專(zhuān)利名稱(chēng)：用于制造x 射線(xiàn)陽(yáng)極的方法和x 射線(xiàn)陽(yáng)極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于一種制造X射線(xiàn)陽(yáng)極的方法以及X射線(xiàn)陽(yáng)極，所述X射線(xiàn)陽(yáng)極至少在它的焦點(diǎn)范圍內(nèi)具有結(jié)構(gòu)化的表面。
背景技術(shù)：
在產(chǎn)生例如用于醫(yī)療應(yīng)用的X射線(xiàn)輻射時(shí)，通常由金屬陽(yáng)極材料制造的X射線(xiàn)陽(yáng)極被加載以電子。在達(dá)到X射線(xiàn)陽(yáng)極時(shí)，電子被強(qiáng)烈制動(dòng)，以此一方面形成了 X射線(xiàn)輻射(所謂的制動(dòng)輻射)且另一方面產(chǎn)生了熱量。但在被高度加速的電子到達(dá)X射線(xiàn)陽(yáng)極時(shí)，此電子的動(dòng)能的僅大約百分之一被轉(zhuǎn)化為X射線(xiàn)輻射能。剩余的能量被幾乎僅轉(zhuǎn)化為熱，且必須從X射線(xiàn)陽(yáng)極被導(dǎo)出或輻射出。X射線(xiàn)陽(yáng)極內(nèi)的均衡的溫度形式通過(guò)所產(chǎn)生的熱功率和熱傳導(dǎo)和輻射能力確定。通常的X射線(xiàn)陽(yáng)極主要包括由熔點(diǎn)高的金屬或金屬合金制成的或由陶瓷材料制成的X射線(xiàn)陽(yáng)極體。X射線(xiàn)陽(yáng)極的焦點(diǎn)范圍即電子到達(dá)其上的位置通常由高熔 點(diǎn)金屬鎢或鎢/錸合金制成。特別地,焦點(diǎn)區(qū)域受到高的熱負(fù)荷。在形成X射線(xiàn)福射時(shí),在焦點(diǎn)軌跡或焦點(diǎn)區(qū)域上可能達(dá)到超過(guò)2500°c的溫度，這導(dǎo)致X射線(xiàn)陽(yáng)極的提前老化。老化的焦點(diǎn)區(qū)域特別地顯示出由于金屬組織的再結(jié)晶導(dǎo)致的強(qiáng)烈的裂紋組織(rissgefilge)和巨核生長(zhǎng)(Riesenkornwachstum),其中隨著裂紋形成的增加，X射線(xiàn)福射的劑量率下降。裂紋組織的形成例如在X射線(xiàn)旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極(帶有在IOOHz至200Hz之間的典型頻率的旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極)的情況下解釋為由于高周期溫度負(fù)荷導(dǎo)致，其中再結(jié)晶金屬組織由于快速的拉壓應(yīng)力序列而疲勞破壞。金屬組織的疲勞破壞可甚至達(dá)到使整個(gè)顆?；騾^(qū)域從焦點(diǎn)軌跡連接(Brennbahnverbund)脫落，以此明顯降低了可獲得的劑量率。X射線(xiàn)陽(yáng)極在此情況中必須被維修或替換。原來(lái)，將焦點(diǎn)區(qū)域或焦點(diǎn)軌跡熔合在旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極體上，以因此產(chǎn)生固定的連接。熔合方法多年來(lái)被視作標(biāo)準(zhǔn)方法。為延長(zhǎng)X射線(xiàn)陽(yáng)極的使用壽命，已知通過(guò)在鎢體的核邊界上的氧化物分離(所謂的“Oxide DispersionStrengthening”)來(lái)提高鶴焦點(diǎn)軌跡的強(qiáng)度。也已知的是，為產(chǎn)生耐受性的層結(jié)構(gòu)而使用熱噴射方法(例如，真空等離子體噴涂)，其中將附加的物質(zhì)在噴射燃燒器內(nèi)或外熔化、熔焊或熔合，其中氣體流以噴射粒子的形式被加速，且被拋射到X射線(xiàn)陽(yáng)極的表面上。從US 7356122B2中獲得了一種方法，其中借助于電化學(xué)腐蝕方法在X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面上引入凹陷，以至少將表面在X射線(xiàn)陽(yáng)極的焦點(diǎn)區(qū)域內(nèi)微結(jié)構(gòu)化。電化學(xué)處理的焦點(diǎn)區(qū)域包括離散的錐形結(jié)構(gòu)，其上產(chǎn)生了 X射線(xiàn)輻射的“島面”。獨(dú)立的島面可在溫度周期交替時(shí)膨脹和收縮，以此防止了金屬組織的損壞和裂紋的形成。DE 10360018A1公開(kāi)了帶有可受高熱負(fù)荷的表面的X射線(xiàn)陽(yáng)極。在所涉及的X射線(xiàn)陽(yáng)極的表面上布置了限定的微裂縫，以避免在X射線(xiàn)陽(yáng)極運(yùn)行期間焦點(diǎn)軌跡表面的彈塑性變形和隨之導(dǎo)致的疲勞破壞。微裂縫可在此通過(guò)不同的模式引入到表面內(nèi)。此外，描述了用于制造此X射線(xiàn)陽(yáng)極的相應(yīng)的方法。
