一种发出多种金属特征x射线的x射线管的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种发出多种金属特征X射线的X射线管，其阳极靶为多金属阳极靶，由多种金属合金或金属制备而成，给X射线管施加大于金属K系特征X射线的激发电压的管电压，X射线管就能够发出所需的金属K系特征X射线，并且，给所述X射线管施加大于阳极靶中最高原子序数金属的K系特征X射线的激发电压的管电压，就能够发出阳极靶中所有金属的K系特征X射线。本发明的X射线管能够获得足够强的所需靶金属的Kα系特征X射线，以及足够强的不同波长的其它靶金属Kα系特征X射线，极大地方便了仪器使用方针对不同需求的测试分析，免除了更换不同的X射线管等的不便，适应了需要多种金属的特征X射线进行测试分析的需求，提高了工作效率和精度。
【专利说明】一种发出多种金属特征X射线的X射线管
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于X射线仪器设备，可发出波长不同的多种金属的特征X射线的X射线管。
【背景技术】
[0002]在现有的X射线测试分析仪器设备中，X射线管作为X射线源而广泛使用，通常的X射线管有两种，一种是玻璃管(见图1);另一种是金属陶瓷管，其主要结构与玻璃管相同，只是其中的部件材料由玻璃等更换为金属陶瓷，并且，由于金属陶瓷管的稳定性、不易破碎等优点而越来越得到广泛推广应用。这两种X射线管的X射线产生过程:被通电加热的阴极灯丝发出的电子在(加在阴极、阳极之间的)高电压的加速作用下向阳极靶高速运动，并经金属聚焦罩聚焦成电子束，高速运动的该电子束轰击阳极靶，阳极靶发出X射线，并从铍窗穿出，得到所需要的X射线。轰击阳极靶的电子束的动能仅小部分转换成X射线的能量，95%以上的能量转换成热能，这些热能由连接阳极靶的Cu基座里冷却水管路中的持续流动冷却水带走，从而冷却阳极靶。加在X射线管阴极、阳极之间的高电压常常称之为管电压，X射线管阴极、阳极之间的电流常常称之为管电流。
[0003]通常，X射线管发出的X射线谱由连续谱和特征X射线谱构成(见图2)，而X射线管发出特征X射线的波长由X射线管的阳极靶材决定，其特征X射线强度远远大于其连续谱的X射线强度，约比连续谱的X射线强度大1000倍。对于需要单一波长X射线的X射线仪器，大多数利用特征X射线进行分析，又因为K α系特征X射线强度最强而得到广泛使用，如阳极靶为Cu的Cu靶X射线管发出CuK α特征X射线的波长为0.154nm,阳极靶为W的W靶为射线管发出WK α特征X射线的波长为0.021 Inm等。
[0004]一般来说，现有的X射线测试分析仪器设备中，X射线荧光光谱仪、各种用途的X射线衍射仪器等的X射线管，其管电压在IOkV?60 kV，常用的如Al靶、Cr靶、Cu靶、Mo靶、Ag靶、W靶等的X射线管；现有的X射线探伤缺陷的仪器设备，X射线探伤机、X射线CT等的X射线管，其管电压在40kV?450 kV，常用的如Mo靶、W靶等的X射线管。这些X射线管的阳极靶均为单一金属制成，发出的该单一金属的特征X射线+连续谱(即使个别地人为掺入微量的其它金属，也只是为了改善X射线管的制作工艺等，而不是用于发出所掺入微量的其它金属的特征X射线)。
[0005]上述X射线仪器在实际使用中，在需要不同波长的特征X射线时，常常通过更换不同靶的X射线管方式获得，如需要波长为0.154nm的特征X射线时就得使用Cu靶X射线管，如需要波长为0.0211nm的特征X射线时就得使用W靶X射线管等，由此带给使用方极大的不方便。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种能够发出多种金属的特征X射线的X射线管用于X射线仪器，不需要更换不同靶的X射线管就能够获得(不同金属的)不同波长的Kd等特征X射线，极大地方便了仪器使用方针对不同使用的需求。
