用于将材料涂抹到x射线源的阳极表面的方法和装置、阳极以及x射线源的制作方法

专利名称：用于将材料涂抹到x射线源的阳极表面的方法和装置、阳极以及x射线源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将材料涂抹到X射线源阳极表面的方法和装置。具体而言，
本发明涉及一种用于修复x射线源的阳极或用于在x射线源的表面提供表面结构的方法和装置。此外，本发明还涉及一种具有特定电子光学性质的阳极以及一种包括此类阳极的x
射线源。
背景技术：
X射线源被用于诸如医学应用的各种应用领域，在医学应用中例如可以使用X射线投影和相应的x射线探测器获得待检查患者的二维或三维图像。在X射线源中，经加速
的电子束被引导到阳极的表面。当撞击阳极时，电子被减速同时发射x射线。 阳极的X射线发射表面的结构可能对于X射线源中阳极的X射线发射性质至关重要。 例如，一段时间之后，电子束在X射线管阳极表面上的焦点轨迹可能已经加载热应力和/或机械应力，从而使得可能在阳极表面发生损伤。此类损伤可以是可见变化，例如在焦点轨迹内的裂纹。由于此类损伤，X射线束可能开始越来越闪烁不定，因此X射线束的强度可能会以不可预知的方式变化。 具体而言，由电子束撞击阳极表面所引起的热应力可能导致熔化现象，其中，该熔化效应可能危害真空并且可能急剧增加射线管的拱起。 目前，为了修复受损的阳极，通常通过例如研磨掉受损层来去除在阳极表面上的焦点轨迹的顶层。其中，所去除的阳极材料层的厚度与冶金缺陷的深度处于相同的级别。此去除程序可以重复进行多次。 然而，根据该标准修复方法，通常在阳极的整个X射线发射表面上烧蚀掉材料，而原则上仅有焦点轨迹的特定位置确实受到了损伤并且仅仅这些位置必须被修复。此外，为了使阳极表面平滑而进行的常规材料烧蚀处理只重复很少几次，以免焦点轨迹处阳极的总厚度变得太小。此外，由于通过常规修复方法减小了阳极的厚度，因此，在每次修复处理之后，X射线源内的电子光学器件可能必须进行调整以适应阳极的X射线发射表面的变化位置。 因此，人们可能需要一种用于为阳极的表面提供材料、尤其是用于修复X射线管
的阳极、从而至少部分克服现有技术中的上述缺陷的改进方法和改进装置。 此外，用于X射线管的常规阳极通常具有平的或平坦的由单一材料构成的X射线
发射表面。例如，常规通过将重金属均匀喷镀到衬底的表面来提供X射线表面。因此，阳极
沿其整个X射线发射表面具有相似的X射线发射特征。 然而，人们需要提供一种阳极以及一种用于制备此类X射线源阳极的方法或装
置，其中，该阳极具有在沿x射线发射表面的不同位置具有多种不同x射线发射特征的x射
线发射表面。

发明内容
可以通过根据独立权利要求的主题满足至少部分上述需求。本发明的有利实施例在从属权利要求中加以描述。 根据本发明的第一方面，提出了一种用于将材料局部涂抹到X射线源阳极表面上的方法，所述方法包括确定阳极中将要涂抹材料的表面区域；在所确定的表面区域处涂抹材料；通过在所确定的表面区域使用激光束局部照射来对所涂抹的材料进行选择性的局部烧结；并且，任选地，熔化经烧结的材料。 本发明的第一方面可以被视为是基于这样的理念，即可以仅在阳极上需要新材料的必需位置处涂抹阳极材料，例如在由于持续的热应力和机械应力作用而可能出现的表面凹腔或凹坑处涂抹阳极材料，或者在阳极表面的特定位置处涂抹阳极材料以便提供结构化的阳极表面。为此，可以将阳极材料首先涂抹到阳极表面，随后通过使用激光束进行局部加热而对其熔结并由此将其粘附到表面。 根据本发明第一方面的方法的要旨可以在如下事实中加以理解，即首先确定将要涂抹材料的区域，例如阳极中表面存在例如凹腔或凹坑的受损表面区域；其次，将诸如修复材料或附加阳极材料的材料涂抹到所确定的区域处，例如涂抹到受损表面区域上或中；并且，第三，使用激光束局部烧结所涂抹的材料，随后，任选地，使用例如高能束将其熔化。