US 5629970A公開(kāi)了帶有焦點(diǎn)區(qū)域的盤(pán)形X射線(xiàn)陽(yáng)極。在焦點(diǎn)區(qū)域外，X射線(xiàn)陽(yáng)極在其背離電子束的側(cè)上具有粗糙的表面，其中在表面上的凹陷的寬度和深度大于在X射線(xiàn)陽(yáng)極運(yùn)行期間所發(fā)射的輻射的波長(zhǎng)。在此，US 5629970A的教導(dǎo)在于將凹陷分布一致地引入到表面內(nèi)，以一方面保證良好的導(dǎo)熱且另一方面保證動(dòng)態(tài)重量平衡。已知的方法中的缺點(diǎn)在于帶有不均勻的特別是彎曲的表面的X射線(xiàn)陽(yáng)極僅能以很高的成本費(fèi)用加工而成，因?yàn)闉榇艘筇厥獾哪＞?。此?在彎曲的表面的邊緣區(qū)內(nèi)可能特別地出現(xiàn)尺寸偏差，這導(dǎo)致了昂貴且成本高的再加工。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種方法，通過(guò)該方法可快速、精確且廉價(jià)地制造帶有不同的表面幾何形狀的X射線(xiàn)陽(yáng)極。本發(fā)明所要解決的另外的技術(shù)問(wèn)題是提供相 應(yīng)的可快速、精確且廉價(jià)地制造的X射線(xiàn)陽(yáng)極。此技術(shù)問(wèn)題根據(jù)本發(fā)明記載的方法以及X射線(xiàn)陽(yáng)極解決，其中方法的有利構(gòu)造視作X射線(xiàn)陽(yáng)極的有利構(gòu)造，反之亦然。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，至少在X射線(xiàn)陽(yáng)極的焦點(diǎn)區(qū)域內(nèi)提供的凹陷通過(guò)燒蝕方法引入到X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)，其中通過(guò)燒蝕方法在X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)產(chǎn)生盲孔狀的凹陷。盲孔狀的凹陷此外至少基本上沿柵格狀線(xiàn)布置。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，所述盲孔狀的凹陷理解為不完全穿過(guò)X射線(xiàn)陽(yáng)極基體且至少主要地形成為圓柱形的凹陷。以此，可產(chǎn)生表面的“穿孔”形式，其中盲孔狀的凹陷在X射線(xiàn)陽(yáng)極運(yùn)行期間作為額定斷裂位置起作用。以此方式，可明顯縮短X射線(xiàn)陽(yáng)極的加工時(shí)間，因?yàn)楸砻娴乃Ｍ奈⒔Y(jié)構(gòu)化在X射線(xiàn)陽(yáng)極運(yùn)行期間基于所出現(xiàn)的材料應(yīng)力在焦點(diǎn)范圍內(nèi)通過(guò)彈塑性成形和已限定的微破裂形成。在此，可基本上建議將盲孔狀凹陷以相同或不同的直徑引入到X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)。通過(guò)沿柵格狀線(xiàn)布置凹陷，即借助于柵格形的模式，可特別有效地最小化焦點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的裂紋組織，且降低材料內(nèi)的應(yīng)力分布。通過(guò)引入盲孔狀凹陷，在X射線(xiàn)陽(yáng)極的表面上產(chǎn)生了也被稱(chēng)為已限定的“裂紋組織”。在用于形成凹陷的燒蝕方法中，特別是電子束或激光束的高能束以合適的燒蝕設(shè)備產(chǎn)生且以相應(yīng)的束引導(dǎo)、成形和偏轉(zhuǎn)被導(dǎo)向X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面上。在待加工的材料內(nèi)的能量的量在此足夠高而使得材料被蒸發(fā)且因此被切除。與例如干腐蝕的結(jié)構(gòu)化方法不同，可借助于燒蝕方法也快速、精確且廉價(jià)地結(jié)構(gòu)化彎曲的或不規(guī)則地形成的X射線(xiàn)陽(yáng)極的表面，因?yàn)槔缭诟筛g中所要求的彎曲的或另外地匹配的模式等的制造被有利地取消。