[0007]本发明的目的是这样实现的:X射线管的阳极靶为多金属阳极靶，多金属阳极靶由多种金属合金或金属制备而成，给所述X射线管施加大于所需金属K系特征X射线的激发电压的管电压，X射线管阳极靶就能够发出所需的金属K系特征X射线，并且，给所述X射线管施加大于阳极靶中最高原子序数Z金属的K系特征X射线的激发电压的管电压，就能够发出阳极靶中所有金属的K系特征X射线。而且，本发明的X射线管除了阳极靶为多种金属或合金制备以外，与通常的X射线管相同。
[0008]本专利中涉及阳极靶的金属合金和金属的金属离子或金属原子，均简称为金属。对于本发明一能够发出多种金属特征X射线的X射线管，对于阳极靶所含原子序数Z大于Ag的金属，称之为高Z金属，如W、U等(可以发出波长小于0.056nm的WK a、UK α等特征X射线);对于阳极靶所含原子序数Z小于和等于Ag、大于和等于锰的金属，称之为中Z金属(可以发出波长在0.056nm~0.194nm范围内的AgK α、MoK α、CuKa、FeK α等特征X射线);对于阳极靶所含原子序数Z小于锰的金属，称之为低Z金属，如Cr、T1、Al等(可以发出波长长于0.22911111的01(0 ,TiKa、Α1Κα等特征X射线)。
[0009]一般的，本发明的多金属阳极靶中的各金属为均匀分布。
[0010]进一步，增加本发明中多金属阳极靶中的其中一种金属的原子数量的比例，则其对应的K Ct特征X射线的强度比也增大。
[0011]—种方案是，本发明的多金属阳极祀中，一种金属为高Z金属，一种金属为中Z金属，和/或一种低Z金属。
[0012]一种方案是，本发明的多金属阳极靶中一种为低Z金属，另一种为高Z金属。
[0013]一种方案是，本发明的多金属阳极靶中一种为低Z金属，另一种为中Z金属。
[0014]另一方面，本发明的多金属阳极靶由两层金属构成。两层金属的多金属阳极靶中，表层金属厚度为0.02 μ m~100 μ m,其下层另一种金属的厚度为0.1mm~5mm。
[0015]—种方案是，本发明的多金属阳极祀一层为低Z金属，一层为高Z金属，表层金属的厚度为0.02 μ m~100 μ m,下层金属的厚度为1_~3_。
[0016]—种方案是，本发明的多金属阳极祀一层为中Z金属，一层为高Z金属，表层金属的厚度为0.05 μ m~50 μ m,下层的金属的厚度为Imm~3mm。
[0017]众所周知，施加给X射线管的管电压为激发阳极靶材料特征X射线的激发电压的3~5倍时，其特征X射线强度与连续谱强度之比大，可以得到信噪比好的测试结果(尽管X射线管的管电压越比该特征X射线的激发电压大得越多，该特征X射线的强度就越大)，这就是现有的利用特征X射线的仪器设备给X射线管施加管电压的通常规则。
[0018]对于本发明的X射线管，根据选用阳极靶中的一种金属的K a特征X射线(波长)的激发电压，以及前述施加给X射线管管电压的规则，给X射线管施加其激发电压3~5倍的管电压时，其特征X射线强度与连续谱强度之比大，但是，为了获得强度更大的该特征X射线强度，亦可以给X射线管施加更高的管电压。
[0019]包括K系的特征X射线强度Im与X射线管管电压V、管电流i的关系为:
Im=Pi (V-Vm) n
式中，P和η——常数，η等于1.5~2 (K系的η=1.5，L系的η=2)；
Vm——某一特征X射线系的激发电压。[0020]从上式可看出，在管功率一定时，增大管电压V比增大管电流i能够得到更大的特征X射线强度im。
[0021]就本发明的X射线管使用而言，使用大于5倍激发电压的管电压，就可以得到强度更大的相应特征X射线，即使其特征X射线强度与连续谱强度之比减小，并且，在管电流强度不变的情况下，管电压越大，相应特征X射线的强度越大。为了获得其阳极靶中所有金属的K系特征X射线，施加给所述X射线管的管电压要大于其阳极靶中最重(最高原子序数)金属的K系特征X射线的激发电压，并且，在管电流强度不变的情况下，管电压越大，各特征X射线的强度也越大。
