DE102009053636A1

DE102009053636A1 - Drehanodenteller für Röntgenröhren und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE102009053636A1
Application number: DE200910053636
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Brode; Arno Cloos
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-11-18
Filing date: 2009-11-18
Publication date: 2011-05-19

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehanodenteller für Röntgenröhren und ein Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen, wodurch extreme Belastungen hinsichtlich Drehzahl und Brennflecktemperatur ohne dauernde Schädigungen des Materials beherrschbar werden. Diese Aufgabe wird durch Drehanodenteller gelöst, welcher eine Kombination folgender Bereiche in der Reihenfolge von der Unterseite zur röntgenaktiven Schicht hin aufweist: - ein Basiskörper, welcher Kohlenstoffnanoröhrchen und/oder Nano-Graphitpulverteilchen sowie Karbide darunter mindestens ein Karbid eines hochschmelzenden Metalls enthält, - eine Bindungs- und Diffusionsbarriereschicht gegen die Feststoffdiffusion von Kohlenstoff, die mindestens ein Karbid der Basiskörper enthält, - eine Ausgleichsschicht aus mindestens einem hochschmelzenden Metall, nämlich Wolfram, Molybdän, Niob, Tantal und/oder Legierungen derselben und - eine nach einem PVD-Verfahren aufgetragene, nicht oberflächenbearbeitete röntgenaktive Schicht. Das Verfahren zum Aufbringen von Schichten bei der Herstellung des o.g. Drehanodentellers mittels eines PVD-Verfahrens, nämlich Sputtern, ist gekennzeichnet durch eine intermittierende Prozessführung des Sputterns ohne Substratkühlung bei einer Temperatur der aufzubringenden Schicht im Bereich bis 500°C. Der erfindungsgemäße Drehanodenteller findet in Hochleistungsröntgenröhren beispielsweise, aber nicht ausschließlich, für die Computertomografie Anwendung.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehanodenteller für Röntgenröhren und ein Verfahren zu seiner Herstellung, wobei der Röntgen-Drehanodenteller einen Basiskörper aufweist. Dieser Basiskörper, welcher eine aufgebrachte Schicht oder einen eingefügten Körper aus röntgenaktivem Material mit der Brennbahn, beispielsweise aus einer Wolfram-Rhenium-Legierung mit 5 bis 10 Masse-% Rhenium, trägt, hat die Funktion, der Gesamtkonstruktion die notwendige Festigkeit zu verleihen und die bei der energetischen Umsetzung von Elektronenstrahlung in Röntgenstrahlung entstehende Wärmeenergie abzuleiten. Im Zusammenhang mit Ableitung der Wärmenergie kommt es beim Material des Basiskörpers vor allem auf solche Kennwerte, wie Wärmekapazität, Wärmeleitvermögen, Wärmeübergang sowie Anpassung der Wärmedehnung zwischen bzw. von röntgenaktivem Material und Basiskörper an.
Die Anforderungen an die thermische und mechanische Belastbarkeit der Röntgen-Drehanodenteller steigen ständig. Derzeit können bei Hochleistungsröntgenröhren im elektronischen Brennfleck Temperaturen von über 3000°C auftreten. Zur besseren Energieverteilung rotiert der Teller mit 9.000 min^–1; geplant sind Drehzahlen von 15.000 min^–1 bis 24.000 min^–1! Mit der gleichen Zielstellung liegt der Durchmesser der Drehanodentellers derzeit schon bei 200 mm und geplant sind 300 mm! Die Festigkeit des Basiskörpermaterials muss dieser Tatsache Rechnung tragen.
Bei gegebener Wärmkapazität sind die Dichte und damit auch die Masse von Graphit geringer, weshalb auch gefügte Röntgen-Drehanodenteller mit einem Basiskörper aus Graphit bekannt geworden sind ( DE 32 38 352 A1 ). Wegen der schichtartigen Mikrostruktur von Graphit ist dessen Festigkeit bei hohen Drehzahlen völlig unzureichend. Dies gilt auch für Basiskörper aus Graphit, welche beispielsweise mittels Vakuum-Plasmaspritzen mit einer röntgenaktiven Schicht aus Wolfram-Rhenium versehen wurden.