作為替代，僅需將待結(jié)構(gòu)化的X射線(xiàn)陽(yáng)極基體以其表面相對(duì)于所使用的燒蝕設(shè)備定向且定位。在此，可通常使用確定的燒蝕設(shè)備而無(wú)需為制造不同地形成的X射線(xiàn)陽(yáng)極進(jìn)行修改或匹配。借助于燒蝕方法，此外可特別快速且尺寸精確地也在彎曲的或不規(guī)則的表面的情況下引入帶有直至50:1的縱橫比的微結(jié)構(gòu)，以此在實(shí)現(xiàn)了在制造X射線(xiàn)陽(yáng)極時(shí)的明顯的時(shí)間和成本下降。在本發(fā)明的有利構(gòu)造中建議，使得凹陷通過(guò)激光脈沖燒蝕方法特別是使用飛秒激光器、皮秒激光器和/或納秒激光器的激光脈沖燒蝕方法，和/或通過(guò)電子束燒蝕方法引入到X射線(xiàn)陽(yáng)基體的表面內(nèi)。使用激光器來(lái)產(chǎn)生激光脈沖特別是超短激光脈沖實(shí)現(xiàn)了對(duì)使用實(shí)踐中的各類(lèi)材料的很精確的加工，從而不同地形成的X射線(xiàn)陽(yáng)極基體以及由不同的材料和材料配合制成的X射線(xiàn)陽(yáng)極基體都可無(wú)問(wèn)題地被加工。使用飛秒激光器所提供的優(yōu)點(diǎn)是所述激光器由于激光脈沖的很短的時(shí)間尺度而產(chǎn)生了從固態(tài)到等離子態(tài)或氣態(tài)的直接過(guò)渡，即實(shí)際上越過(guò)了液態(tài)。以此，可忽略在被加工的表面的環(huán)境中的直接導(dǎo)熱。這實(shí)現(xiàn)了很精確的加工，因?yàn)橛捎诩す馐赬射線(xiàn)陽(yáng)極基體的各被加工的區(qū)域上的影響被保持為有限的影響。此外，在飛秒激光脈沖中的燒蝕深度與被吸收的激光功率指數(shù)上相關(guān)，使得燒蝕深度很精確地通過(guò)脈沖的強(qiáng)度可調(diào)節(jié)。同樣適用于皮秒激光器的使用，其中由于更長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間，取決于所使用的材料理論上可產(chǎn)生微小的但對(duì)于通用的使用對(duì)于界定了所產(chǎn)生的深度的部件區(qū)域的不明顯的影響。對(duì)于不同的應(yīng)用也可僅需使用相對(duì)更廉價(jià)的納秒激光器，其中由于激光脈沖的更長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間可產(chǎn)生對(duì)于界定了所產(chǎn)生的深度的部件區(qū)域的相應(yīng)的更大的影響。電子能量以及射束功率在電子束燒蝕方法中可在寬的范圍內(nèi)變化，且因此最佳地與各X射線(xiàn)陽(yáng)極基體或焦點(diǎn)范圍的材料相匹配。此外，電子束燒蝕方法的使用實(shí)現(xiàn)了如下可能性，即通過(guò)記錄散射回的電子來(lái)類(lèi)似于電子顯微鏡地確定被加工表面的表面特性，以此實(shí)現(xiàn)了在原處控制制造過(guò)程且因此實(shí)現(xiàn)以特別高的尺寸精度制造X射線(xiàn)陽(yáng)極。另外的優(yōu)點(diǎn)通過(guò)如下方式得到，即至少以基本上長(zhǎng)方六面體形的表面凸起界定凹陷。換言之，建議將凹陷在X射線(xiàn)陽(yáng)極內(nèi)引入為使得在俯視圖中在X射線(xiàn)陽(yáng)極的表面上形成 棋盤(pán)形的模式。在此，可基本上建議使得凹陷中斷地或不中斷地一即例如虛線(xiàn)的形式、點(diǎn)線(xiàn)的形式或點(diǎn)劃線(xiàn)的形式——在X射線(xiàn)陽(yáng)極的被加工的表面上走向。借助于此類(lèi)棋盤(pán)狀的或柵格形的模式，可特別有效地最小化焦點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的裂紋組織，且降低材料內(nèi)的應(yīng)力分布。在本發(fā)明的另外的有利的構(gòu)造中建議，使得凹陷以至少為40i!m和/或至多為150 u m的深度被引入到X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)。借助于深度至少為40 y m的凹陷，可特別有效地防止裂紋組織的形成，因?yàn)閄射線(xiàn)陽(yáng)極的材料也在高的熱負(fù)荷或交變負(fù)荷下具有足夠的空間以補(bǔ)償體積變化等。以此，明顯提高了 X射線(xiàn)陽(yáng)極且特別是焦點(diǎn)軌跡或焦點(diǎn)范圍的壽命。與已知的以其僅可形成例如10 ii m至20 ii m的微小的腐蝕深度的腐蝕方法相比，借助于燒蝕方法可容易地以高精度和短的制造時(shí)間產(chǎn)生其深度直至150 或更大的凹陷。