具有耐熔中間層和VPS焦點(diǎn)軌跡的陽極盤元件技術(shù)領(lǐng)域本申請(qǐng)涉及放射線照相技術(shù)。放射線照相技術(shù)在旋轉(zhuǎn)陽極x-射線管方面有具體的應(yīng)用，并且將具體參考所述旋轉(zhuǎn)陽極x-射線管來描述所述放射線照相技術(shù)。

背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)陽極x-射線管包括盤狀的耐熔金屬靶，所述耐熔金屬靶的屬性包括高的溫度、高的強(qiáng)度、好的熱導(dǎo)率以及好的熱容。x-射線設(shè)備中的旋轉(zhuǎn)陽極受到來自陽極旋轉(zhuǎn)、以及在CT掃描儀中來自機(jī)架旋轉(zhuǎn)的大的機(jī)械應(yīng)力。此外，陽極因?yàn)橛蓌-射線產(chǎn)生過程帶來的熱機(jī)械應(yīng)力而被施加應(yīng)力。通過用電子轟擊陽極的焦點(diǎn)軌跡（focaltrack）來產(chǎn)生X-射線，所述轟擊將焦點(diǎn)加熱至發(fā)射x-射線的充分高的溫度。施加至焦點(diǎn)和陽極表面的大部分能量被轉(zhuǎn)換為應(yīng)當(dāng)管理的熱量。由于電子轟擊而導(dǎo)致的對(duì)焦點(diǎn)的局部加熱是靶角度、焦點(diǎn)軌跡直徑、焦點(diǎn)大小、旋轉(zhuǎn)頻率、施加的功率以及金屬屬性（例如熱導(dǎo)率、密度和比熱）的函數(shù)。焦點(diǎn)溫度和熱機(jī)械應(yīng)力通過控制上文討論的變量來管理。X-射線管標(biāo)準(zhǔn)受修改這些源自材料屬性限制的變量的能力的限制。耐熔金屬陽極盤x-射線管受襯底材料的機(jī)械屬性以及所述材料從鄰接焦點(diǎn)的局部體積中去除熱量的能力的限制。已經(jīng)提出用碳纖維加強(qiáng)的碳（CFC）復(fù)合材料旋轉(zhuǎn)陽極來代替耐熔金屬襯底。CFC陽極提供了定制矩陣以最大化襯底材料的機(jī)械強(qiáng)度的機(jī)會(huì)。然而，仍存在從焦點(diǎn)和焦點(diǎn)軌跡中去除局部的熱量的能力的問題。例如，已經(jīng)提出了使用鉭（Ta）的化學(xué)氣相沉積（CVD）在CFC復(fù)合材料襯底上產(chǎn)生碳化鉭（TaC）層，隨后進(jìn)行鎢（W）或鎢-錸（W-Re）的CVD以形成焦點(diǎn)軌跡。該過程不僅僅昂貴，它也有可靠性問題。化學(xué)氣相沉積形成類似于草葉的柱狀冶金結(jié)構(gòu)。當(dāng)這樣的結(jié)構(gòu)開始破裂或斷裂，裂 縫容易蔓延穿過柱狀結(jié)構(gòu)至碳襯底，從而破壞x-射線管。本申請(qǐng)描述了一種電解鍍覆和真空等離子體噴涂的組合以產(chǎn)生克服了所提及的問題以及其它的問題的CFC襯底陽極。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
根據(jù)一個(gè)方面，陽極包括碳或陶瓷襯底。耐熔金屬碳化物層至少覆蓋所述襯底的焦點(diǎn)軌跡部分?？裳诱鼓腿劢饘賹又辽僭谒鼋裹c(diǎn)軌跡部分上覆蓋所述碳化物層。真空噴涂的高-Z耐熔金屬層至少在所述焦點(diǎn)軌跡部分上覆蓋所述可延展耐熔金屬層。根據(jù)另一個(gè)方面，提供了一種x-射線管，其包括：真空封套；在前述段落中描述的陽極；用于使所述陽極旋轉(zhuǎn)的電機(jī)；以及陰極。根據(jù)另一個(gè)方面，提供了一種成像裝置，其包括：機(jī)架；在前述段落中描述的x-射線管；以及輻射檢測器，所述輻射檢測器安裝到所述機(jī)架上且隔著檢驗(yàn)區(qū)域（20）位于所述x-射線管（14）對(duì)面。根據(jù)另一個(gè)方面，提供了一種制造上文討論的陽極的方法。建立所述碳或陶瓷襯底，并且至少在所述焦點(diǎn)軌跡部分上用可延展耐熔金屬對(duì)其進(jìn)行電鍍以形成所述碳化物層以及所述可延展金屬層。用高-Z金屬對(duì)至少所述焦點(diǎn)軌跡部分進(jìn)行真空等離子體噴涂，以形成真空等離子體噴涂的高-Z耐熔金屬層。根據(jù)另一個(gè)方面，提供了一種使用上文討論的陽極的方法。使所述陽極旋轉(zhuǎn)，并且用陰極發(fā)射電子。