Schließlich sind auch Basiskörper für den genannten Anwendungsfall aus faserverstärktem Graphit bekannt geworden. Vorzugsweise werden Kohlenstofffasern eingesetzt, wobei über die räumliche Anordnung der Fasern bzw. Fasergeflechte beispielsweise eine Anpassung des Wärmedehnungskoeffizienten des Basiskörpers an denjenigen des aufgebrachten röntgenaktiven Materials ( DE 103 01 069 A1 ) oder eine hohe Wärmedehnung in radialer Richtung verbunden mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit in der axialen Richtung erreicht werden sollen ( DE 196 50 061 A1 ). Zwar besitzen die erwähnten Kohlenstofffasern in Faserrichtung eine gute Wärmeleitfähigkeit sowie sehr gute Festigkeitseigenschaften, aber senkrecht dazu sind diese Eigenschaften um Größenordnungen schlechter. Bei der letztgenannten technischen Lösung hat man diese Anisotropie durch ein dreidimensionales Verweben der Kohlenstofffasern einzuschränken versucht, aber der Werkstoff bleibt dennoch im zweistelligen Mikrometerbereich anisotrop. Das Aufbringen von Beschichtungen auf derartige Fasern bereitet erhebliche technologische Probleme.
Ein neuartiges Material auf Kohlenstoffbasis sind die sogenannten Kohlenstoffnanoröhrchen (engl. „carbon nano tubes” oder „CNT”), deren technische Entwicklung von den Anfängen an recht anschaulich im Abschnitt „Hintergrund der Erfindung” in der Übersetzung der Europäischen Patenschrift DE 695 32 044 T2 beschrieben ist, wobei die in dieser Patentschrift beschriebene Erfindung mit chemisch wirksamen Funktionsschichten auf Kohlenstoffnanoröhrchen einen gänzlich anderen Erfindungsgegenstand betrifft als die vorliegende Erfindung.
Während beim herkömmlichen Graphit Kohlenstoffatome in hexagonaler Anordnung flächenhaft in einzelnen Ebenen angeordnet sind, sind bei den Kohlenstoffnanoröhrchen solche hexagonalen Anordnungen rohrartig geschlossen, woraus sich hervorragende mechanische, elektrische und thermische Eigenschaften ergeben. Wie die Silbe „nano” ausdrückt, liegen die Durchmesser dieser Kohlenstoffnanoröhrchen im Nanometerbereich; je nach Quelle spricht man 0,4 nm bis 50 nm oder 100 nm.
Die Schüttdichte dieser Kohlenstoffnanoröhrchen liegt nach Herstellerangaben in der Größenordnung von 0,15 g/cm³, die Materialdichte wird mit 1,3 g/cm³ bis 1,4 g/cm³ angegeben, was deutlich unter derjenigen von Graphit liegt. Als Festigkeit wird ein theoretischer Wert von 45 GPa genannt, was etwa das 20fache von Stahl und das 200fache des oben erwähnten Basiskörperwerkstoffes TZM wäre. Die theoretische Wärmeleitfähigkeit beträgt 6000 W/mK und übertrifft damit jene des Diamanten um das Doppelte und diejenige metallischer Wärmeleiter um mindestens eine Größenordnung.
Neuerdings sind auch Nano-Graphitpulverteilchen mit im Wesentlichen sphärischer Gestalt und einer mittleren Korngröße von beispielsweise 55 nm bekannt geworden (Firmendruckschrift der Firma Auer-Remy GmbH, Hamburg „Nanopowders”, Position „C 1249YD 7440-44-0”). Neben den im vorliegenden Zusammenhang vorteilhaften Eigenschaften dieser Nano-Graphitpulverteilchen bereitet bei sphärischen Teilchen, wie diesen, mit ihren in allen Achsrichtungen gleichen Abmessungen die Erreichung einer im Wesentlichen isotrope Eigenschaften des Basiskörpers sichernden räumlichen Verteilung naturgemäß weniger verfahrenstechnische Schwierigkeiten bei der Aufbereitung der Rohstoffe für die Formgebung des Basiskörpers als bei Kohlenstoffnanoröhrchen mit ihrer axialen Erstreckung.