優(yōu)選地，凹陷的深度為 40 u m>45 u m>50 u m>55 u m>60 u m>65 u m>70 u m>75 u m、80 u m、85um、90um、95um、100um、105um、110um、115um、120um、125um、130um、135um、14011111、14511111或15011111等。深度帶有相應(yīng)的中間值，例如 50iim、51iim、52iim、53iim、54 um,55u m、56 um,57u m、58 um,59u m、60 y m等。對(duì)于通常的應(yīng)用，特別有利的是帶有45iim至120 iim之間的凹陷,特別是50 y m至IOOiim之間的凹陷的X射線(xiàn)陽(yáng)極，以防止裂紋組織的形成且即使在高負(fù)荷下也使焦點(diǎn)軌跡內(nèi)的應(yīng)力分布均勻化。在深度超過(guò)150 iim的凹陷的情況中，在X射線(xiàn)陽(yáng)極運(yùn)行期間在凹陷內(nèi)所產(chǎn)生的X射線(xiàn)輻射主要在凹陷的壁上被吸收且因此不被使用。以此，可實(shí)現(xiàn)的射線(xiàn)劑量通常降低了對(duì)應(yīng)于劑量損失的值，這也通過(guò)非結(jié)構(gòu)化的X射線(xiàn)陽(yáng)極中的常規(guī)的陽(yáng)極損耗體現(xiàn)，使得通過(guò)陽(yáng)極表面的微結(jié)構(gòu)化在深度超過(guò)150 u m時(shí)通常不再可實(shí)現(xiàn)相關(guān)的優(yōu)點(diǎn)。在本發(fā)明的另外的有利的構(gòu)造中建議，通過(guò)燒蝕方法在X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)附加地產(chǎn)生縫隙形的凹陷。借助于縫隙形的凹陷，可在X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的組織內(nèi)特別可靠地建立負(fù)荷應(yīng)力和固有應(yīng)力?？山ㄗh使得凹陷在橫截面內(nèi)至少基本上形成為矩形的或梯形的。縫隙形的凹陷可例如通過(guò)在燒蝕方法中使用的能量束相對(duì)于X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面的沿預(yù)先給定的路徑的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生。
如果在X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)引入寬度為2 iim至12 iim的縫隙形的凹陷，和/或如果在X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)以使相鄰縫隙形凹陷之間的距離在80 y m至320 y m之間的方式引入縫隙形凹陷，則得到了另外的優(yōu)點(diǎn)。2pm至12pm之間的寬度在本發(fā)明的范圍內(nèi)特另1J 地理角軍為 2 y m、3 y m、4 y m、5 y m、6 y m、7 y m、8 y m、9 y m、10 y m、11 y m、12 y m以及相應(yīng)的中間值的寬度。80 y m至320 y m之間的距離在本發(fā)明的范圍內(nèi)特別地理解為80um、90um、100um、110um、120um、130um、140um、150um、160um、170um、180um、190u m、200 u m、210 u m、220 u m、230 u m、240 u m、250 u m、260 u m、270 u m、280 u m、290 u m、300 ii m、310 ii m或320 u m以及相應(yīng)的中間值的距離，所述中間值例如為101 u m、102 u m、103 u m、104 u m、105 u m、106 u m、107 u m、108 y m、109 y m 或 110 y m。通過(guò)此類(lèi)定尺寸的縫隙形凹陷可特別有效地防止裂紋組織的形成，其中同時(shí)保證使得通過(guò)表面的微結(jié)構(gòu)化所導(dǎo)致的劑量率損失最大為例如8%至10%。在本發(fā)明的另外的有利的構(gòu)造中建議，使得縫隙形的凹陷引入到X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)而使得比例B:A<0. 1，其中B為縫隙形的凹陷的平均寬度，以Pm為單位，且A為兩個(gè)相鄰的縫隙形的凹陷之間的平均距離，以Pm為單位。