因此，可以仅在阳极表面的局部区域涂抹材料，即在阳极例如受损或将要构建结构的区域涂抹材料。与磨损掉整个阳极表面随后更换整个阳极表面层(例如通过化学蒸汽沉积，CVD)相比，仅让受损凹坑或凹腔必须填充修复材料可以节省修复材料。由于诸如像钨、铼或钼之类的重金属的修复材料非常昂贵，因此可以通过应用根据本发明第一方面的方法节约成本。 此外，通过仅为受损凹坑填充修复材料、烧结并随后将其熔化，可以重建阳极的原始表面。因此，在修复阳极之后，可以将其安置于原始的X射线源中而不需要例如重新校准X射线源及其电子光学器件。 此外，使用根据第一方面的方法，可以制备具有结构化表面的阳极。通过将阳极材料局部涂抹到阳极表面，可以在阳极表面形成例如不同高度的隆起，由此局部影响阳极的电子光学属性。或者，可以在阳极表面的不同位置涂抹不同的阳极材料，以便影响从各自的阳极表面区域发射出的X射线辐射。 在下文中，将详细说明根据以上第一方面的方法的可能特性、优点以及实施例。
用于X射线源的阳极可能至少在其被安装到X射线源中后受制于电子束的表面(本文也称之为X射线发射表面)处包括诸如钨、铼或钼的重金属。例如，阳极可以是在其圆周边沿具有X射线发射表面的圆盘。例如，盘状阳极的圆周表面可以以一定的角度倾斜，从而使得来自阴极的电子束可以撞击到该X射线发射表面上，进而使得电子束的方向与所产生的X射线束的方向可以基本上彼此垂直。此类盘状阳极可以在X射线管运行期间旋转，从而使得电子撞击到阳极表面上的位置(本文也称之为焦点轨迹)沿所述阳极的圆形圆周移动。 对于为什么必须将阳极材料涂抹或沉积到阳极表面可能有不同的原因。例如，在X射线源持续运行后阳极的发射表面可能由于在其表面内形成凹坑或凹槽而受到损伤。这些损伤可以用例如未损伤的阳极表面区域作为参考来加以检测。 在已经检测到一个或若干个或所有的受损表面区域后，可以将修复材料涂抹到一些或每个所检测到的区域上或中。其中，可以将修复材料涂抹到整个阳极表面或其中一部分上，或者选择性地仅将修复材料涂抹到所检测到的受损表面区域上/中。正如下面将要进一步描述的，可以以多种不同的方式执行涂抹材料的过程。 然后可以通过所谓选择性激光烧结(SLS)工艺对所涂抹的材料进行局部烧结。其
中，可以通过使用高能激光束进行照射来局部烧结阳极材料的颗粒。为此目的所使用的典
型激光器可以是脉冲激光源或持续性激光源，例如C02激光器和准分子激光器。 选择性激光烧结(SLS)可以被定义为附加的快速制造或修复技术，其涉及使用高
功率激光器将塑料粉末、金属粉末或陶瓷粉末的小颗粒一起熔化成团代表例如所期望的三
维物体的一团。为了进行制造，激光器可以通过扫描例如从粉末基底(bed)表面上将要(例
如根据CAD文件)制造部分的3D数字描述中产生的横截面，来选择性地熔化粉末状的材
料。在扫描了每个横截面之后，粉末基底被降低一层的厚度，在顶部涂抹一层新的材料并且
重复该过程直到完成所期望的部分。 相比于其他方法，可以处理相对大范围的粉末材料。商用材料包括聚合物、金属
(钨、钼等)。该物理工艺可以是完全熔化、部分熔化、液相烧结，并且可以依靠密度达到
100 %的材料实现，并且材料属性与那些来自常规制造方法的材料相当。 根据本发明的实施例，在选择性烧结步骤之后，通过例如应用诸如电子束或高能
激光束的高能束来熔化经烧结的材料。该熔化步骤可以用于增加预烧结材料的密度。其中，