Die weiter oben beschriebenen Kohlenstoffnanoröhrchen und die im letzten Absatz beschriebenen Nano-Graphitpulverteilchen mit im Wesentlichen sphärischer Gestalt und einer mittleren Korngröße von beispielsweise 55 nm werden mitunter zusammenfassend als Kohlenstoffnanoteilchen bezeichnet.
Einige der Karbide und Nitride, die bei der vorliegenden Erfindung zur Festigkeitssteigerung eine Rolle spielen, sind bereits bei Röntgen-Drehanoden eingesetzt worden, jedoch in gänzlich anderer Funktion und ohne Aussagen zur Korngröße.
So sind neben anderen Verbindungen auch Karbide und Nitride von Tantal, Niob, Molybdän und Wolfram für erosionsbeständige, mit Flüssigmetall geschmierte Gleitpaarungen zwischen den Drehanoden-Schaft und dessen Lager eingesetzt worden ( DE 69 121 504 T2 ).
Tantalkarbid ist neben anderen Verbindungen als Rückseitenbeschichtung des Drehanodentellers vorgeschlagen worden, um die Wärmeabstrahlung zu verbessern ( DE 2 805 154 ).
Schließlich sind neben anderen Verbindungen Molybdänkarbid und Wolframkarbid in Anordnungen mit einer Vielzahl von Schichten zur Anpassung des Wärmedehnungskoeffizienten zwischen röntgenaktiver Schicht und Basiskörper bekannt geworden ( DE 10 2005 015 920 ).
Die Herstellung eines Basiskörpers mit Kohlenstoffnanoteilchen, wie sie oben definiert wurden bzw. aus Hochleistungsgraphit- und/oder Fasergraphitwerkstoffen mit einem Gehalt an solchen Kohlenstoffnanoteilchen ist nach den herkömmlichen sowie auch mit Hilfe der neuesten Pulver-Technologien möglich, wobei dafür Sorge zu tragen ist, dass die Struktur der Kohlenstoffnanoteilchen, insbesondere der Kohlenstoffnanoröhrchen, nicht zerstört wird.
Grundsätzliche Voraussetzung zur Erzielung der gewünschten Effekte bezüglich Hochtemperaturfestigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Wärmedehnung ist die quasihomogene Verteilung der Kohlenstoffnanoteilchen im Bauteil, um einen im submakroskopischen Bereich im wesentlichen isotropen Basiskörper, d. h. einen Anisotropiegrad von beispielsweise < 1,2 (Verhältnis des Maximalwertes zum Minimalwert bei Messung in den drei räumlichen Dimensionen) bezüglich Festigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Wärmedehnung zu erreichen. Im Falle der Kohlenstoffnanoröhrchen sollen deren Durchmesser und Länge untereinander nicht wesentlich voneinander abweichen. Besonders günstig ist eine leicht winklige Gestalt der einzelnen Kohlenstoffnanoröhrchen.
Bei der Verwendung von Kohlenstoffnanoröhrchen ist normalerweise eine gewisse Nanoporosität zu erwarten, so dass eine Verarbeitung im Unterdruckbereich mit einer Restatmoshäre aus Schutzgasen oder auch die Verwendung gedeckelter Kohlenstoffnanoröhrchen von Vorteil sind.
Alle diese Erkenntnisse der Erfinder der vorliegenden Patentanmeldung zum Einsatz von Kohlenstoffnanoröhrchen und/oder Nano-Graphitpulverteilchen der oben beschriebenen Art bei Basiskörpern von Drehanodentellern für Röntgenröhren haben in der früheren Patentanmeldung Nr. 10 2008 50 716 A1 ihren Niederschlag gefunden und gelten bezüglich der sich auf diese beiden Gruppen von Kohlenstoffnanoteilchen beziehenden Merkmale auch für die Realisierung der vorliegenden Erfindung. Jedoch ist in dieser veröffentlichten Patentanmeldung das Problem des Aufbringens der röntgenaktiven Schicht nicht endgültig gelöst. Eine Ausgleichsschicht ist dort nicht erwähnt.
Entsprechend dem Stand der Technik wird die röntgenaktive Schicht durch gemeinsames Verpressen, Sintern und Schmieden oder durch Vakuum-Plasmaspritzen mit anschließender mechanischer Bearbeitung bzw. auch durch elektrochemische Abscheidung erzeugt.
