一种一体化波纹陶瓷结构的X射线管阴极的制作方法

本实用新型属于医用探测及射线计量检测技术领域，具体地，涉及一种一体化波纹陶瓷结构的X射线管阴极。

背景技术：

X射线管主要用于X射线机、CT机等医疗设备上，在施加外部高压作用下，产生X射线，供医生对患者进行诊断或治疗。

X射线管产生X射线的机理大致如下： X射线管的灯丝 （阴极）在加热状态下，自由电子逸出灯丝表面，形成电子云。在X射线管阴极、阳极间施加高电压情况下（一般为40~150千伏），灯丝处的电子高速飞向靶盘（阳极），撞击阳极靶盘后产生X射线，并通过射线窗口输出有效X射线。在此能量转化过程中，只有1%的电子动能转化为X射线，剩余99%的动能全部转化为热能，通过热辐射或热传导，传至X射线管外，由X射线管套和X射线管散热器带走。具体来说，包括：（1）靶盘的热量（占总热量的90%）一部分辐射到X射线管中部的金属壳上，另一部分透过两端玻壳辐射到X射线管外面，最后一部分通过转子铜套带走。这其中辐射到金属壳的热量最大约占60%，透过玻璃辐射的热量约20%，通过转子铜套带走的热量约20%。（2）阴极的热量（占总热量10%）通过阴极玻璃和金属壳带走。因此，X射线管的热量管理是影响其可靠性及寿命的关键因素之一。

目前，传统X射线管主要采用玻璃绝缘结构，大体结构为：（1）阴极玻璃-中间金属-阳极玻璃结构；（2）整体玻璃-阴极金属-阳极金属结构。如图3所示为现有的X射线管采用玻璃绝缘结构。

传统X射线管主要采用玻璃绝缘结构，由于玻璃的强度和应力限制，因此，玻璃结构不适合大热容量X射线管。

其主要缺点为：

1、玻璃封接部位机械强度低：阴极玻壳承载了阴极头及芯柱的重量，导致在焊接时必然会产生应力，当在一定的热量条件下玻璃会产生裂纹或炸点；

2、工艺复杂，多处焊缝：阴极部位有3处焊缝，多一道焊缝就多了一道漏气的可能性。为了避免漏气，增加必要的工艺步骤保证焊缝的可靠性，从而导致工艺复杂。

技术实现要素：

实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种一体化波纹陶瓷结构的X射线管阴极，解决了X射线管阴极散热性差，并且阴极采用过多焊缝连接，造成的机械强度低容易漏气的问题。

技术方案：本实用新型提供了一种一体化波纹陶瓷结构的X射线管阴极，包括阴极陶瓷和芯柱导电杆，所述芯柱导电杆设置在阴极陶瓷上；其中，所述阴极陶瓷和芯柱导电杆一体成型，所述阴极陶瓷的外壁设有陶瓷波纹。本实用新型的一体化波纹陶瓷结构的X射线管阴极，阴极波纹陶瓷和芯柱一体化技术，陶瓷采用95%、97%、99%的三氧化二铝工业陶瓷，任何形状的波纹或横向的槽开在陶瓷内外表面，波纹陶瓷和可伐的封接结构采用端封、平封、套封以及夹封，其中夹封可以是金属或陶瓷。

进一步的，上述的一体化波纹陶瓷结构的X射线管阴极，所述阴极陶瓷内设有固定套，所述固定套的上端面与阴极陶瓷的内壁连接。设置的固定套用于保证一体化结构的阴极绝缘陶瓷和芯柱导电杆的稳定性。

进一步的，上述的一体化波纹陶瓷结构的X射线管阴极，所述阴极陶瓷的外壁套设有阴极陶瓷夹封环。设置的阴极陶瓷夹封环与阴极陶瓷形成中间金属双面陶瓷的结构，并采用夹封焊接技术，保证部件的同轴度。

进一步的，上述的一体化波纹陶瓷结构的X射线管阴极，所述阴极陶瓷与阴极陶瓷夹封环的上端面之间设有阴极封接可伐。设置的阴极封接可伐将一体化结构的阴极绝缘陶瓷和芯柱导电杆与X射线管整管连接，连接稳定可靠。

进一步的，上述的一体化波纹陶瓷结构的X射线管阴极，所述阴极封接可伐和固定套为4J33或4J34低膨胀合金。采用此材料的合金能够保证钎焊的质量，提高连接强度。

进一步的，上述的一体化波纹陶瓷结构的X射线管阴极，所述芯柱导电杆为镍或可伐4J33或4J34低膨胀合金。采用此材料的合金能够保证钎焊的质量，提高连接强度。

进一步的，上述的一体化波纹陶瓷结构的X射线管阴极，所述阴极陶瓷为95%、97%、99%三氧化二铝工业陶瓷。采用此材料的合金能够保证钎焊的质量，提高连接强度。

进一步的，上述的一体化波纹陶瓷结构的X射线管阴极，所述阴极陶瓷、芯柱导电杆、阴极封接可伐、固定套和阴极陶瓷夹封环高温钎焊，并且一次焊接成型。该结构采用阴极纹陶瓷（95%、97%、99%三氧化二铝工业陶瓷）、阴极封接可伐（4J33或4J34低膨胀合金）、固定套（4J33或4J34低膨胀合金）、芯柱导电杆（镍或可伐4J33或4J34）和阴极陶瓷夹封环（95%、97%、99%三氧化二铝工业陶瓷）高温钎焊，通过模具一次焊接成型，采用中间金属双面陶瓷的夹封焊接技术，保证部件的同轴度。