通過(guò)使縫隙形的凹陷對(duì)應(yīng)于前 述寬度距離的關(guān)系，可特別有效地防止裂紋組織的形成，其中同時(shí)保證通過(guò)表面的微結(jié)構(gòu)化所導(dǎo)致的劑量率損失最大為大約8%至10%。在本發(fā)明的另外的有利構(gòu)造中建議，在X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)引入盲孔狀凹陷，使得比例A: D在1. 0至3. 0之間，其中A為兩個(gè)相鄰的盲孔狀凹陷之間的距離，以U m為單位，且D為盲孔狀凹陷的平均直徑，以為單位。距離直徑的1.0至3.0之間的關(guān)系特別地理解為1. 0,1. 1、1. 2,1. 3,1. 4,1. 5,1. 6,1. 7,1. 8,1. 9,2. 0,2. 1,2. 2,2. 3,2. 4,2. 5、
2.6,2. 7,2. 8,2. 9、或3. 0以及相應(yīng)的中間值的關(guān)系。以此實(shí)現(xiàn)了特別有效的表面穿孔，而帶有相應(yīng)地精確的希望的微結(jié)構(gòu)化的形成。在本發(fā)明的特別有利的構(gòu)造中建議，在X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)引入凹陷期間使得X射線(xiàn)陽(yáng)極基體一次或多次相對(duì)于用于執(zhí)行燒蝕方法的燒蝕設(shè)備定位。以此可制造帶有幾乎任意地成形的表面的X射線(xiàn)陽(yáng)極。例如，為進(jìn)行微結(jié)構(gòu)化且引入凹陷，X射線(xiàn)陽(yáng)極可固定在燒蝕設(shè)備的相應(yīng)的保持件內(nèi)且以精細(xì)機(jī)械調(diào)節(jié)馬達(dá)傾斜、移動(dòng)或另外地定位。這相比于例如干腐蝕的結(jié)構(gòu)化方法具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。如果例如必須以干腐蝕方法將安裝在X射線(xiàn)陽(yáng)極上且相對(duì)于X射線(xiàn)陽(yáng)極的其他表面傾斜7°至10°的鎢焦點(diǎn)軌跡進(jìn)行微結(jié)構(gòu)化，則需要成本高昂且耗費(fèi)地制造彎曲的模具。本發(fā)明的另外的方面涉及X射線(xiàn)陽(yáng)極，所述X射線(xiàn)陽(yáng)極至少在其焦點(diǎn)區(qū)域內(nèi)包括引入到X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)的凹陷。在此，根據(jù)本發(fā)明建議使得盲孔狀凹陷通過(guò)燒蝕方法引入到X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)，其中盲孔狀凹陷至少基本上沿柵格狀線(xiàn)布置。在此，可產(chǎn)生表面的“穿孔”，其中柵格狀的凹陷在X射線(xiàn)陽(yáng)極的運(yùn)行期間作為額定斷裂位置起作用。以此方式可明顯縮短X射線(xiàn)陽(yáng)極的加工時(shí)間，因?yàn)楸砻娴乃Ｍ奈⒔Y(jié)構(gòu)化在X射線(xiàn)陽(yáng)極運(yùn)行期間基于所出現(xiàn)的材料應(yīng)力在焦點(diǎn)范圍內(nèi)通過(guò)彈塑性成形和已限定的微破裂形成。在此，可基本上建議將盲孔狀凹陷以相同或不同的直徑引入到X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)。通過(guò)沿柵格狀線(xiàn)布置凹陷，即借助于柵格形的模式，可特別有效地最小化焦點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的裂紋組織，且降低材料內(nèi)的應(yīng)力分布。通過(guò)引入盲孔狀凹陷，在X射線(xiàn)陽(yáng)極的表面上產(chǎn)生了也被稱(chēng)為限定的“裂紋組織”。借助于燒蝕方法可快速、精確且廉價(jià)地制造X射線(xiàn)陽(yáng)極，其中X射線(xiàn)陽(yáng)極或其焦點(diǎn)區(qū)域是否是彎曲的或不規(guī)則地成形的是無(wú)關(guān)緊要的。此外，由此得到的優(yōu)點(diǎn)從根據(jù)本發(fā)明的方法的前述描述中得到。在本發(fā)明的有利構(gòu)造中建議，使得凹陷的至少一個(gè)主要部分的寬度在2 至12 um之間，和/或深度在40 um至150 Um之間，和/或距離在80 u m至320 Um之間。以此，在運(yùn)行期間在X射線(xiàn)陽(yáng)極的組織內(nèi)的固有應(yīng)力可被特別地有效地降低或事先避免。