Alle diese Verfahren sind sehr aufwendig und teilweise auch materialintensiv. Die notwendige Zerstörung der Oberflächenstruktur bei den beiden erstgenannten Verfahren wirkt sich sowohl auf die Lebensdauer als auch auf Röntgenausbeute negativ aus.
Schließlich ist es bekannt, die röntgenaktive Schicht unter anderem auch mittels Sputtern aufzubringen ( DE 38 52 529 T2 , Anspruch 17). Anders als bei der vorliegenden Erfindung wird hier jedoch der Basiskörper aus Graphit vor der Beschichtung aufgerauht, um eine mechanische Verklammerung zwischen diesem und einer Zwischenschicht zu erreichen, die sich an der Stelle der Ausgleichsschicht der vorliegenden Erfindung befindet. Diese Zwischenschicht ist relativ dick, soll eine säulenförmige Kristallstruktur aufweisen und ist ausdrücklich nicht durch Sputtern herstellbar. Diese technische Lösung hat sich nicht durchsetzen können und verspricht bei hoher thermischer Belastung keine gute Haltbarkeit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehanodenteller für Röntgenröhren und ein Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen, wodurch die oben geschilderten Mängel des Standes der Technik behoben und die eingangs geschilderten extremen Belastungen hinsichtlich Drehzahl und Brennflecktemperatur ohne dauernde Schädigungen des Materials beherrschbar werden. Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen beschriebene Erfindung gelöst.
Durch diese erfindungsgemäße Lösung werden die eingangs erwähnten extremen Anforderungen an Drehanodenteller von Röntgenröhren hinsichtlich der Drehzahl und der Temperaturbelastung des Brennfleckes erfüllt, wobei bezüglich der Standzeit durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen zur Unterdrückung der schädlichen Kohlenstoffdiffusion aus dem Basiskörper sowie zum Ausgleich thermischer Spannungen eine neue Qualität erreicht wird, wobei die geringeren Kosten und die Reduzierung der Masse hervorzuheben sind.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der erfindungswesentlichen Schichtanordnung in den Patentansprüchen ist zu beachten, dass die Begriffe Bindungs- und Diffusionsbarriereschicht sowie Aussgleichsschicht jeweils die Hauptfunktion dieser Schicht, nämlich die Verhinderung der Diffusion von Kohlenstoff bzw. den Ausgleich von thermischen Spannungen bei den erwähnten extrem hohen Arbeitstemperaturen, ausdrücken. Daneben ist es möglich, erwünscht und wird auch durch die erfindungsgemäß eingesetzten Materialien weitgehend erreicht, dass jede der beiden Schichten auch die Funktion der jeweils anderen mit realisiert bzw. unterstützt. So wirkt die vorzugsweise, aber nicht darauf beschränkt, aus Tantal bestehende Ausgleichsschicht auch als Bindungs- und Diffusionsbarriereschicht.
Wenn nachfolgend vom Auftragen bzw. Beschichten mittels PVD-Verfahren die Rede ist, so handelt es sich um das Beschichten aus dem gas- oder dampfförmigen Zustand, wie es beispielsweise in dem Standardwerk Dubbel, Taschenbuch für den Maschinenbau, 19. Auflage, Sonderauflage für den Weltbild Verlag GmbH, Augsburg, Seite S 91 definiert ist. Dazu gehören als die bekanntesten Verfahren das Sputtern, das Aufdampfen und das Ionenplattieren.
Die Erfindung wird nachstehend an je einem Ausführungsbeispiel für das Erzeugnis Drehanodenteller und für die Beschichtungsverfahren näher erläutert.