进一步的，上述的一体化波纹陶瓷结构的X射线管阴极，所述阴极陶瓷包括阴极波纹陶瓷管和陶瓷连接部，所述陶瓷连接部的外壁与阴极波纹陶瓷管的内壁连接，所述芯柱导电杆设置在陶瓷连接部上，所述固定套的上端面与陶瓷连接部的下端面连接，所述阴极封接可伐的一端可夹封在阴极陶瓷的下端面与阴极陶瓷夹封环的上端面之间。设置的阴极波纹陶瓷管有效的增加了陶瓷的表面积2倍以上，能够通过陶瓷快速的带走热量（陶瓷能够承受1400度高温），另外波纹陶瓷能够增加表面爬电距离，保证了高压可靠性；同时陶瓷连接部与阴极波纹陶瓷管为一体结构，将芯柱导电杆设置在陶瓷连接部上，形成阴极陶瓷与芯柱导电杆的一体化结构。

进一步的，上述的一体化波纹陶瓷结构的X射线管阴极，所述阴极封接可伐上设有翻折部。设置的翻折部便于将阴极封接可伐与X射线管的整管连接。

上述技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型所述的一体化波纹陶瓷结构的X射线管阴极，能够更好的承受二次电子轰击，由于陶瓷可以耐受1400度高温，承受二次电子轰击的能力远远高于玻璃，提高了X射线管的寿命；减少了工艺过程，由于采用阴极和芯柱一体化设计，通过高温钎焊一次成型阴极部件，相对于传统X射线多次成型工艺，减少了工艺过程，节约了工艺成本；减少了氩弧焊缝，保证了产品可靠性，本实用新型阴极只有一次氩弧焊接而传统X射线管有3次氩弧焊接减少了焊缝，也就是减少了漏气的可能性，保证了产品的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型所述一体化波纹陶瓷结构的X射线管阴极的结构示意图；

图2为本实用新型所述阴极波纹陶瓷结构的X射线管的结构示意图；

图3为现有X射线管的结构示意图。

图中：1阴极陶瓷、2芯柱导电杆、3陶瓷波纹、4固定套、5阴极陶瓷夹封环、6阴极封接可伐、7阴极波纹陶瓷管、8陶瓷连接部、9翻折部、10金属排气管、20焊缝、30金属壳、40射线窗、50靶盘、60阳极波纹陶瓷、70阳极端封一、80阳极端封二、101阴极玻壳、102阴极芯柱、103焊缝一、104焊缝二、105焊缝三、106金属壳、107射线窗、108阳极靶盘、109阳极玻壳、110玻璃封接处一、111玻璃封接处二。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

如图1所示的一体化波纹陶瓷结构的X射线管阴极，包括阴极陶瓷1和芯柱导电杆2，所述芯柱导电杆2设置在阴极陶瓷1上；其中，所述阴极陶瓷1和芯柱导电杆2一体成型，所述阴极陶瓷1的外壁设有陶瓷波纹3。其中，阴极陶瓷1内设有固定套4，所述固定套4的上端面与阴极陶瓷1的内壁连接。并且，阴极陶瓷1的外壁套设有阴极陶瓷夹封环5。阴极陶瓷1与阴极陶瓷夹封环5的上端面之间设有阴极封接可伐6。阴极陶瓷1、芯柱导电杆2、阴极封接可伐6、固定套4和阴极陶瓷夹封环5高温钎焊，并且一次焊接成型。此外，阴极封接可伐6和固定套4为4J33或4J34低膨胀合金。芯柱导电杆2为镍或可伐4J33或4J34低膨胀合金。阴极陶瓷1为95%、97%、99%三氧化二铝工业陶瓷。该结构采用阴极陶瓷1（95%、97%、99%三氧化二铝工业陶瓷）、阴极封接可伐6（4J33或4J34低膨胀合金）、固定套4（4J33或4J34低膨胀合金）、芯柱导电杆2（镍或可伐4J33或4J34）、阴极陶瓷夹封环5（95%、97%、99%三氧化二铝工业陶瓷）高温钎焊，通过模具一次焊接成型，采用中间金属双面陶瓷的夹封焊接技术，保证部件的同轴度。

另外，阴极陶瓷1包括阴极波纹陶瓷管7和陶瓷连接部8，所述陶瓷连接部8的外壁与阴极波纹陶瓷管7的内壁连接，所述芯柱导电杆2设置在陶瓷连接部8上，所述固定套4的上端面与陶瓷连接部8的下端面连接，所述阴极封接可伐6的一端可夹封在阴极陶瓷1的下端面与阴极陶瓷夹封环5的上端面之间。阴极封接可伐6上设有翻折部9。

如图2所示为本实用新型阴极波纹陶瓷结构在X射线管上的应用。本实用新型的阴极陶瓷1与芯柱导电杆2的一体化成型结构，能够克服图3现有技术中X射线管3处焊缝连接处强度低，容易造成漏气的问题；并且采用的波纹陶瓷结构，增加了绝缘强度，由于采用波纹陶瓷结构，增加了表面爬电距离，也就是增加了绝缘强度。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。