预烧结材料可以被完全液化或部分液化。随后，液化后的材料重新凝固从而在阳极表面优
选产生光滑的表面。 可以在将材料涂抹并烧结到每个分别预确定的表面区域上/中之后直接执行该熔化步骤，或者，所有预确定的或受损的表面区域可以首先覆盖或填充预烧结到表面区域上的材料，然后使整个阳极经过适当的熔化步骤。为此，可以将阳极放置到诸如例如高温熔炉的分离装置中，或者更优选地，放置到用于例如通过诸如电子束或高能激光束的高能束局部熔化预烧结材料的装置中。例如，可以在实际的X射线管内执行该熔化步骤，其中，增加通常用于产生X射线束的电子束的能量以便有足够的能量来局部熔化预烧结的材料。
特别的，假设进行选择性激光烧结所使用的激光器的激光功率高到足以实现密度大致为100%的材料，包括与其边界材料的整合，并且如果将新的重材料涂抹至其位置所使用的光学器件的精度很高，则不需要熔化步骤。然后可以使用SLS激光器直接熔化所涂抹的材料。 根据本发明的实施例，修复材料以含有小颗粒的流体形式涂抹。在本文中，流体可以被定义为能够流动或被喷涂的材料。此类流体可以作为粉末或作为其中小颗粒分散于溶液中的乳剂或浆料提供。可以调整颗粒的大小从而使得受损阳极表面中的典型凹坑可以基本上完全填充修复材料。典型的颗粒大小在介于大约100nm到2iim之间的范围。所述颗粒可以包括类似于原始阳极表面的材料，例如像钨、铼、钼的重金属或其混合物或合金。
所述流体可以以多种不同的方式涂抹到阳极表面。例如，所述流体可以局部地喷淋或印刷到阳极表面上。或者，可以通过首先将所述流体涂抹、例如喷淋到预确定的表面区域上，然后使用例如橡胶滚轴分布这些流体，进而将所述流体涂抹到所述表面区域上。通过使用此类橡胶滚轴，可以将确定受损表面区域以及涂抹修复材料的步骤或多或少地组合为 一个单一步骤，因为橡胶滚轴可以自动地将流体推到阳极表面的损伤凹坑内，同时铲除或 擦拭掉在阳极表面上多余的修复材料。所述修复材料可以被喷淋、印刷或喷涂到受损的阳 极表面，然后通过使用橡胶滚轴分布修复材料，受损表面区域的凹坑优选地填充修复材料。
根据本发明的另一实施例，通过光学检测受损表面区域来执行对将要涂抹材料的 区域的确定。为此，将来自诸如激光器或LED的光源的光指向待处置或修复的阳极表面。可 以将光聚焦成小的斑点。该斑点可以沿所述阳极表面进行扫描。根据从所述阳极表面反射 的光，可以检测出受损表面区域中凹坑的位置、形状和/或体积。为了检测凹坑的深度，可 以布置光源和阳极表面以便形成类似于干涉仪的布置。 通过光学检测受损表面区域，可以可靠且精确地检测出阳极表面中的凹坑或凹 槽，而不会机械接触所述表面，进而避免了任何污染。 此外，根据实施例，可以使用与用于进行选择性激光烧结相同的激光束来检测受 损表面区域。因此，可以减少必需的光源数量。可以在激光器和阳极表面之间提供附加的 光学器件。 根据另一实施例，可以确定受损表面区域中一个凹坑的体积或所有凹坑组合的体 积，优选在涂抹修复材料之前进行确定。知道了此体积，就可以确定修复材料的所需用量。
根据另一实施例，可以依照在先前检测步骤中检测到的局部凹坑的体积来局部涂 抹修复材料。知道受损表面区域中凹坑的体积，可以将大致对应量或稍微过量的修复材料 涂抹到凹坑内。因此，涂抹足量但不过量的修复材料使得不要浪费昂贵的修复材料。
根据另一实施例，按照将材料涂抹到所确定的表面区域上或中、随后对所涂抹的 材料进行选择性熔结的顺序，重复若干次。因此，在阳极表面上一层接着一层地涂抹多层材 料。例如，首先可以将一薄层厚度为几微米的修复材料(层厚依赖于所使用的材料以及其 中平均的颗粒大小)涂抹到受损表面，随后将其烧结，然后可以涂抹并烧结下一层修复材 料，直到重建所述阳极的原始表面。因此，甚至是阳极表面中较深的凹坑也能够填充经烧结 的修复材料。例如，在使用平均材料颗粒大小为1 P m的材料时，层厚可能大约高其3倍。