在所述陰極與陽極之間施加DC電勢以使所述電子加速，從而撞擊所述陽極并產(chǎn)生x-射線。一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于焦點(diǎn)軌跡的優(yōu)越的冶金成分。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于它的成本效益。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于具有高的溫度、高的強(qiáng)度、好的熱導(dǎo)率以及好的熱容的屬性的重量輕的陽極。本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀并理解下文的詳細(xì)描述后將領(lǐng)會(huì)本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)。附圖說明本發(fā)明可以以各種部件和部件的布置、并且以各種步驟和步驟的布置來實(shí)現(xiàn)。附圖僅僅是為了示出優(yōu)選的實(shí)施例的目的，不應(yīng)解釋為限制本發(fā)明。圖1是醫(yī)學(xué)診斷成像系統(tǒng)的圖解示圖；圖2是圖1的旋轉(zhuǎn)陽極的詳細(xì)的截面圖；圖3是示出圖2的陽極的制造過程的流程圖。具體實(shí)施方式參考圖1，診斷成像系統(tǒng)10包括機(jī)架12，所述機(jī)架12承載x-射線或伽馬射線管14以及x-射線或伽馬射線檢測器16?；颊咧闻_(tái)18可設(shè)置在檢驗(yàn)區(qū)域20中，所述檢驗(yàn)區(qū)域20設(shè)置在x-射線或伽馬射線管14與所述檢測器16之間。在一個(gè)實(shí)施例中，醫(yī)學(xué)診斷成像系統(tǒng)包括CT掃描儀，在所述CT掃描儀中，機(jī)架12與所述管14和檢測器16一起圍繞檢驗(yàn)區(qū)域20旋轉(zhuǎn)。在另一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)架12是C形臂組件，其可選擇地能夠圍繞放置在對(duì)象支撐臺(tái)上的對(duì)象進(jìn)行定位和旋轉(zhuǎn)。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述管和檢測器是牙科x-射線系統(tǒng)的一部分。包括檢查系統(tǒng)的其它的實(shí)施例也是可以預(yù)期的。處理器22接收來自檢測器16的電子數(shù)據(jù)，并且處理所述電子數(shù)據(jù)，例如，將所述數(shù)據(jù)重新構(gòu)建為診斷圖像，重新構(gòu)建為用于在監(jiān)視器24上顯示的合適的格式。控制器26由臨床醫(yī)生操作以選擇所述管、檢測器以及處理器的操作參數(shù)，并且控制診斷圖像的產(chǎn)生。x-射線或伽馬射線管14包括通過軸安裝到電機(jī)32上的旋轉(zhuǎn)陽極30，所述電機(jī)32可以使所述陽極高速旋轉(zhuǎn)。諸如加熱的燈絲之類的陰極34發(fā)射由高電勢（未示出電勢源）加速的電子束流，以使其撞擊到陽極的焦點(diǎn)軌跡36上并發(fā)射x-或伽馬射線的束流。所述陽極和陰極設(shè)置在真空套管40內(nèi)。參考圖2，陽極30包括重量輕的襯底50，例如碳纖維加強(qiáng)的碳復(fù)合材料、碳復(fù)合材料、石墨陶瓷矩陣等。由IVB、VB或VIB耐熔金屬形成的耐熔金屬碳化物層52至少覆蓋襯底50的焦點(diǎn)軌跡面。在一些實(shí)施例中，將整個(gè)襯底包封在碳化物層中。在示出的實(shí)施例中，碳化物層形成在襯底 與電解鍍覆的可延展耐熔層54之間的分界面處?？裳诱鼓腿劢饘倥c碳反應(yīng)直至碳由碳化物層遮蔽（例如約為碳化物分子的厚度），以避免接觸可延展耐熔層。電解鍍覆的可延展耐熔金屬層54至少在焦點(diǎn)軌跡36上覆蓋碳化物層。可延展耐熔層也是IVB、VB或VIB金屬。典型的金屬包括鈮（Nb）、錸（Re）、鉭（Ta）、鉻（Cr）、鋯（Zr）等?？