[0022]我们知道，为了获得波长较长的特征X射线，采用低Z金属制作阳极靶；为了获得波长较短的特征X射线，采用中Z金属制作阳极靶；为了获得波长更短的特征X射线，采用高Z金属制作阳极革巴。
[0023]对于各金属的含量在多金属阳极靶中呈均匀分布的X射线管，根据所述的X射线管最大功率以及所述的X射线管的最大使用电压，改变各金属的原子数量百分比，从而可以改变各靶材金属发出的Ka等特征X射线的强度比；升高所述X射线管的管电压和功率，提高其阳极靶各金属发出的K a等特征X射线的强度，为此，主要从多金属阳极靶的各金属含量比、X射线管的最大使用电压和功率的这两方面设计制造所述阳极靶的X射线管，得到同时满足强度要求的所需金属的特征X射线。
[0024]本发明米用的多金属阳极祀可以由一种高Z金属、一种中Z金属和一种低Z金属均匀分布构成的X射线管，如均匀分布的T1、Cu、W多金属阳极靶的X射线管，其T1、Cu、W的原子数量比可以为I?3:1?3:5?10，其最大使用电压为160?320KV，其最大功率为2 ?3KW。
[0025]而且，对于使用方常用的两种金属特征X射线，可以采用相应的两种金属作为阳极靶材。作为本发明的一种X射线管，本发明采用的两种金属制作阳极靶，获得强的使用方常用的两种相应金属特征X射线。特别地，一种低Z金属(如Cr、Ti等)与一种中Z金属(如CiuMo等)制作X射线管的阳极靶，就可以获得常用的获得波长较长的特征X射线(如CrKa、TiKa等)与波长较短的特征X射线(CuKa、MoK a等);一种低Z金属(如Cr、Ti等)与一种高Z金属(如W、U等)制作X射线管的阳极靶，满足本发明的X射线管既可以发出波长较长的特征X射线(如CrKa、TiK a等)，也可以发出波长更短的特征X射线(如WK a、UK a等)；一种中Z金属(如Fe、Cu等)与一种高Z金属(如W、U等)制作X射线管的阳极靶，满足本发明的X射线管既可以发出波长较短的特征X射线(如FeK a、CuK a等)，也可以发出波长更短的特征X射线(如WK a、UK a等)，达到方便使用的目的。
[0026]对于一种低Z金属和一种高Z金属制备的多金属阳极靶，根据需要，改变两种金属的原子数量百分比，从而改变较低Z金属发出的较长波长的Ka特征X射线与高Z金属发出的较短波长的K a特征X射线的强度比，制备所述X射线管的阳极靶材，如Cr与U的原子数量比为1:6?30的Cr-U合金靶材，Co与W的原子数量比为1:5?25的Co-W靶材
坐寸ο
[0027]另一类为一层低Z金属与一层高Z金属呈层状构成的多金属阳极祀,根据其表层为低Z金属或为高Z金属而分成两种。一种为其表层为低Z金属(如Cr、Ti等)，直接承受电子束轰击，发出(波长较长的)相应特征X射线(如CrK a , TiKa等)；其下层为高Z金属(如W、U等)，承受穿过表层低Z金属的电子束轰击，发出(波长更短的)相应特征X射线(如WKa ,UKa等)。另一种为其表层为高Z金属(如W、U等)，直接承受电子束轰击，发出(波长更短的)相应特征X射线(如WK a、UK a等);其下层为低Z金属(如Cr、Ti等)，承受穿过表层高Z金属的电子束轰击，发出(波长较长的)相应特征X射线(如CrK a、TiK a等)。
[0028]对于各金属均匀分布的多金属阳极靶的X射线管，本发明的X射线管的多种金属特征X射线的发出:从阴极灯丝发出的电子束在高压电场作用下轰击阳极靶，在加在阴极和阳极的管电压大于阳极靶中的金属原子或金属离子的特征X射线的激发电压的情况下，阳极靶发出的特征X射线穿过厚度很薄的铍窗(吸收很弱)，从铍窗透射出的特征X射线即为获得的特征X射线，并且，当管电压大于阳极靶中最重(最高原子序数)金属的K系特征X射线的激发电压，就能够发出阳极靶中所有金属的K系特征X射线，经铍窗透射而出，获得所有金属的K系特征X射线。