根据另一实施例，通过局部应用诸如电子束或高能激光束的高能束来熔化经烧结 的材料。虽然预烧结的修复材料可能在其中仍然具有小的凹腔并且因此没有最佳的密度， 但是在熔化后修复材料将充分凝固而没有凹腔并且具有理想的密度。为了仅仅局部熔化预 烧结的修复材料，可以将聚焦的电子束或光束应用于阳极表面中已经预先填充了修复材料 的各受损区域。当所述束具有足够高的能量时，修复材料将局部熔化、流动并填充其中残留 的凹腔，然后重新凝固。 任选地，在熔化了修复材料之后，所修复阳极的表面可以例如通过抛光进行表面 加工。因此，可以使所修复的阳极表面具有所限定的高度，从而使得其精确匹配原始新阳极 的高度。 根据另一实施例，可以在阳极表面的不同位置涂抹并局部烧结不同的材料。如此， 可以制备具有包括不同X射线发射材料的不同区域的阳极。例如，一些表面区域可能包括 钨而其他区域可能包括铼。当例如盘状阳极在运行期间旋转时，这些不同区域将连续经受 电子束的撞击。因此，有时X射线从钨表面发射，而在其他时候，铼表面发射X射线。由于 这些不同的材料发射不同能谱的X射线，因此所发射的X射线能谱可以随时间而不同。使
7用例如能够区别不同X射线能谱的X射线探测器，能够从X射线投影中导出附加的信息。
根据另一实施例，在阳极表面的不同位置以不同的量涂抹并局部烧结材料，从而 得到浮雕结构(relief structured)的阳极表面。此类浮雕结构的阳极可能没有平整的发 射表面但却可以具有阳极材料突出X射线发射表面的预确定的结构。由于此类结构，阳极 表面的电子光学性质和/或X射线光学性质可以局部不同。因此，例如当具有这样非平整X 射线发射表面的盘状阳极在X射线管运行期间旋转时，可以获得具有时变聚焦性质的X射 线束。 根据本发明的另一方面，提供了一种将材料局部涂抹到X射线源的阳极上的装
置，所述装置包括用于固定阳极的固定器；适于将材料涂抹到阳极表面的预确定的区域的
涂抹机构；以及适于局部烧结所涂抹的材料的激光器。 所述装置可以适于执行根据本发明的如上第一方面的方法。 固定器、涂抹机构以及激光器所有这些都可以被包含在一个单一腔室内。然后可 以将待制备或修复的阳极带进该腔室内，并且可以将其安装到固定器上。可以预先确定将 要涂抹阳极材料的位置。例如，可以使用诸如光学检测器的检测器检测阳极表面上的损伤 并且可以使用涂抹机构将修复材料涂抹到这些损伤上/中。随后，可以使用激光器局部烧 结修复材料，其中可以将激光器的焦斑指向在受损表面区域中所涂抹的修复材料上。
根据本发明的实施例，所述装置还包括适于局部熔化经烧结的材料的高能束源。 该高能束源可以包括例如提供能够聚焦到预烧结的材料上的加速电子束的电子束源。可以 在同一腔室内提供所述高能束源作为所述装置的其他部件。或者，可以提供包含所述高能 束源的第二腔室，从而使得将所述阳极首先插入第一腔室内并在该第一腔室内对其进行处 置以涂抹并预烧结修复材料，然后将所述阳极传送至第二腔室以局部使用高能束源熔化预 烧结的修复材料。或者，所述两个腔室可以在两个分离设备中提供。 根据另一实施例，固定器适于使阳极绕中央旋转轴进行旋转。例如如果盘状阳极 要进行修复，则可以调整固定器从而使得阳极可以绕盘的中间轴旋转。当使用固定器旋转 阳极时，在阳极盘的圆周处所提供的X射线发射表面可以沿圆周线进行360。