裳诱箤拥暮穸仍?.13mm（0.005英寸）至0.50mm（0.02英寸）的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，可延展層的厚度為0.25mm（0.01英寸）。在一個(gè)實(shí)施例中，只有焦點(diǎn)軌跡36鍍覆有可延展耐熔金屬。在另一個(gè)實(shí)施例中，由于試圖掩蔽所述襯底的其它區(qū)域的成本，整個(gè)陽極襯底都覆蓋了可延展層?？蛇x擇地，可以在所述表面上鍍覆多于一層的可延展耐熔金屬，例如，可以在形成碳化物層之后改變金屬。至少焦點(diǎn)軌跡36覆蓋有諸如鎢-錸合金之類的高-Z耐熔金屬的真空等離子體噴涂（VPS）層56。諸如鎢、鉬等的其它高-Z耐熔金屬也是可以預(yù)期的。高-Z耐熔層56具有0.50mm（0.2英寸）至2.03mm（0.08英寸）的厚度。更厚的層也是可以預(yù)期的，但是花費(fèi)更多。更薄的層會(huì)更易碎且更容易破裂。參考圖3，塊60示出：制造陽極30的第一步驟是建立重量輕的襯底50，例如編織碳纖維襯底、碳纖維加強(qiáng)的碳復(fù)合材料、石墨、陶瓷或者其它重量輕的襯底。然后，可以通過（例如）壓縮處理（塊62）和熱解碳浸漬處理（塊64）來增加襯底密度。一旦完成基于碳的陽極襯底，則用高熔融溫度金屬對(duì)至少焦點(diǎn)軌跡進(jìn)行電解鍍覆（塊66），以便在后來的真空等離子體噴涂步驟期間保護(hù)襯底50，所述高熔融溫度金屬例如是諸如鈮、鉭、鉻、鋯等的IVB、VB或VIB族金屬。鈮是有利的，因?yàn)樗阌陔婂?。鉭也可以是有利的。為了避免掩模的成本，可以對(duì)整個(gè)襯底50進(jìn)行電解鍍覆。用高熔融溫度金屬進(jìn)行電解鍍覆可以包括例如在氟化鈮（NbF5）、堿金屬氟化物混合物（NaF+KF）以及堿土氟化物（CaF2）的混合物中、在比所述混合物的熔點(diǎn)高10℃以上且在600℃以下的溫度下對(duì)所述盤進(jìn)行電鍍。在鍍覆過程期間，在約1/3大氣壓強(qiáng)的壓強(qiáng)下對(duì)熔融物、電解鍍覆浴以及任意正在被進(jìn)行電解鍍覆的襯底進(jìn)行除氣（塊68），并且將陽極維持在正電勢（塊70），例如相對(duì)于所述熔融物約為1-3伏特。在電解鍍覆過程期間，鈮或其它耐熔金屬最初形成薄的 碳化物層52，然后形成可延展金屬層54?？蛇x擇地，可以電解鍍覆第一耐熔金屬以形成碳化物層，并且可以電解鍍覆不同的可延展耐熔金屬以形成全部或部分的可延展金屬層。此外，可延展金屬層和碳化物層組合的厚度是約0.25mm（0.01英寸），但范圍可以為例如0.13-0.50mm（0.005-0.020英寸）。在真空等離子體噴涂操作中（塊72），用諸如鎢-錸合金之類的高-Z耐熔金屬對(duì)至少焦點(diǎn)軌跡36進(jìn)行真空等離子體噴涂。在真空等離子體噴涂期間，只對(duì)襯底50的已經(jīng)鍍覆有可延展耐熔金屬層54的區(qū)域進(jìn)行真空等離子體噴涂。真空等離子體噴涂用充足的力進(jìn)行高-Z耐熔金屬的噴涂，使得如果將它直接噴涂到襯底上，則它將會(huì)損害襯底50?？裳诱鼓腿蹖?4在焦點(diǎn)軌跡的真空等離子體噴涂期間保護(hù)襯底。可延展層也提供在襯底50與高-Z耐熔金屬焦點(diǎn)軌跡之間的延性過渡，其延性匹配高-Z耐熔金屬以及襯底的熱膨脹系數(shù)?？裳诱箤右部梢哉{(diào)節(jié)熱膨脹系數(shù)的小的失配。碳化物層52也阻止碳從襯底遷移到高-Z耐熔金屬內(nèi)。此外，真空等離子體噴涂提供0.50-2.03mm（0.02至0.08英寸），優(yōu)選1.00至1.52mm（0.04-0.06英寸）的高-Z耐熔金屬層56。其它厚度也是可以預(yù)期的?？梢哉婵盏入x子體噴涂更厚的層，但是花費(fèi)更多。因?yàn)檎婵盏入x子體噴涂的高-Z耐熔金屬變得更薄，所以它具有更大的破裂的傾向。真空等離子體噴涂是有利的，因?yàn)槠渌俣?、低成本以及在?Z耐熔金屬層56中的層狀微結(jié)構(gòu)的形成。已經(jīng)參考優(yōu)選的實(shí)施例描述了本發(fā)明。本領(lǐng)域其它技術(shù)人員在閱讀和理解了前述的詳細(xì)描述后可以想到修改和替代。本發(fā)明旨在被構(gòu)建為包括所有落入所附的權(quán)利要求或其等同形式的范圍內(nèi)的這種修改和替代。