X射线组件及涂层的制作方法

X射线组件及涂层的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本公开内容总体上涉及生成X射线的组件以及形成X射线组件的方法。X射线组件可以用于分析样本、X射线成像、灭菌以及其它应用。X射线组件通常可以包括将电子流定向到真空中的阴极、以及接收电子的阳极。当电子与阳极上的靶标碰撞时，其中一些能量可以作为X射线被发射，而其中一些能量可以作为热量被释放。所发射的X射线可以在样本处被定向以确定关于样本的信息。
[0002]要求保护的主题不限于解决任何缺点的实施例或者仅在诸如以上所描述的环境中操作的实施例。提供这一【背景技术】仅用于说明能够在其中实践所描述的实施例中的一些实施例的一个示例性技术领域。

【发明内容】

[0003]本公开内容总体上涉及X射线组件以及形成X射线组件的方法。
[0004]在一个示例实施例中，一种阳极组件可以包括阳极基座、靶标和沉积材料。阳极基座可以由第一材料形成并且可以包括在具有第一横截面尺寸的第一部分与具有大于第一横截面尺寸的第二横截面尺寸的第二部分之间的锥形部。靶标可以定义被定位在阳极基座的第一端上在第一部分处的X射线发射面。靶标可以包括不同于第一材料的第二材料。沉积材料可以被定位在阳极基座的涂覆部分上方。沉积材料可以包括第二材料，并且涂覆部分可以从第一端延伸涂覆长度。
[0005]在一些方面，一种形成X射线组件的方法可以包括提供由第一材料形成并且包括第一端的阳极基座。该方法可以包括在阳极基座的第一表面上方沉积不同于第一材料的第二材料以形成阳极基座的涂覆部分。涂覆部分可以被配置成使得一些后向散射的电子没有行进越过涂覆部分。
[0006]本
【发明内容】
介绍简化形式的概念的选择，这些概念在下面在“具体实施例”中进一步描述。本
【发明内容】
没有指示关键特征、基本特性或者要求保护的主题的范围。
【附图说明】
[0007]图1是X射线组件的实施例的视图；
[0008]图2A是图1的X射线组件的部分的视图；
[0009]图2B是图1的X射线组件的部分的视图；
[0010]图3是图1的X射线组件的部分的视图；
[0011 ]图4是X射线组件的部分的视图；以及
[0012]图5A-图5C是各种X射线组件的部分的横截面视图。
【具体实施方式】
[0013]现在将参考附图，在附图中，相似的结构将用相似的附图标记来提供。附图是示例实施例的非限制性的、图解的和示意性的表示，并且并不一定按比例绘制。
[0014]附图描绘示例实施例的各种方面，通常涉及具有被容纳在真空封壳内的阴极组件和阳极组件的X射线组件。X射线组件可以生成X射线，X射线在样本处被定向以获取关于样本的信息。
[0015]图1图示用于X射线荧光仪器的X射线组件30的示例。图2A图示图1的X射线组件30的部分的更详细的视图。联合参考图1和图2A，将进一步详细地描述X射线组件30』射线组件30可以是X射线源和/或X射线管。X射线组件30包括在第一端与第二端之间延伸的本体。X射线发射窗口 32可以定位在X射线组件30的第一端处。阴极组件36和阳极组件38可以容纳在X射线组件30的真空封壳内。阳极组件38可以包括被定位在X射线发射窗口 32附近并且与X射线发射窗口 32间隔开的靶标82(在图2A中指示，在图1中为了清楚而省去了标记)。
[0016]阳极组件38可以被配置成在50千伏(kV)的电压下和/或在合适的容限范围内操作。在其它配置中，阳极组件38可以被配置成在任意其它合适的电压电平下操作。真空封壳34可以被诸如高压绝缘体40等任意合适的绝缘体部分地密封。高压绝缘体40可以被形成X射线组件30的本体的部分的灌封(potting)材料42环绕。阳极引线44可以电耦合到阳极组件38，并且两个细丝(filament)引线45a和45b可以电耦合到阴极组件36。至少一个能量检测器54可以被定位在样本52附近以从样本52接收辐射。
[0017]在操作中，电子从阴极组件36的电子发射面46发射并且朝着阳极组件38的X射线发射面48行进。撞击革El标82的X射线发射面48的其中一些电子可以生成X射线。X射线发射窗口 32可以允许其中一些X射线从X射线组件30朝着样本52行进。
