一种CT球管的金属与玻璃封接工艺的制作方法

本发明涉及封接工艺，特别涉及一种ct球管的金属与玻璃封接工艺。

背景技术：

ct机是一种功能齐全的病情探测仪器，随着技术的发展，ct机以高分辨能力及直观、准确的诊断效果而得以推广普及，在医疗领域得到广泛的应用。ct球管，也称为x射线管，是ct机中的核心部件，用于产生x射线，ct球管的技术完善与否直接影响ct机的工作效果。x射线管主要包括阳极、阴极和玻璃外壳，阳极包括靶盘、转轴、转子和轴承，阴极包括灯丝、阴极头和阴极芯柱。其工作原理为：用钨丝制成的灯丝，在高温下可发射足够数量的电子，作为电子源；在阳极、阴极间加上由几十千伏至几百千伏的高压形成的强电场作用下，加速电子并形成高速电子流；阳极的作用是吸引电子和加速电子，并使高速运动的电子轰击靶盘靶面，靶面经受电子轰击使其急剧受阻产生x射线。整个x射线管的电极系统封装在高真空的玻璃外壳内，玻璃外壳用以支撑阴、阳两极并提供高速电子飞行和高温灯丝正常工作所必须的真空环境。

为了保证ct球管工作时所需的真空环境，ct球管阳极的转子需要与玻璃外壳连接，但是玻璃外壳若直接与转子连接，比如采用铆钉连接，在温度产生变化或转子高速旋转时，转子与玻璃外壳的接口处容易产生裂缝或者碎裂，因此目前的ct球管通常是通过金属可伐圈实现转子与玻璃外壳之间的连接。目前一般的连接方法是金属可伐圈一端与转子内的轴承衬套连接，金属可伐圈的另一端与玻璃外壳连接，金属可伐圈由膨胀系数与玻璃膨胀系数相近的合金制成，从而避免因温度变化使玻璃外壳在接口处容易产生裂缝或碎裂。

目前，玻璃外壳与金属可伐圈在封接时，首先通过高温将玻璃管与金属可伐圈接触部分软化，随后将金属可伐圈的端部压入到玻璃管的端面内，或者直接采用内径略大于金属可伐圈外径的玻璃管套在金属可伐圈上，从而进行连接，达到接口处不漏气的目的。但是这种封接方式在操作时难以保证能准确将金属可伐圈的端部压入到玻璃管的端面内，并且无论是采用金属可伐圈的端部压入到玻璃管的端面内或是采用玻璃管直接套在金属可伐圈上的方式，其操作困难，连接部位表面粗糙，需要后续增加工序以去除棱角和毛刺，玻璃管与金属可伐圈的融合程度均不高，使得ct球管在工作时，玻璃外壳与金属可伐圈的封接位置容易断裂，ct球管的使用寿命不长。

技术实现要素：

本发明所要解决的问题是提供一种ct球管的金属与玻璃封接工艺，降低了金属与玻璃的封接难度，同时金属和玻璃在封接后封接位置表面光滑，融合程度和强度高，提高ct球管的使用寿命。

为了解决上述技术问题，采用的技术方案如下：

一种ct球管的金属与玻璃封接工艺，其特征在于包括如下步骤：

（1）分别对用于封接的玻璃棒、玻璃管和金属可伐圈进行清洗；

（2）对金属可伐圈进行烧氢处理；

（3）金属可伐圈缠绕熔融玻璃：将玻璃棒的端部在550-800℃下加热至熔融状态，并在750-900℃下对金属可伐圈的开口加热至接近熔融状态，随后使用端部被加热至熔融状态的玻璃棒在金属可伐圈开口的内侧边沿和外侧边沿缠绕上一层熔融状态的玻璃；

（4）金属可伐圈与玻璃管对接：将玻璃管开口在500-650℃下加热直至玻璃管开口处软化，随后将玻璃管开口边沿与金属可伐圈开口边沿熔融状态的玻璃进行对接，再在600-960℃下加热20-30min，使玻璃管开口和金属可伐圈开口的玻璃充分相融；

（5）烧结退火：逐渐降低玻璃管开口与金属可伐圈开口处的烧结温度直到室温，完成金属可伐圈与玻璃管的封接；

（6）处理掉金属可伐圈表面残留的氧化层。

上述处理掉金属可伐圈表面残留的氧化层可采用化学的方式进行处理，也可以采用人工抛光的方法进行处理。

上述的封接工艺首先采用玻璃棒在金属可伐圈处缠绕熔融状态的玻璃，使得玻璃与金属可伐圈的表面结合更紧密，又能起到过渡连接的作用，使软化的玻璃管能直接与金属可伐圈开口熔融状态的玻璃对接，随后再加热使玻璃管与金属可伐圈的玻璃相融，从而将金属可伐圈与玻璃管封接在一起，避免玻璃管在直接加热到熔融状态后，熔融状态下的玻璃管口容易因重力作用变形下垂，难以与金属可伐圈的边沿对准，有效降低金属可伐圈与玻璃管封接的难度，同时金属可伐圈与玻璃管的封接处圆滑光洁、浑然一体，融合程度和强度高，从而有效提高ct球管的使用寿命；另外，在封接之前对金属可伐圈进行烧氢处理，使金属可发圈的表层脱碳，从而避免后续高温封接时在封接位置处产生黑点而破坏整体牢固性和密封性；而在金属可伐圈开口的内侧边沿和外侧边沿缠绕玻璃时，对金属可伐圈的开口加热至接近熔融状态（接近熔融状态即是介于固体与熔融状态之间的过渡状态），此状态下能够避免在该位置形成氧化层，并且使得该处的金属原子相当活跃，能够与熔融状态的玻璃进行相互渗透，金属可伐圈更容易与熔融玻璃结合，并且退火后结合更加紧密，进一步提高封接后的牢固性和密封性；还有在封接完成之后，处理掉金属可伐圈表面残留的氧化层，避免封接处随氧化层的脱落而玻璃。

优选方案中，所述步骤（1）中，采用无水乙醇作为清洗液对玻璃棒和玻璃管的内外壁进行清洗，采用丙酮作为清洗液对金属可伐圈的内外壁进行清洗。通过清洗从而去除玻璃棒、玻璃管和金属可伐圈表面的氧化物、油脂和灰尘。

优选方案中，所述步骤（2）中，烧氢处理是将金属可伐圈放置在氢气炉中并采用氢气进行煅烧，然后在持续输入氢气的条件下进行退火处理。金属可伐圈在氢气炉内的整个煅烧及退火过程中，都是在氢气流的保护下进行，有利于金属可伐圈表层脱碳，高温下由于氢原子的扩散，氢气取代金属可伐圈内部的其他气体，起到排气的作用，使封接位置结合牢固，气密性好。

优选方案中，所述步骤（3）中，对金属可伐圈的开口处加热处理的时间为8-15min。

进一步的优选方案中，所述步骤（3）中玻璃棒对金属可伐圈开口的内侧边沿、外侧边沿缠绕上熔融状态的玻璃，直至内侧边沿、外侧边沿的玻璃汇合形成玻璃层。

优选方案中，所述金属可伐圈的材料为铁镍钴合金。

本发明的有益效果在于：这种ct球管的金属与玻璃的封接工艺，有效降低了金属与玻璃的封接难度，同时金属和玻璃在封接后封接位置表面光滑、气密性好、融合程度和强度高，提高ct球管的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例中金属可伐圈缠绕熔融玻璃的结构示意图；

图2为本发明实施例中金属可伐圈与玻璃管对接时的结构示意图；

图3为本发明实施例中金属可伐圈与玻璃管封接完成封接后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步描述：

如图1-3所示的一种ct球管的金属与玻璃封接工艺，包括如下步骤：

（1）分别对用于封接的玻璃棒、玻璃管1和金属可伐圈2进行清洗：采用无水乙醇作为清洗液对玻璃棒和玻璃管1的内外壁进行清洗，采用丙酮作为清洗液对金属可伐圈2的内外壁进行清洗。通过清洗从而去除玻璃棒、玻璃管1和金属可伐圈2表面的氧化物、油脂和灰尘；

（2）对金属可伐圈2进行烧氢处理：烧氢处理是将金属可伐圈2放置在氢气炉中并采用氢气进行煅烧，然后在持续输入氢气的条件下进行退火处理。金属可伐圈2在氢气炉内的整个煅烧及退火过程中，都是在氢气流的保护下进行，有利于金属可伐圈2表层脱碳，高温下由于氢原子的扩散，氢气取代金属可伐圈2内部的其他气体，起到排气的作用，使封接位置结合牢固，气密性好。

（3）金属可伐圈2缠绕熔融玻璃：将玻璃棒的端部在550-800℃下加热至熔融状态，并在750-900℃下对金属可伐圈2的开口进行加热处理8-15min，直至金属可伐圈2的开口处于接近熔融状态，随后使用端部被加热至熔融状态的玻璃棒在金属可伐圈2开口的内侧边沿和外侧边沿缠绕上一层熔融状态的玻璃，直至内侧边沿、外侧边沿的玻璃汇合形成玻璃层3。

（4）金属可伐圈2与玻璃管1对接：将玻璃管1开口在500-650℃下加热直至玻璃管1开口处软化，随后将玻璃管1开口边沿与金属可伐圈2开口边沿熔融状态的玻璃层3进行对接，再在600-960℃下加热20-30min，使玻璃管1开口和金属可伐圈2开口的玻璃充分相融；

（5）烧结退火：逐渐降低玻璃管1开口与金属可伐圈2开口处的烧结温度直到室温，完成金属可伐圈2与玻璃管1的封接；

（6）处理掉金属可伐圈表面残留的氧化层。

进一步的，所述金属可伐圈2的材料为铁镍钴合金。