[0029]对于由两种金属呈层状构成的阳极靶的X射线管，在高压电场作用下轰击阳极靶的电子束，该电子束除了与阳极靶表层金属发生作用而激发出其特征X射线(经铍窗透射而出，)的部分外，还有一部分电子束将穿过表层金属轰击阳极靶下层的另一种金属而激发出下层金属的特征X射线，穿出表层金属，从铍窗透射而出，就获得表层金属和下层的两种金属的K系特征X射线。显然，当加在阴极和阳极的管电压小于金属的K系特征X射线的激发电压的情况下，经铍窗透射而出的就不会包含相应金属的K系特征X射线。X射线管的阳极革巴表层金属的厚度为0.02 μ m?100 μ m,阳极革巴下层金属的厚度为0.1mm?5mm,当然，X射线管的阳极靶表层金属越薄，就有越多的高动能电子穿透阳极靶表层金属轰击阳极靶下层的另一种金属，被轰击的下层金属发出的特征X射线光子就越多，强度就越强。
[0030]特别地，一层低Z金属与一层高Z金属在阳极靶中呈层状构成的X射线管，以及一层中Z金属与一层高Z金属在阳极靶中呈层状构成的X射线管，其阳极靶表层金属1-1的厚度为0.05 μ m?100 μ m,阳极祀下层的另一种金属1-2的厚度为Imm?3mm。
[0031]综上所述:本发明提供的用于X射线测试分析仪器设备X射线管，能发出多种金属的特征X射线，不需要更换不同靶的X射线管以及其它安装调试工作，只要该X射线管的阳极靶中包含了所需要的金属，将该X射线管的管电压加到适当高的电压，就能够获得足够强的所需靶金属的Ka系特征X射线，以及足够强的不同波长的其它靶金属K a系特征X射线，极大地方便了仪器使用方针对不同需求的测试分析，免除了更换不同的X射线管等的不便，适应了需要多种金属的特征X射线进行测试分析的需求，提高了工作的效率和精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0033]图1为X射线管结构示意图
图2为钥靶X射线管发出的X射线谱
图3本发明的实施例1、实施例2、实施例3、实施例4的各金属含量在阳极靶材中呈均匀分布的X射线管；
图4为本发明的实施例5、实施例6、实施例7、实施例8的一层金属与一层其它金属呈层状构成阳极靶的X射线管。[0034]图中，图3 (b)和图4 (b)分别为图3 (a)、图4 (a)中的阳极靶及其附近(圆圈部分)的放大；1为阳极靶、2为电子束、3为阴极、4为发出的X射线、5为铍窗、6为阳极靶I的铜基座，1-1为层状阳极靶的表层金属，1-2为层状阳极靶的下层(另一种)金属。
【具体实施方式】
[0035]本发明中，除了阳极靶为多金属或合金以外，本发明的X射线管结构与通常的X射线管相同。图3、图4分别为为本发明的X射线管示意图，图3 (b)和图4 (b)分别为图3(a)、图4 (a)中的阳极靶及其附近(圆圈部分)的放大。I为两种或两种以上的不同原子序数的金属原子或金属离子构成的阳极靶，2为经聚焦罩聚焦的、在高压电场作用下轰击阳极靶I的电子束，3为发出电子束2的阴极(包括灯丝等)，4为阳极靶I发出的X射线，5为铍窗，6为阳极靶I的铜基座(内有冷却水路或冷却绝缘油路，接高压阳极)。图3 (b)中的阳极靶I为各金属的含量在阳极靶材中呈均匀分布的阳极靶；图4 (b)中的阳极靶为表层层金属1-1与另一层其它金属1-2在阳极靶中呈层状构成的阳极靶。
[0036]本发明的X射线管靶材为多种金属合金或金属制备而成，其阳极靶的制备分为两大类:
一类为阳极靶中各金属的含量在阳极靶中呈均匀分布的阳极靶，见图3 ;另一类为一层金属1-1与另一层其它金属1-2呈层状构成的阳极靶，见图4。