Ausführungsbeispiel Drehanodenteller
Von unten nach oben, d. h. zur röntgenaktiven Schicht hin, hat ein erfindungsgemäßer Drehanodenteller folgende Anordnung der Schichten und wird wie folgt hergestellt:
Der Basiskörper ist hergestellt aus 35 Masseprozent einwandigen Kohlenstoffnanoröhrchen mit einem mittleren Durchmesser von 5 nm und einer mittleren Länge von 15 nm, 25 Masseprozent Tantalkarbid und 30 Masseprozent Siliziumkarbid sowie 10 Masseprozent Wolframkarbid mit mittleren Körnungen im zweistelligen Nanometerbereich. Darauf befindet sich eine Diffusionsbarriereschicht, welche gleichzeitig auch die Funktion einer Bindeschicht haben kann, ausschließlich aus Wolframkarbid der zuvor beschriebenen Art. Die in solcher Weise angeordneten Pulver werden bei 2300°C unter einem Druck von 40 MPa zusammengesintert, wobei die Wolframkarbidschicht nach diesem Sintervorgang eine Dicke von etwa 1 mm hat. Die Diffusionssperrwirkung dieser Schicht gegenüber Kohlenstoff kann noch verbessert werden, wenn das Wolframkarbid zu einem Viertel durch Wolframtrioxid ersetzt wird.
Diese Diffusionsbarriere- und Bindeschicht wird anschließend auf eine Rauhtiefe von max. 1,5 μm feingeschliffen und eine zweite Ausgleichs-, Diffusionsbarriere- und Bindeschicht aus Tantal mit einer Stärke von 100 Mikrometern sowie die röntgenaktive Schicht aus Wolfram mit 6 Masseprozent Rhenium mit einer Stärke von 150 Mikrometern durch Sputtern aufgetragen. Beide Schichten werden nicht oberflächenbearbeitet, wodurch sich eine absolut störungsfreie Oberflächenstruktur ergibt.
Die typischen Abmessungen eines solchen Drehanodentellers betragen beispielsweise: Durchmesser: 120 mm, Gesamtdicke 18 mm
Ausführungsbeispiel Beschichtungsverfahren
Die feingeschliffene Oberfläche des oben zuvor beschriebenen Basiskörpers mit der im Heisspressverfahren aufgepressten Diffusionsbarriereschicht wird zunächst mit üblichen nasschemischen Verfahren unter minimaler Anwendung von Ultraschall gereinigt.
Danach wird der Drehanodenteller in die Vakuumkammer eingeschleust und auf ca. 400°C zum Zweck der Desorption von Wasser und anderen Adsorbaten für eine Zeit von ca. 30 min aufgeheizt. Diesem Prozess schließt sich in Vakuumfolge ein Sputterätzprozess mit Ar als Arbeitsgas an. Der Materialabtrag beträgt mindesten 100 nm typisch 500 nm und max. 2000 nm. Dem Sputterätzprozess folgt in unmittelbarerer Prozessfolge der Sputterprozess zur Herstellung der Ausgleichsschicht aus Tantal. Tantal wird mit einer üblichen Plasmatronquelle im DC-, oder RF-Modus gesputtert. Die Sputterleistung liegt zwischen 2 und 10 KW wodurch im stationären Betrieb Abscheideraten von 0,1...1 μm/min erreicht werden. Vorteilhaft ist es, den Prozess in einer Drehtelleranlage durchzuführen, in der mehrere Anoden gleichzeitig beschichtet werden können. Dies führt auch bei hohen Sputterraten zu moderaten spezifischen Energieeintrag in den Drehanodenteller, so dass die Temperatur von 400°C auch bei ungekühlter Bauteilaufnahme nicht überschritten wird. Etwa bei Erreichen von 90% der Zielschichtdicke wird das Wolfram-Plasmatron gezündet. Beginnend mit ca. 10% der Sputterleistung des Tantal-Plasmatrons wird die Leistung des Wolfram-Plasmatrons stufenweise oder kontinuierlich erhöht und die des Tantal-Plasmatrons verringert, so dass eine Gradientenschicht mit zunehmendem W-Gehalt und abnehmenden Ta-Gehalt entsteht. Diese Gradientenschicht sichert eine optimale Haftung und den thermomechanischen Ausgleich zwischen der Tantal- und der Wolfram-Schicht als Übergang zur nachfolgend beschriebenen röntgenaktiven Schicht.
