一材料性质的第一碳材料以及与所述外部环状组合体(6)的轮廓基本对齐的碳纤维，其中，所述外部环状组合体(6)被配置为机械地稳定所述旋转阳极(100)；-中间环状组合体(5)，其包括具有与所述第一材料性质不同的第二材料性质的第二碳材料；-内部盘状组合体(2)，其包括层状纤维结构以及具有与所述第一材料性质和所述第二材料性质不同的第三材料性质的第三碳材料，其中，所述内部盘状组合体(2)和所述中间环状组合体(5)被配置为提供在所述中间环状组合体(5)与所述内部盘状组合体(2)之间的热传导接合；以及-接合组合体(3)，其包括金属或半金属材料，其中，所述接合组合体被耦合到所述中间环状组合体(5)与所述内部盘状组合体(2)。2.根据权利要求1所述的旋转阳极，其中，所述中间环状组合体(5)包括作为所述第二碳材料的石墨碳。3.根据权利要求1或2所述的旋转阳极，其中，所述接合组合体(3)包括作为所述金属或半金属材料的来自包括以下项的组的材料：钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、铝、硅、锆、铌、钼、钯、银、铟、锡、铂或金。4.根据前述权利要求1至3中的一项所述的旋转阳极，其中，所述接合组合体(3)包括作为所述金属或半金属材料的来自包括以下项的组的混合物或合金：钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、铝、硅、锆、铌、钼、钯、银、铟、锡、铂或金。5.根据前述权利要求1至3中的一项所述的旋转阳极，其中，所述接合组合体(3)包括高于1000℃的熔融或液化温度。6.根据前述权利要求1至5中的一项所述的旋转阳极，其中，所述内部盘状组合体(2)和所述中间环状组合体(5)被配置为经由所述内部盘状组合体(2)将来自所述中间环状组合体(5)的热传输到所述内部盘状组合体(2)的内部轮廓(2a)。7.根据前述权利要求1至6中的一项所述的旋转阳极，其中，所述外部环状组合体(6)被配置为限制所述旋转阳极的热膨胀或者被配置为限制离心力或者被配置为限制其他机...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·K·巴赫曼，H·J·迈斯，G·福格特米尔，C·T·维尔特，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL