[发明专利]具有耐熔中间层和VPS焦点轨迹的阳极盘元件

说明书

技术领域

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。

背景技术

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（focal track）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。

发明内容

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发明的进一步的优点。

附图说明

本发明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，不应解释为限制本发明。

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。