旋转，从而使 得X射线发射表面上的每个点都可以受到涂抹机构、激光器和光学检测器的作用，其中涂 抹机构、激光器和光学检测器全部都被安装在相对于阳极圆周线的固定位置。因此，可以简 单地通过旋转阳极来制备或修复阳极的整个X射线发射表面，而不需要移动涂抹机构、激 光器或检测器终的任何一个。 根据另一实施例，所述装置还包括用于检测在阳极表面中诸如孔或凹坑的损伤的 检测器。所述检测器可以包括光源和适于光学检测阳极表面中损伤的位置、体积和深度中 的至少一个的光检测器。因此，所述装置可以适于光学且非接触地检测涂抹机构将要涂抹 材料的区域。 根据本发明的另一实施例，所述涂抹机构适于将含有小材料颗粒的流体通过喷
淋、印刷以及喷涂中的至少一种方式涂抹到阳极表面上。其中，所述涂抹机构可以适于直接
在检测器所检测到的受损表面区域中选择性地局部涂抹所述流体。此类局部涂抹的精度可
能处于几微米到几百微米的范围内。所述流体可以如粉末一样的干或可以以含有液态粘合
剂的流体乳剂的形式提供，所述流体乳液中包括实际重金属阳极材料的颗粒。 或者，所述涂抹机构可以适于在整个X射线发射表面上涂抹修复材料，并且可以具有用于将修复材料分布并引导到阳极表面内的凹坑或凹槽中的另外装置。例如，可能提 供橡胶滚轴以在待修复阳极的表面上滑动，其中，所述橡胶滚轴铲掉或分布先前涂抹的材 料，并且优选将所述材料推到需要它的区域。 根据本发明的另一实施例，所述装置还包括用于控制激光器的激光斑点的位置、 大小以及功率中至少一个的控制器。例如，可以控制激光器使得其激光斑点沿将要构造结 构或修复的阳极表面的纵向或横向方向移动，从而使得所述激光斑点沿包含例如由检测器 检测出的损伤的表面扫描。可以调整激光斑点的功率从而使得所有在阳极表面上特定位置 所提供的所涂抹材料可以根据例如所涂抹材料层的厚度进行烧结。 根据本发明的另一方面，提供了一种X射线源的阳极，所述阳极包括结构化的阳 极表面。当阳极在X射线管内运行时，所述结构化的阳极表面可以是X射线发射表面。可 以使用上述方法来形成所述结构化的阳极表面。 根据实施例，所述浮雕结构的阳极表面可以包括浮雕结构并且可以是非平整的， 并且可以包括凹表面和凸表面中的一个。所述表面结构适于在所述浮雕结构的表面遭受电 子束撞击时提供特殊的电子光学性质。例如，在X射线发射表面的突出侧壁可以聚焦所发 射的X射线。 根据另一实施例，所述浮雕结构的阳极表面包括对称结构。例如，可以关于盘状阳 极的焦点轨迹成镜像对称。 根据另一实施例，结构化的阳极表面包括包含不同的X射线发射材料的局部表面
区域。因此，根据电子束要照射哪个局部表面区域，可以发射不同特征的X射线。 根据本发明的另一方面，提供了一种X射线管，其包括如参考本发明先前方面所
描述的阳极。 应当注意到的是，本发明的实施例是参考不同的主题加以描述的。具体而言，一些 实施例是参考所述方法加以描述的而其他实施例是参考所述装置加以描述的。然而，本领 域的技术人员应能从说明书中获知，除非另有说明，除了属于一种主题类型的各特征的组 合外，关于不同主题的各特征之间的组合也被认为在本申请中公开了。 本发明的上述定义的各方面和其他方面、特性以及优点能够从下文中将要描述的 实施例的例子中推导出来，并且参考这些实施例的例子加以解释。本发明将在下文中参考 实施例的例子进行详细描述，但本发明并不仅限于此。


图1示意性地示出了包括阳极的X射线管布置； 图2a到2d示意性地表示根据本发明实施例的方法的处理步骤； 图3示出了根据本发明实施例的装置的侧视图； 图4示出了在图3中所示装置的顶视图； 图5示出了根据本发明实施例的具有浮雕结构的X射线发射表面的横截面视图；
图6示出了根据本发明实施例的具有不同局部区域的X射线发射表面的透视图。
应当注意的是，在附图中的插图仅仅是示意性的并且未按比例绘制。此外，在各幅 附图中，为相似或相同的元素提供相同的附图标记。
具体实施例方式
图1示出了包括盘状阳极101和电子源105的X射线管布置。阳极101是盘状的 并且包括诸如鸨、铼或钼的重金属。在其圆周边沿113处，阳极101包括充当X射线发射表 面115的倾斜表面，其用于在被来自电子源105的电子束107照射时发射X射线束109。在 电子束107撞击X射线发射表面115的焦点轨迹111处，在X射线管持续运行后可能发生 裂纹或凹坑。 图2a到2d示出了在根据本发明方法的实施例的不同处理步骤中图1中所指示的 焦点轨迹111周围的区域A。 如图2a所示，可以检测到在焦点轨迹111上所形成的凹坑121并且可以使用来自 第一激光器131的激光束133测量其深度。正如图2a中由箭头所指示的，激光束133或激 光器131本身可以在阳极101如图1所指示地旋转时沿X射线发射表面115进行横向扫描。 因此，可以通过激光束133扫描整个X射线发射表面115上凹坑形式的损伤。
图2b示出了在已经向其涂抹修复材料之后的凹坑121。正如可以在区域B的放大 图示中可以看到的，已经将含有修复材料颗粒141的粉末涂抹到凹坑121的区域。因为提 供了过多的修复材料，所以含有颗粒141的流体稍微突出了凹坑121。 在如图2c所示的随后的处理步骤中，使用高能激光器151烧结颗粒141。同样，激 光器151或激光束153可以沿阳极101的X射线发射表面115扫描，从而使得可以达到整 个X射线发射表面115。通过烧结凹坑121内的修复材料，颗粒141彼此粘附并粘附到凹坑 121内的表面。然而，在经烧结的修复材料内可能留有凹腔。 在如图2d所示的另一处理步骤中，将源自电子源161的高能电子束163指向先前 经烧结的修复材料。电子束163具有如此高的能量以至修复材料的重金属颗粒都熔化了。 因此，先前存在于经烧结的修复材料内的凹腔将消失并且在修复材料重新凝固之后，凹坑 121优选完全填充具有最佳密度的修复材料。由于先前已经使用激光器131(见图2a)测量 了凹坑121的体积，因此可以调整涂抹到凹坑121的修复材料的量，从而使得在重新凝固之 后，凹坑121可以完全填充修复材料但优选没有修复材料突出X射线发射表面115之上。
任选地，在最终处理步骤中，可以抛光X射线发射表面151。 图3以侧视图和4以顶视图示意性地示出了将材料涂抹到X射线源的阳极101的 装置。可以使用其安置于固定器201上的杆状物103来固定阳极101。固定器201适于如 图3中用箭头所指示的那样使阳极101绕其杆状物103旋转。 在阳极101的旋转期间，在存在凹坑121的特定位置首先通过激光器113。激光束 扫描X射线发射表面115以检测凹坑121，并优选测量其体积。 当进一步旋转阳极101时，凹坑121到达用于将修复材料涂抹至X射线发射表面 115的机构203。所述涂抹机构203将含有修复材料颗粒的粉末喷淋到X射线发射表面115 上。 当进一步转动时，凹坑121的位置到达橡胶滚轴205，所述橡胶滚轴夷平并去除掉 多余的修复材料粉末。 进一步转动，填充有修复材料颗粒141的凹坑121到达高能激光器151，在知道由 第一激光器113检测出的凹坑121的位置的情况下，高能激光器151照射先前沉积的修复 材料粉末以便烧结所述修复材料颗粒。
在烧结所述修复材料并因此将其粘附到阳极101的表面之后，可以将阳极101从 用于涂抹修复材料的装置上移除并且安装到另外的装置，或者，任选地，将其安装到原始X 射线管中，其中将高能电子束指向X射线发射表面115。使用此类高能电子束，熔化先前烧 结的修复材料以便在经修复的凹坑121的一侧获得最佳的密度和光滑的表面。
或者，可以将电子束源设置于用于涂抹材料的装置的自身中，从而使得所述材料 可以在涂抹和烧结之后直接被熔化。在此类布置中，不需要移除阳极并将其安装到用于局 部熔化程序的另外装置中，而是能够在适于执行所有处理步骤的单一装置中修复阳极。
将驱动可旋转固定器201的电动机211、用于涂抹材料的机构203、用于检测凹坑 121的激光器113以及用于局部烧结所涂抹材料的激光器151，以及(任选地)电子束源 这些全部连接到控制器221，所述控制器适于基于检测激光器113的检测结果控制例如激 光器151的激光斑的位置、大小和功率以烧结所述材料。为清楚起见，图4中未示出控制器 221。 在图5中，示意性地示出了具有浮雕结构的表面301的盘状阳极101的横截面。浮 雕结构的表面301包括关于垂直于阳极倾斜圆周表面的轴S对称的凹面结构。由此，可以 为从该阳极表面发射的X射线获得聚焦效应。 图6示出了具有结构化表面401的盘状阳极，该结构化表面401具有包括不同X 射线发射材料的表面区域403、405。由于不同表面区域401、403的交替布置，因此在阳极 101绕其轴103旋转且同时用电子束照射到阳极101的焦点轨迹111上的时候发射时变的 X射线。 为了试图非限制性地重新概括本发明的上述实施例，可以说提出了一种用于将 材料涂抹到X射线源的阳极表面上的方法和装置以及相应的阳极。将用于填充X射线发射 表面115中的凹坑121的诸如修复材料的阳极材料涂抹到阳极101的表面。可以使用激光 束133检测出将要涂抹此类材料的位置。随后使用高能激光束151局部烧结所涂抹的含有 诸如钨、铼或钼的阳极材料颗粒141的修复材料。然后使用高能电子束163熔化经烧结的 材料。使用此类方法，可以局部修复阳极的受损表面。或者，为了选择性操纵阳极101的X 射线发射特征，可以在X射线发射表面115上提供含有不同阳极材料的结构或者具有不同 水平面的突出的结构。 应当注意到的是，术语"包括"并不排除其他元素或步骤，并且"一"或"一个"并不 排除多个。同样，结合不同实施例加以描述的各元素可以进行组合。还应当注意到的是，权 利要求中的附图标记不应当被解释为对权利要求范围的限定。
1权利要求
一种将材料局部涂抹到X射线源的阳极(101)的表面(115)上的方法，所述方法包括确定所述阳极中将要涂抹材料的表面区域；将材料涂抹到所确定的表面区域；通过在所确定的表面区域使用激光器(151)束进行局部照射来对所涂抹的材料进行选择性局部烧结。
2. 如权利要求1所述的方法，还包括熔化经烧结的材料。
3. 如权利要求1或2之一所述的方法，其中，以包含小颗粒(141)的流体的形式涂抹所述材料。
4. 如权利要求1到3之一所述的方法，其中，所述材料选自钨、铼和钼中的一个。
5. 如权利要求1到4之一所述的方法，其中，确定所述阳极中将要涂抹材料的表面区域的所述步骤包括光学检测所述阳极的受损表面区域。
6. 如权利要求5所述的方法，其中，使用与用于进行所述选择性烧结相同的激光束检测所述表面区域。
7. 如权利要求5或6之一所述的方法，其中，检测所述阳极的受损表面区域的所述步骤包括检测所述受损区域中凹坑的体积。
8. 如权利要求7所述的方法，其中，根据局部凹坑(121)的体积来局部涂抹材料。
9. 如权利要求1到8之一所述的方法，其中，按照将材料涂抹到所确定的表面区域上、随后对所涂抹的材料进行选择性烧结的顺序，重复若干次。