Nach dem Abschalten des Tantal-Plasmatrons wird die Wolfram-Schicht aufgebaut. Die Sputterleistung liegt zwischen 2 und 10 KW wodurch im stationären Betrieb Abscheideraten von 0,1...1 μm/min erreicht werden. Um eine feinkristalline Struktur der Schicht auch unter den hohen thermischen Belastungen des Elektronenstrahls zu sichern, wird dem Wolfram-Rhenium beigemengt. Unter Nutzung der Möglichkeiten der Drehtelleranlage ist es vorteilhaft, dem Wolfram-Target eine geringere Rhenium-Konzentration als üblich beizumengen und in Interwallen eine reine Rhenium-Schicht als Zwischenschicht aufzubringen. Bei einer Zielkonzentration von beispielsweise 6% Rhenium kann mit einem Wolfram-Target mit 1% Rhenium-Konzentration die röntgenaktive Schicht gesputtert werden. Nach jedem aufgewachsenen Mikrometer aus diesem Material wird der Wolfram-Sputterprozess unterbrochen und eine 50 nm dicke Rhenium-Schicht aufgebracht, so dass insgesamt ein Rhenium-Anteil von 6% entsteht. An dieser Schichtgrenze wird im späteren Hochtemperaturbetrieb das Kristallwachstum des Wolframs unterbunden, so dass die Kristallite in Schichtrichtung nur 1 μm Ausdehnung erreichen können. Die Parameter für die Sandwichstruktur der Schicht können variiert werden, wobei ein Minimum bei 100 nm W-Schicht und 5 nm Rhenium-Schicht liegt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird als letzte (oberste) Schicht eine Rheniumschicht aufgebracht.
Einzelne oder alle der nach einem PVD-Verfahren aufgebrachten Schichten können anstelle des oben beschriebenen bevorzugten Sputterverfahrens auch nach anderen PVD-Verfahren, wie Aufdampfen oder Ionenplattieren aufgebracht werden.
So kann die Ausgleichsschicht aus Tantal unter einem Druck von 10^–5 Pa mittels Elektronenstrahlverdampfung mit einer Abscheidungsrate von 0,5 bis 2 μm/min aufgedampft werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3238352 A1 [0003]
DE 10301069 A1 [0004]
DE 19650061 A1 [0004]
DE 69532044 T2 [0005]
DE 69121504 T2 [0011]
DE 2805154 [0012]
DE 102005015920 [0013]
DE 3852529 T2 [0020]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Standardwerk Dubbel, Taschenbuch für den Maschinenbau, 19. Auflage, Sonderauflage für den Weltbild Verlag GmbH, Augsburg, Seite S 91 [0024]

Claims

Drehanodenteller für Röntgenröhren gekennzeichnet durch die Kombination folgender Bereiche in der Reihenfolge von der Unterseite zur röntenaktiven Schicht hin: – ein Basiskörper, welcher Kohlenstoffnanoröhrchen und/oder Nano-Graphitpulverteilchen sowie Karbide darunter mindestens ein Karbid eines hochschmelzenden Metalls enthält, – eine Bindungs- und Diffusionsbarriereschicht gegen die Feststoffdiffusion von Kohlenstoff, die mindestens ein Karbid der Basiskörpers enthält, – eine Ausgleichsschicht aus mindestens einem hochschmelzenden Metall, nämlich Wolfram, Molybdän, Niob, Tantal und/oder Legierungen derselben und – eine nach einem PVD-Verfahren aufgetragene, nicht oberflächenbearbeitete röntgenaktive Schicht.
Drehanodenteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper Siliziumkarbid sowie Oxide, Nitride, Boride, Karbide, Silizide des Tantals, Niobs, Chroms, Molybdäns, Hafniums, Bors und/oder Wolframs oder Gemische derselben enthält.
Drehanodenteller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper aus Kohlenstoffnanoröhrchen, Siliziumkarbid und Wolframkarbid besteht.
Drehanodenteller nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindungs- und Diffusionsbarriereschicht Karbide des Niobs, Tantals, Molybdäns und/oder Wolframs enthält.
Drehanodenteller nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindungs- und Diffusionsbarriereschicht metallisches Rhenium, Niob, Tantal, Molybdän und/oder Wolfram oder Legierungen dieser Metalle enthält.
Drehanodenteller nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindungs- und Diffusionsbarriereschicht reaktive Oxide des Niobs, Tantals, Molybdäns und/oder Wolframs enthält.