[0037]对于如图3所示的这一类各金属均匀分布的阳极靶I的X射线管，本发明的X射线管的多种金属特征X射线的发出:如图3所示，从阴极灯丝3发出的电子束2在高压电场作用下轰击阳极靶1，在加在阴极和阳极的管电压大于阳极靶中的金属原子或金属离子的特征X射线的激发电压的情况下，阳极靶I发出的特征X射线4穿过厚度很薄的铍窗5(吸收很弱)，从铍窗5透射出的特征X射线4即为获得的特征X射线，并且，当管电压大于阳极靶中最重(最高原子序数)金属的K系特征X射线的激发电压，就能够发出阳极靶中所有金属的K系特征X射线，经铍窗5透射而出，获得所有金属的K系特征X射线。
[0038]对于如图4所示的一类由两种金属呈层状构成的阳极靶I的X射线管，在高压电场作用下轰击阳极靶的电子束2，该电子束除了与1-1的阳极靶表层金属发生作用而激发出其特征X射线(经铍窗5透射而出，)的部分外，还有一部分电子束将穿过表层金属轰击阳极靶下层1-2的另一种金属而激发出下层金属的特征X射线，穿出表层1-1金属，从铍窗5透射而出，就获得表层金属和下层的两种金属的K系特征X射线。显然，当加在阴极和阳极的管电压小于金属的K系特征X射线的激发电压的情况下，经铍窗5透射而出的就不会包含相应金属的K系特征X射线。X射线管的阳极靶表层金属1-1的厚度为0.02μπι?100 μ m,阳极祀下层金属1-2的厚度为Imm?5mm,当然,X射线管的阳极祀表层金属1_1越薄，就有越多的高动能电子穿透阳极靶表层金属1-ι轰击阳极靶下层的另一种金属，被轰击的下层金属1-2发出的特征X射线光子就越多，强度就越强。
[0039]实施例1:参见图3，一种由T1、Cu、W在阳极靶材中呈均匀分布的X射线管，其T1、Cu、W的原子数量比为1:1:8，其最大使用电压为225KV，其最大功率为3KW，X射线管可以发出 TiK α、或 CuK a +TiK α、或 WK a +CuK a +TiK α。
[0040]对于TiKa、CuKa而言，由于T1、Cu原子在靶中的比列较小，为了使得该X射线管发出足够的TiKa、CuKa射线强度，在管电流不变的情况下，可以通过提高管电压而达到和超过管电压较小时的阳极靶为纯Ti或纯Cu时发出的TiKa或CuKa的射线强度，例如，对于CuKa而言，本X射线管管电压为IlOKV时发出的CuKa强度与同样管电流、30KV管电压的纯铜靶X射线管发出的CuKa强度相等。
[0041]在本X射线管使用中，推荐:在管电流不变的情况下，为了获得足够强度的TiKa，施加40KV~225KV的管电压；在管电流不变的情况下，为了获得足够强度的CuKa，施加50KV~225KV的管电压；为了获得足够强度的WK a，施加160KV~225KV管电压，同时发出的CuKa ,TiKa亦很强。
[0042]实施例2:参见图3，一种由Co、W在阳极靶材中呈均匀分布的X射线管，其Co、W的原子数量比为1:15，其最大使用电压为320KV，其最大功率为3KW，X射线管可以发出CoK a、或 WK a +CoK a。
[0043]为了使得该X射线管发出足够的CoKa射线强度，在管电流不变的情况下，可以通过提高管电压而达到和超过管电压较小时的阳极靶为纯Co时发出的CoKa的射线强度。
[0044]在本X射线管使用中，推荐:在管电流不变情况下，为了获得足够强度的CoKa，施加50KV~225KV的管电压；为了获得足够强度的的WKa (当然，CoK a亦很强)，施加160~320KV管电压。
[0045]实施例3:参见图3，一种由Cr、U在阳极靶材中呈均匀分布的X射线管，其Cr、U的原子数量比为1:25，其最大使用电压为450KV，其最大功率为2.5KW，X射线管可以发出CrKa、或 UK a +CoKa。
[0046]为了使得该X射线管发出足够的CrKa射线强度，在管电流不变的情况下，可以通过提高管电压而达到和超过管电压较小时的阳极靶为纯Cr时发出的CrKa的射线强度。
[0047]在本X射线管使用中，推荐:在管电流不变情况下，为了获得足够强度的CrKa，施加1301^~4501^的管电压；为`了获得足够强度的的皿(1 (当然，CrKa亦强)，施加260~450KV管电压。
[0048]实施例4:参见图3，一种由Cr、Cu在阳极靶材中呈均匀分布的X射线管，其Cr、Cu的原子数量比为1:1，其最大使用电压为60KV，其最大功率为2.5KW，X射线管可以发出CrK a、CuK a。
[0049]在本X射线管使用中，推荐:为了获得足够强度的Cr、Cu的特征X射线，施加25KV~60KV的管电压。
[0050]实施例5:参见图4，一种由一层低Z金属Cr与一层高Z金属U在阳极靶中呈层状构成的X射线管，其中，阳极靶表层为厚度是0.15 μ m的低Z金属Cr，阳极靶的高Z金属U层在低Z金属层之下，高Z金属U层的厚度为2mm，其最大使用电压为320KV~450KV及以上，其最大功率为1.5KW，X射线管可以发出CrKa、或UK a+CrK a。
[0051]为了使得该X射线管发出足够的CrKa射线强度，在管功率不变的情况下，可以通过提高管电压而达到和超过管电压较小时的阳极靶为纯Cr时发出的CrKa的射线强度。
[0052]在本X射线管使用中，推荐:在管电流不变的情况下，为了获得足够强度的Cr特征X射线，施加50KV~320KV及以上的管电压；为了获得足够强度的UKa (当然，CrKa亦强)，施加200KV~320KV及以上的管电压。
[0053]实施例6:参见图4, 一种由一层低Z金属Cr与一层高Z金属U在阳极祀中呈层状构成的X射线管，其中，阳极靶表层为厚度是100 μ m的低Z金属Cr，阳极靶的高Z金属U层在低Z金属层之下，高Z金属U层的厚度为1mm，其最大使用电压为320KV?450KV，其最大功率为2.5KW，X射线管可以发出CrKa、或UK a +CrKa。
[0054]为了使得该X射线管发出足够的CrKa射线强度，在管功率不变的情况下，可以通过提高管电压而达到和超过管电压较小时的阳极靶为纯Cr时发出的CrKa的射线强度。
[0055]在本X射线管使用中，推荐:在管电流不变的情况下，为了获得足够强度的Cr特征X射线，施加50KV?320KV及以上的管电压；为了获得足够强度的UKa (当然，CrKa亦强)，施加200KV?320KV及以上的管电压。
[0056]实施例7:参见图4, 一种由一层高Z金属W与一层中Z金属Mo在阳极祀中呈层状构成的X射线管，其中，阳极靶表层为厚度是5 μ m的高Z金属W，阳极靶的中Z金属Mo层在高Z金属W层之下，中Z金属Mo层的厚度为3mm，其最大使用电压为225KV及以上，其最大功率为2.5KW，X射线管可以发出MoKa、或WK a +MoKa。
[0057]为了使得该X射线管发出足够的MoKa射线强度，在管功率不变的情况下，可以通过提高管电压而达到和超过管电压较小时的阳极靶为纯Mo时发出的MoKa的射线强度。
[0058]在本X射线管使用中，推荐:在管电流不变的情况下，为了获得足够强度的MoKa特征X射线，施加70KV?225KV及以上的管电压；为了获得足够强度的WK a (当然，MoK a亦强)，施加160KV?225KV及以上的管电压。
[0059]实施例8:参见图4, 一种由一层高Z金属W与一层中Z金属Mo在阳极祀中呈层状构成的X射线管，其中，阳极靶表层为厚度是20 μ m的高Z金属W，阳极靶的中Z金属Mo层在高Z金属W层之下，中Z金属Mo层的厚度为2mm，其最大使用电压为225KV及以上，其最大功率为2KW，X射线管可以发出MoKa、或WK a +MoKa。
[0060]为了使得该X射线管发出足够的MoKa射线强度，在管功率不变的情况下，可以通过提高管电压而达到和超过管电压较小时的阳极靶为纯Mo时发出的MoKa的射线强度。
[0061]在本X射线管使用中，推荐:在管电流不变的情况下，为了获得足够强度的Mo特征X射线，施加70KV?225KV及以上的管电压；为了获得足够强度的WKa (当然，MoKa亦很强)，施加160KV?225KV及以上管电压。
[0062]虽然本发明已通过上述优选的实施例和附图进行披露，但本发明不受这些实施例的限制。其他根据本发明的精神和范围做出的的变动与修改，并不脱离本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种X射线管，其特征在于:x射线管的阳极靶为多金属阳极靶，多金属阳极靶由多种金属或金属合金制备而成，给所述X射线管施加大于所需金属K系特征X射线的激发电压的管电压，就能够发出所需的金属K系特征X射线，并且，给所述X射线管施加大于多金属阳极靶中最高原子序数金属的K系特征X射线的激发电压的管电压，就能够发出多金属阳极靶中所有金属的K系特征X射线。
2.如权利要求1所述的X射线管，其特征在于:所述多金属阳极靶中的各金属为均匀分布。
3.如权利要求2所述的X射线管，其特征在于:所述X射线管的多金属阳极靶，根据所述的X射线管最大功率以及所述的X射线管的最大使用电压，改变各金属的原子数量百分t匕，从而可以改变各靶材金属发出的Kd等特征X射线的强度比；升高所述X射线管的管电压和功率，提高其阳极靶各金属发出的K α等特征X射线的强度，主要从这两方面设计制造所述阳极靶的X射线管，得到同时满足强度要求的所需金属的特征X射线。
4.如权利要求1或2或3所述的X射线管，其特征在于:所述多金属阳极靶中，一种金属为高Z金属，一种金属为中Z金属,和一种低Z金属。
5.如权利要求1或2所述的X射线管，其特征在于:所述多金属阳极靶中一种为中Z金属，另一种为高Z金属。
6.如权利要求1或2或3所述的X射线管，其特征在于:所述多金属阳极靶中一种为低Z金属，另一种为高Z金属。
7.如权利要求1或2或3所述的X射线管，其特征在于:所述多金属阳极靶中一种为低Z金属，另一种为中Z金属。
8.如权利要求4所述X射线管，其特征在于:所述多金属阳极靶为均匀分布的T1、Cu、W，其T1、Cu、W的原子数量比为I~3:1~3:5~10，所述X射线管最大使用电压为160~320KV，其最大功率为2~3KW。
9.权利要求8所述X射线管，其特征在于:所述多金属阳极靶为均匀分布的T1、Cu、W，其T1、Cu、W的原子数量比为1:1:8，其最大使用电压为225KV，其最大功率为3KW，当施加40KV~225KV的管电压，获得强的TiKa ;当施加50KV~225KV的管电压，获得强的TiK a、CuKa特征X射线；施加160KV~225KV管电压，获得强的WKa特征X射线，同时发出的CuK a、TiK a特征X射线亦强。
10.如权利要求5所述的X射线管，其特征在于:所述多金属阳极靶为均匀分布的Co和W，Co与W的原子数量比为1:5~25，所述X射线管最大使用电压为225KV~450 KV及以上，其最大功率为2KW~3KW，X射线管可以发出CoKa特征X射线、或WK a+CoK a特征X射线。
11.如权利要求10所述的X射线管，其特征在于:所述多金属阳极靶的Co、W的原子数量比为1:15，所述X射线管最大使用电压为320KV，施加50KV~225KV的管电压，获得强的CoKa特征X射线；施加160~3201^管电压，获得强的歷(1特征X射线，同时发出的CoK a特征X射线亦强。
12.如权利要求6所述的X射线管，其特征在于:所述多金属阳极靶为均匀分布的Cr和U, Cr与U的原子数量比为1:6~30，所述X射线管最大使用电压为225KV~450 KV及以上，其最大功率为IKW~2.5KW，X射线管可以发出CrKa特征X射线、或UK a+CrK a特征X射线。
13.如权利要求12所述的X射线管，其特征在于:其多金属阳极靶的Cr、U的原子数量比为1:25，所述X射线管最大使用电压为450 KV，施加50KV~450KV的管电压，获得强的CrKa特征X射线；施加260~4501^管电压，获得强的皿(1特征X射线，同时发出的CrK a特征X射线亦强。
