一种X射线管用轻型旋转阳极靶盘的制作方法

本发明属于医疗设备，具体涉及一种x射线管用轻型旋转阳极靶盘。

背景技术：

1、x射线是电子在高压电场下加速轰击靶物体产生的，带负电荷的高速电子与靶原子核的正电场及核外的负电场发生作用，发生弹性碰撞和非弹性碰撞产生连续的x射线。目前，现有的阳极靶采用三层结构，铼钨合金层、钛锆钼合金层和石墨层，其中铼钨合金层作为靶面喷涂于钛锆钼合金层上，钛锆钼合金层与x射线管管芯的旋转轴连接，石墨层钎焊在钛锆钼合金层上，射线管上的阴极头释放电子束打在铼钨合金涂层上面发生韧致辐射，其中产生x射线的能量只有2%左右，剩余98%的能量转化成了热量，大部分热量通过热传导储存在石墨层中。现有阳极靶盘存在如下问题：

2、（1）钛锆钼（tzm）合金层成本较高，且钛锆钼（tzm）合金层通过钎焊与石墨连接，石墨脱落风险较高；

3、（2）铼钨合金层和石墨层之间有一层较厚的tzm合金，热量在铼钨合金层产生后先传导至tzm合金层，然后传导至石墨层，并在石墨层中储存起来，热量经过tzm合金层传导后，由于导热系数不同，导致传热效率低；

4、（3）石墨层和tzm合金层间只通过一层钎料钎焊在一起，当x射线管放线时，石墨层和tzm合金层都处于温度较高的状态，使得石墨从tzm合金上脱落的风险加剧。

技术实现思路

1、本发明是为了解决上述问题，提供一种x射线管用轻型旋转阳极靶盘。

2、本发明采用如下技术方案：一种x射线管用轻型旋转阳极靶盘，所述靶盘包括两层结构：基材以及覆盖在基材表面的铼钨合金层，所述基材为石墨层，所述铼钨合金层中按质量百分数计为：含铼5%~10%,含钨90%~95%，所述靶盘的中间设置有与管芯转轴相匹配的中间孔，所述石墨层通过固定结构与管芯转轴相连接。

3、进一步的，所述铼钨合金层采用磁控溅射沉积至石墨层表面，所述铼钨合金层的厚度为50-100μm。

4、进一步的，所述铼钨合金层采用包覆的方式连接在石墨层表面，所述铼钨合金层的厚度为0.5mm~1mm。

5、进一步的，所述固定结构包括垫片和螺母，所述垫片置于石墨层的正表面，所述螺母套设在管芯转轴上将石墨层、垫片与管芯转轴相固定。

6、x射线管用轻型旋转阳极靶盘的制备方法，包括如下步骤：

7、（1）以石墨为基底，以铼钨合金为靶材，将石墨置于磁控溅射喷涂设备的真空腔中；

8、（2）铼钨合金靶材加热至280-300℃，于氩气气氛下击发铼钨合金靶材使铼钨合金产生溅射粒子；

9、（3）溅射产生的钨原子和铼原子沉积至石墨层表面，形成50~100μm的铼钨合金层。

10、x射线管用轻型旋转阳极靶盘的制备方法，包括如下步骤：

11、（1）使用0.5mm~1mm厚度的铼钨合金薄板，将铼钨合金薄板切割成圆环状，石墨基材的上表面外侧边缘设置有凸台；

12、（2）经挤压变形，将铼钨合金薄板包裹在石墨的边缘处形成铼钨合金层。

13、本发明的优点具体如下：

14、（1）本发明中的阳极靶盘包括两层结构铼钨合金层和石墨层，没有中间层tzm合金层后降低了靶盘成本，同时降低了靶盘的质量，在使用过程的高速旋转的状态下，轻质的靶盘能够减小轴承的负荷，提高靶盘的使用寿命；

15、（2）本发明中的靶盘的铼钨合金通过沉积或者包覆的方式直接覆盖在石墨层上，与传统的靶盘相比减少了石墨层与tzm合金层采用钎焊的连接，降低了高温下由于石墨层与tzm合金层间焊缝的开裂造成的石墨层脱落的风险；

16、（3）本发明中铼钨合金层与石墨层中无tzm合金层及其他中间层传导，当高能电子束在阳极靶盘上时，热量能够快速传至石墨层并将热量储存至石墨中，提高了热传导的效率，能够最大限度的减少靶盘表面因热量不均导致的开裂现象，提高了靶盘使用寿命；

17、（4）本发明中靶盘通过固定结构将石墨层与旋转轴固定连接，减少了石墨层脱落的风险，石墨层与铼钨合金层结合紧密，在使用过程中无层裂，提高了靶盘的安全性。

技术特征：

1.一种x射线管用轻型旋转阳极靶盘，其特征在于：所述靶盘包括两层结构：基材以及覆盖在基材表面的铼钨合金层，所述基材为石墨层，所述铼钨合金层中按质量百分数计为：含铼5%~10%,含钨90%~95%，所述靶盘的中间设置有与管芯转轴相匹配的中间孔，所述石墨层通过固定结构与管芯转轴相连接。

2.根据权利要求1所述的x射线管用轻型旋转阳极靶盘，其特征在于：所述铼钨合金层采用磁控溅射沉积至石墨层表面，所述铼钨合金层的厚度为50-100μm。

3.根据权利要求1所述的x射线管用轻型旋转阳极靶盘，其特征在于：所述铼钨合金层采用包覆的方式连接在石墨层表面，所述铼钨合金层的厚度为0.5mm~1mm。

4.根据权利要求2或3所述的x射线管用轻型旋转阳极靶盘，其特征在于：所述固定结构包括垫片和螺母，所述垫片置于石墨层的正表面，所述螺母套设在管芯转轴上将石墨层、垫片与管芯转轴相固定。

5.根据权利要求2所述的x射线管用轻型旋转阳极靶盘的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

6.根据权利要求3所述的x射线管用轻型旋转阳极靶盘的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

技术总结本发明涉及一种X射线管用轻型旋转阳极靶盘，靶盘包括两层结构：基材以及覆盖在基材表面的铼钨合金层，基材为石墨层，靶盘的中间设置有与管芯转轴相匹配的中间孔，石墨层通过固定结构与管芯转轴相连接，铼钨合金层采用磁控溅射或包覆的方式设置在石墨层上。本发明中的阳极靶盘包括两层结构铼钨合金层和石墨层，减少了中间层TZM合金层，极大的降低了阳极靶盘的成本，同时减轻了靶盘的质量，在高速旋转的使用状态下，轻质的靶盘能够减小轴承的负荷，提高了靶盘的使用寿命。技术研发人员：请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名受保护的技术使用者：宇寿影像科技（无锡）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/27