這降低了裂紋狀缺陷的擴(kuò)展的驅(qū)動(dòng)力，且因此涉及焦點(diǎn)軌跡壽命的明顯延長(zhǎng)。由給出的尺寸所導(dǎo)致的劑量率損失相對(duì)于通常的無(wú)結(jié)構(gòu)化表面的X射線(xiàn)陽(yáng)極在此最大為8%至10%，且因此處于可容許的范圍內(nèi)。另外的優(yōu)點(diǎn)在于使X射線(xiàn)陽(yáng)極包括具有1. 0至3. 0之間的比例A:D的盲孔狀凹陷，其中A為兩個(gè)相鄰的盲孔狀凹陷之間的距離，以U m為單位，且D為盲孔狀凹陷的平均直徑，以Pm為單位。借助于燒蝕方法可實(shí)現(xiàn)的高的縱橫比與現(xiàn)有技術(shù)相比允許了制造“穿孔”的類(lèi)型，其中孔距離優(yōu)選地為孔直徑的兩倍。以此，可特別快速地制造X射線(xiàn)陽(yáng)極，因?yàn)樵诮裹c(diǎn)軌跡運(yùn)行中通過(guò)在作為額定斷裂位置起作用的盲孔狀凹陷上的裂紋形成，形成了取·決于凹陷的分布模式的微結(jié)構(gòu)化表面。另外的優(yōu)點(diǎn)在于將X射線(xiàn)陽(yáng)極形成為X射線(xiàn)旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極。以此，X射線(xiàn)陽(yáng)極與根據(jù)本發(fā)明制造的凹陷相結(jié)合具有特別長(zhǎng)的壽命，且此外實(shí)現(xiàn)了與在固定陽(yáng)極的情況中直至陽(yáng)極材料熔融時(shí)的輻射強(qiáng)度相比更高的輻射強(qiáng)度。本發(fā)明的另外的方面涉及通過(guò)根據(jù)前述實(shí)施例的方法可獲得的X射線(xiàn)陽(yáng)極和/或根據(jù)前述實(shí)施例中之一的X射線(xiàn)陽(yáng)極在X射線(xiàn)設(shè)備內(nèi)的使用。由此所得到的優(yōu)點(diǎn)，特別是在可實(shí)現(xiàn)的成本降低方面和同時(shí)明顯延長(zhǎng)的X射線(xiàn)陽(yáng)極的壽命方面的優(yōu)點(diǎn)從前述描述中可得到。


本方面的另外的特征從權(quán)利要求、實(shí)施例中以及根據(jù)附圖得到。在描述中的前述特征和特征組合以及在下文中在實(shí)施例中所述的特征和特征組合不僅以各給出的組合中而且也以另外的組合可使用，而不離開(kāi)本發(fā)明的范圍。各圖為圖1示出了帶有盲孔狀凹陷的X射線(xiàn)陽(yáng)極的焦點(diǎn)區(qū)域的示意性俯視圖，和圖2示出了帶有縫隙形凹陷的X射線(xiàn)陽(yáng)極的焦點(diǎn)區(qū)域的示意性俯視圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出了 X射線(xiàn)陽(yáng)極12的焦點(diǎn)區(qū)域10的示意性俯視圖，其中借助于燒蝕方法可引入形式為盲孔狀凹陷14的微結(jié)構(gòu)化。凹陷14的深度在50 至100 之間，且沿柵格狀直線(xiàn)布置，使得在原理上得到在圖2中所示的棋盤(pán)狀的模式。由于借助于燒蝕方法可實(shí)現(xiàn)的縱橫比，可因此作為圖2中所示的縫隙形凹陷14的替代，產(chǎn)生棋盤(pán)狀的模式的島狀表面凸起16的邊緣的“穿孔”的形式。相鄰的盲孔狀凹陷14之間的距離在所示的實(shí)施例中大致為凹陷14的孔徑的二倍。由此，可明顯縮短X射線(xiàn)設(shè)備10的加工時(shí)間，因?yàn)樵赬射線(xiàn)陽(yáng)極12的運(yùn)行中，在焦點(diǎn)區(qū)域10內(nèi)，在圖2中所示的棋盤(pán)狀的模式通過(guò)在作為額定斷裂位置起作用的凹陷14上的裂紋形成而自身形成。圖2示出了 X射線(xiàn)陽(yáng)極12的焦點(diǎn)區(qū)域10的示意性俯視圖，其中借助于燒蝕方法引入了形式為縫隙形凹陷14的微結(jié)構(gòu)化。X射線(xiàn)陽(yáng)極12在本示例中形成為旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極，且包括由耐熱的鑰合金制成的陽(yáng)極基體(未示出)。焦點(diǎn)區(qū)域10則由鎢制成。但基本上也可提供另外的材料或材料配合。例如，整個(gè)X射線(xiàn)陽(yáng)極12可由鎢或鎢合金制成。凹陷14的深度在50iim至IOOiim之間，且寬度在3 y m至10 y m之間，且形成為棋盤(pán)狀柵格的形式。相鄰的平行地延伸的凹陷之間的距離在IOOiim至300 iim之間，使得比例B:A最大為0. 