10. 如权利要求1到9之一所述的方法，其中，通过局部应用高能束来熔化经烧结的材料。
11. 如权利要求1到10之一所述的方法，其中，在所述阳极的所述表面的不同位置涂抹不同的材料并对其进行局部烧结。
12. 如权利要求l到ll之一所述的方法，其中，在所述阳极的所述表面的不同位置涂抹不同量的材料并对其进行局部烧结，从而得到浮雕结构的阳极表面。
13. —种用于将材料局部涂抹到X射线源的阳极(101)上的装置，所述装置包括固定器(201)，其用于固定所述阳极；涂抹机构(203)，其适于在所述阳极的表面(115)上的预定区域涂抹材料；激光器(151)，其适于局部烧结所涂抹的材料。
14. 如权利要求13所述的装置，还包括适于局部熔化经烧结的材料的高能束源。
15. 如权利要求14所述的装置，其中，所述高能束源包括电子束源。
16. 如权利要求13到15之一所述的装置，其中，所述固定器适于使所述阳极围绕中央旋转轴进行旋转。
17. 如权利要求13到16之一所述的装置，还包括用于检测所述阳极的表面中的损伤的检测器。
18. 如权利要求17所述的装置，其中，所述检测器包括光源(131)以及适于光学检测所述阳极的表面中的损伤的位置、体积和深度中的至少一种的光检测器。
19. 如权利要求13到18之一所述的装置，其中，所述涂抹机构适于将包含小材料颗粒的流体通过喷淋、印刷和喷涂中的至少一种方式涂抹到所述阳极的所述表面上。
20. 如权利要求13到19之一所述的装置，还包括用于控制所述激光器(151)的激光斑点的位置、大小和功率中的至少一种的控制器(221)。
21. —种X射线源的阳极(101)，所述阳极包括结构化的阳极表面(301,401)。
22. 如权利要求21所述的阳极，其中，当所述阳极在X射线管内运行时，所述结构化的阳极表面(301,401)是X射线发射表面。
23. 如权利要求21或22所述的阳极，其中，所述结构化的阳极表面(301)包括具有凹表面和凸表面中至少一个的浮雕。
24. 如权利要求21到23之一所述的阳极，其中，所述结构化的阳极表面包括对称结构。
25. 如权利要求21到24之一所述的阳极，其中，所述结构化的阳极表面(401)包括包含不同X射线发射材料的局部表面区域。
26. 如权利要求21到25之一所述的阳极，其中，使用根据权利要求1到12之一所述的方法形成所述浮雕结构的阳极表面。
27. —种X射线管，包括根据权利要求21到26之一所述的阳极(101)。
全文摘要
提出了一种将材料涂抹到X射线源阳极表面上的方法和装置以及相应的阳极。将用于填充X射线发射表面(115)上的凹坑(121)的诸如修复材料的阳极材料涂抹到阳极(101)的X射线发射表面上。可以使用激光束(133)检测出将要涂抹此类材料的位置。随后使用高能激光束(151)对所涂抹的包括诸如钨、铼或钼的阳极材料颗粒(41)的修复材料进行局部烧结。然后可以使用高能电子束(163)熔化经烧结的材料。使用此类方法，可以局部修复阳极的受损表面。或者，可以在X射线发射表面(115)上提供包括不同阳极材料的结构或者具有不同水平面的突出的结构，以便选择性操纵阳极(101)的X射线发射特征。
文档编号H01J35/08GK101779266SQ200880101991
公开日2010年7月14日 申请日期2008年8月4日 优先权日2007年8月8日
发明者G·福格特米尔, R·多沙伊德, R·皮蒂格 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司