14.如权利要求7所述的X射线管，其特征在于:其多金属阳极靶为均匀分布的Cr、Cu，CrXu的原子数量比为1:1，所述X射线管最大使用电压为60KV，其最大功率为2.5KW，施加25KV~60KV的管电压，获得强的CrK a特征X射线和强的CuK a特征X射线。
15.如权利要求1所述的X射线管，其特征在于:所述多金属阳极靶由两层金属构成。
16.如权利要求15所述的X射线管，其特征在于:多金属阳极靶表层金属厚度为0.02 μ m~100 μ m,多金属阳极祀下层另一种金属的厚度为1mm~5mm。
17.如权利要求15所述的X射线管，其特征在于:所述多金属阳极靶，根据所述的X射线管最大功率以及所述的X射线管的最大使用电压，改变表层金属的厚度，从而可以改变各靶材金属发出的Ka等特征X射线的强度比；升高所述X射线管的管电压和功率，提高其阳极靶各金属发出的Ka等特征X射线的强度，主要从这两方面设计制造所述阳极靶的X射线管，得到同时满足强度要求的两种金属的特征X射线。
18.如权利要求15或16或17所述的X射线管，其特征在于:所述多金属阳极靶一层为低Z金属，一层为高Z金属,表层金属的厚度为0.1 μ m~50 μ m,下层金属的厚度为Imm~3mm。
19.如权利要求18所述的X射线管，其特征在于:所述多金属阳极靶的表层为低Z金属，下层为高Z金属。
20.如权利要求19所述的X射线管，其特征在于:其多金属阳极靶表层为厚度是0.15 μ m的金属Cr，阳极靶的2mm厚金属U层在金属Cr层之下，所述X射线管最大使用电压为320~450KV及以上，其最大功率为1.5 KW~2.5KW，X射线管可以发出CrK a特征X射线、或UK a特征X射线+CrK a特征X射线。
21.如权利要求19所述的X射线管，其特征在于:其多金属阳极靶表层为厚度是100 μ m的金属Cr，阳极靶的Imm厚金属U层在金属Cr层之下，所述X射线管最大使用电压为320~450KV及以上，其最大功率为1.5 KW~2.5KW，X射线管可以发出CrK a特征X射线、或UK a特征X射线+CrK a特征X射线。
22.如权利要求20或21所述的X射线管，其特征在于:施加50KV~320KV的管电压，获得强的CrK a ;施加200~450KV及以上的管电压，获得强的UK a特征X射线，同时发出的CrK a特征X射线亦很强。
23.如权利要求15或16或17所述的X射线管，其特征在于:所述X射线管多金属阳极靶由一层中Z金属与一层高Z金属呈层状构成，多金属阳极靶表层金属的厚度为0.02 μ m~100 μ m,多金属阳极祀下层的另一种金属的厚度为1mm~3mm。
24.如权利要求23所述的X射线管，其特征在于:所述多金属阳极靶表层厚度是5μπι的中Z金属Mo，下层为3mm厚高Z金属W，所述X射线管最大使用电压为225KV及以上，其最大功率为1.5~2.5KW，X射线管可以发出MoK a特征X射线、或WK a特征X射线+MoKa特征X射线。
25.如权利要求23所述的X射线管，其特征在于:所述多金属阳极靶表层为厚度是20 μ m的W,阳极祀的2mm厚金属Mo层在金属W层之下,所述X射线管最大使用电压为225KV及以上，其最大功率为1.5~2.5KW，X射线管可以发出MoKa特征X射线、或WK a特征X射线+MoK a特征X射线。
26.如权利要求24或25所述的X射线管，其特征在于:施加70KV~225KV的管电压，获得强的MoK a ;施加160~225KV及以上管电压，获得强的WK a特征X射线，同时发出的MoKa特征X射线亦强。
【文档编号】H01J35/08GK103474317SQ201310441308
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月25日 优先权日:2013年9月25日
【发明者】张鹏程, 郑林, 李瑞文, 张忠东 申请人:四川艺精科技集团有限公司, 四川材料与工艺研究所, 丹东市无损检测设备有限公司, 西南技术工程研究所