1，其中B是縫隙形凹陷的寬度，單位為U m，且A是兩個(gè)相鄰的縫隙形凹陷之間的距離，單位為Um0此比例保證在凹陷14內(nèi)失去的X射線(xiàn)輻射部分不大于在常規(guī)的X射線(xiàn)陽(yáng)極中通過(guò)由于陽(yáng)極損耗導(dǎo)致的通常的劑量損失所體現(xiàn)的X射線(xiàn)輻射部分。應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是凹陷14基本上界定了長(zhǎng)方六面體形的表面凸起16，所述表面凸起16在X射線(xiàn)陽(yáng)極12的運(yùn)行期間可膨脹到凹陷14內(nèi)。由于超過(guò)40i!m的凹陷的深度，可特別地有效地防止裂紋組織的形成且降低鎢組織內(nèi)的固有應(yīng)力。這降低了用于形成且擴(kuò)展裂紋狀的缺陷的驅(qū)動(dòng)力，且涉及焦點(diǎn)軌跡壽命且因此X射線(xiàn)陽(yáng)極12的壽命的明顯延長(zhǎng)。由所示的微結(jié)構(gòu)化所導(dǎo)致的相對(duì)于通常的帶有非結(jié)構(gòu)化的焦點(diǎn)區(qū)域的X射線(xiàn)陽(yáng)極的劑量率損失在此通常大致6%且最大10%。燒蝕設(shè)備的使用在此一方面允許了特別精確、快速且廉價(jià)地制造凹陷14，且另一方面允許制造具有超過(guò)40 m的深度的凹陷14。在本文中給出的用來(lái)限定用于表征本發(fā)明的事實(shí)的特定特征的過(guò)程和測(cè)量條件 的參數(shù)值也在偏離的情況下——例如由于測(cè)量方法、系統(tǒng)誤差、稱(chēng)重誤差、DIN公差等所導(dǎo)致——視作被本發(fā)明的范圍所包括。
權(quán)利要求
1.一種用于制造X射線(xiàn)陽(yáng)極(12)的方法，所述X射線(xiàn)陽(yáng)極(12)包括至少在它的焦點(diǎn)區(qū)域(10)內(nèi)引入到X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)的若干凹陷(14)，其中，各凹陷(14)通過(guò)燒蝕方法引入到X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)，其特征在于，通過(guò)燒蝕方法在X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)產(chǎn)生盲孔狀凹陷(14)，其中，各凹陷(14)至少基本上沿柵格狀線(xiàn)布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述凹陷(14)通過(guò)超短激光脈沖，特別是通過(guò)飛秒激光器、皮秒激光器和/或納秒激光器，和/或通過(guò)電子束燒蝕方法引入到X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述凹陷(14)至少基本上限定了長(zhǎng)方六面體形表面凸起(16)的邊界。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述凹陷(14)以至少40μ m的深度和/或以至多150 μ m的深度引入到X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過(guò)燒蝕方法附加地在X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)產(chǎn)生縫隙形凹陷(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，將縫隙形凹陷(14)以2μπι至12μπι之間的寬度引入到X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)，和/或?qū)⒖p隙形凹陷(14)以使相鄰縫隙形凹陷(14)之間的距離在80 μ m至320 μ m之間的方式引入到X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，將縫隙形凹陷(14)這樣地引入到X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)，使得比例B:A< O. 1，其中，B是所述縫隙形凹陷(14)的平均寬度，以μ m為單位，且A是兩個(gè)相鄰的縫隙形凹陷(14)之間的平均距離，以μ m為單位。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將盲孔狀凹陷(14)這樣地引入到X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)，使得比例A: D在1. O至3. O之間，其中A是兩個(gè)相鄰的盲孔狀凹陷(14)之間的距離，以μ m為單位，且D是盲孔狀凹陷(14)的平均直徑，以μπι為單位。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，X射線(xiàn)陽(yáng)極基體在將所述凹陷(14)引入到X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)期間一次或多次相對(duì)于用于執(zhí)行燒蝕方法的燒蝕設(shè)備定位。