Drehanodenteller nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindungs- und Diffusionsbarriereschicht maximal 20 Masseprozent Wolframtrioxyd enthält.
Drehanodenteller nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindungs- und Diffusionsbarriereschicht 10 bis 25 Masseprozent, vorzugsweise 10 bis 15 Masseprozent Kohlenstoffnanoröhrchen und/oder Nano-Graphitpulverteilchen enthält.
Drehanodenteller nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindungs- und Diffusionsbarriereschicht mit dem Basiskörper gemeinsam aus Pulver(n) mit einer mittleren Korngröße im Nanometerbereich heißgepresst sowie glättend oberflächenbearbeitet ist.
Drehanodenteller nach einem der Ansprüche 1 bis 7 gekennzeichnet durch eine auf den glättend oberflächenbearbeiteten Basiskörper durch ein PVD-Verfahren aufgetragene aufgebrachte Bindungs- und Diffusionsbarriereschicht, die ihrerseits nicht oberflächenbearbeitet ist.
Drehanodenteller nach einem der Ansprüche 1 bis 7 gekennzeichnet durch eine auf den glättend bearbeiteten Basiskörper durch das Vakuum-Plasmaspritzverfahren aufgetragene aufgebrachte Bindungs- und Diffusionsbarriereschicht, die ihrerseits glättend oberflächenbearbeitet ist.
Drehanodenteller nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Bindungs- und Diffusionsbarriereschicht die Ausgleichsschicht aus Niob, Tantal, Molybdän und/oder Wolfram oder Legierungen dieser Metalle aufgebracht ist.
Drehanodenteller nach einem der bisherigen Ansprüche gekennzeichnet durch eine solche Wahl der Werkstoffe der Aussgleichsschicht, dass diese zugleich eine Bindungs- und Diffussionsbarrierewirkung aufweist.
Drehanodenteller nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussgleichsschicht durch Vakuum-Plasmaspritzven aufgetragen und glättend oberflächenbearbeitet ist.
Drehanodenteller nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussgleichsschicht durch ein PVD-Verfahren aufgetragen und nicht oberflächenbearbeitet ist.
Drehanodenteller nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die röntgenaktive Schicht aus Wolfram mit bis zu 25 Masse-% Rhenium besteht.
Drehanodenteller nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Schichten nur im Bereich des Brennflecks auf der Tellerschräge angeordnet sind.
Drehanodenteller nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Basiskörper unter der im PVD-Verfahren aufgebrachten Bindungs- und Diffusionsbarriereschicht der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 4 bis 8 eine im PVD-Verfahren aufgebrachte Schicht aus Kohlenstoff mit Diamantstruktur angeordnet ist.
Drehanodenteller nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere der nach einem PVD-Verfahren aufgetragenen Schicht(en) sandwichartig derart aus Teilschichten unterschiedlicher Zusammensetzung aufgebaut sind, dass sich die gewünschte Zusammensetzung der jeweiligen Schicht aus dem Mittelwert der Teilschichten ergibt.
Drehanodenteller nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die oberste Schicht der röntgenaktiven Schicht aus Rhenium besteht.
Drehanodenteller für Röntgenröhren, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schichtanordnung nach einem der bisherigen Ansprüche auf recycelte Basiskörper aller Art anstelle deren geschädigter ursprünglichen Schicht(en) aufgebracht ist.
Verfahren zum Aufbringen von Schichten bei der Herstellung eines Drehanodentellers nach einem der bisherigen Ansprüche, sofern das PVD-Verfahren das Sputtern ist, gekennzeichnet durch eine intermittierende Prozessführung des Sputterns ohne Substratkühlung bei einer Temperatur der aufzubringenden Schicht im Bereich bis 500°C.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass nichtmetallische Schichtbestandteile beim Sputtern aus der Sputteratmosphäre stammen.
Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass stetig oder unstetig variable Schichtzusammensetzungen durch die Steuerung der Aufteilung der Sputterleistung auf verschiedenartige Targets erzielt werden.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass stufenweise unterschiedliche Schichtzusammensetzungen durch getaktete Zeitsteuerung der Sputterleistung auf verschiedenartige Targets erzielt werden.