10.一種X射線(xiàn)陽(yáng)極(12)，所述X射線(xiàn)陽(yáng)極(12)至少在它的焦點(diǎn)區(qū)域(10)內(nèi)包括引入到X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)的若干凹陷(14)，其中，所述凹陷(14)通過(guò)燒蝕方法引入到X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)，其特征在于，通過(guò)燒蝕方法在X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)引入盲孔狀凹陷(14)，其中盲孔狀凹陷(14)至少基本上沿柵格狀線(xiàn)布置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的X射線(xiàn)陽(yáng)極(12)，其特征在于，凹陷(14)的至少一個(gè)主要部分具有在2 μ m至12 μ m之間的寬度,和/或40 μ m至150 μ m之間的深度,和/或80 μ m至320 μ m之間的距離。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的X射線(xiàn)陽(yáng)極(12)，其特征在于，此盲孔狀凹陷(14)包括在1. O至3. O之間的比例A:D，其中A是兩個(gè)相鄰的盲孔狀凹陷(14)之間的距離，以μπι為單位，且D是盲孔狀凹陷(14)的平均直徑，以μ m為單位。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中一項(xiàng)所述的X射線(xiàn)陽(yáng)極(12)，其特征在于，所述X射線(xiàn)陽(yáng)極(12)形成為X射線(xiàn)旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極。
14.一種通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法獲得的X射線(xiàn)陽(yáng)極(12)在X射線(xiàn)設(shè)備內(nèi)的應(yīng) 用，和/或根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的X射線(xiàn)陽(yáng)極(12)在X射線(xiàn)設(shè)備內(nèi)的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造X射線(xiàn)陽(yáng)極(12)的方法，所述X射線(xiàn)陽(yáng)極(12)包括至少在其焦點(diǎn)區(qū)域(10)內(nèi)引入到X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)的若干凹陷(14)，其中，各凹陷(14)通過(guò)燒蝕方法引入到X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)。在此，通過(guò)燒蝕方法在X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)產(chǎn)生盲孔狀凹陷(14)，其中，各凹陷(14)至少基本上沿柵格狀線(xiàn)布置。本發(fā)明此外涉及一種X射線(xiàn)陽(yáng)極(12)，所述X射線(xiàn)陽(yáng)極(12)包括至少在其焦點(diǎn)區(qū)域(10)內(nèi)引入到X射線(xiàn)陽(yáng)極基體的表面內(nèi)的凹陷(14)，以及涉及一種所述X射線(xiàn)陽(yáng)極(12)在X射線(xiàn)設(shè)備內(nèi)的應(yīng)用。
文檔編號(hào)B23K26/36GK103021761SQ20121036381
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者J.弗羅伊登伯格, S.蘭彭舍夫, S.沃爾特 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司