[0018]当电子撞击X射线发射面48时，所发射的辐射的特性(例如波长、频率、光子能量和/或其它特性)可以取决于靶标82的组成和/或阳极组件38的电压。靶标82可以由各种材料形成，这取决于所发射的辐射的期望的特性。在一些配置中，靶标82可以至少部分由铑(Rh)、钯(Pd)、钨(W)、银(Ag)、铬(Cr)、钛(Ti)、钼(Mo)或其它合适的材料形成。附加地或者替选地，在一些配置中，阳极组件38的电压可以是50千伏(kV)。
[0019]其中一些所生成的X射线可以从靶标82的X射线发射面48行进通过X射线发射窗口32，并且可以入射样本52。取决于样本52的属性以及X射线的波长，在样本52上投射的其中一些X射线可以穿过样本52，一些可以被样本52吸收，和/或一些可以被样本52反射。能量检测器54可以检测从被照射的样本52发射(或发荧光)的其中一些能量，并且可以获取关于样本52的信息。
[0020]例如，当样本52暴露于诸如X射线等具有大于样本52的原子的电离电势的能量的辐射时，原子可以变为被电离并且喷射电子。在一些情况下，X射线可以足够有能量以从原子的内部轨道排出被紧紧地保持的电子。这可以使得原子的电子结构不稳定，并且在原子的较高轨道中的电子可以“下降”到较低轨道中以填充所留下的空穴(hole)。在下降中，能量可以以辐射的形式被释放，其能量可以等于所涉及的两个轨道的能量差。因此，样本52可以发射辐射，辐射具有其原子的能量特性，并且其中一些所发射的辐射可以被能量检测器54接收。
[0021]能量检测器可以接收包括从样本52发射的辐射的辐射。能量检测器可以检测所接收的辐射的特性，诸如能量水平、波长或者其它特性。所接收的辐射的特性可以用于确定样本52的特性。例如，在一些配置中，所接收的辐射的特性可以用于确定样本52的材料组成的方面。
[0022]用虚线表示的X射线组件30的鼻部(nOSe)50可以是要被定位在样本52附近的X射线组件30的部分。如所图示的，阴极组件36的电子发射面46和/或阳极组件38的X射线发射面48通常可以朝着X射线发射窗口 32被取向。在这样的配置中，鼻部50的尺寸可以被最小化，这可以防止鼻部50干扰或者阻止能量从样本52被辐射。这样的配置还可以防止X射线发射面48被定位成靠近样本52而没有接触鼻部50或者X射线发射窗口 32。将X射线发射面48定位成靠近样本52可以允许更强和/或更短波长的X射线被投射到样本52上，和/或可以减小X射线的耗散和/或散射。将X射线发射面48定位成靠近样本52可以导致更高强度的X射线被投射到样本52上。附加地或者替选地，这样的配置可以允许能量检测器54被定位成靠近样本52以改善对从样本52辐射的能量的接收。
[0023]如所图示的，X射线组件轴56可以延伸通过同轴的X射线组件30和阳极组件38二者的中心。在其它配置中，X射线组件30和阳极组件38 二者可以不同轴，并且X射线组件轴56可以延伸通过X射线组件30或阳极组件38中的仅一者的中心。
[0024]在一些配置中，能量检测器54可以被定位成相对于X射线组件轴56基本上成四十五度(45°)角，如所图示的。当样本52存在时，能量检测器54可以沿着也相对于X射线组件轴56基本上成四十五度(45°)角的方向被定向在样本52处。鼻部50可以被配置(例如定形状和/或定尺寸)成使得其不干扰相对于X射线组件轴56成四十五度(45°)角的检测方向。
[0025]附加地或者替选地，在一些配置中，阴极组件36可以被定位成相对于X射线组件轴56基本上成四十五度(45°)角，如所图示的。在这样的配置中，阴极组件36可以沿着与能量检测器54的角度相对的径向方向成角度，如所图示的。在其它配置中，阴极组件36可以沿着与能量检测器54相同的径向方向成角度。在这样的配置中，阴极组件36的方向可以基本上平行于能量检测器54的方向，但是这两个方向可以共线以允许鼻部50被配置(例如定形状和/或定尺寸)成使得鼻部50不干扰从样本52到能量检测器54行进的辐射。虽然以上描述的成角度配置包括四十五度(45°)角，然而在其它配置中，角度可以变化并且可以包括任意合适的角度。
[0026]在一些配置中，样本52可以被定位在真空室(未示出)内以便被辐射。在这样的配置中，O环沟槽58可以外切(circumscribe)X射线组件30的本体，并且O环沟槽58可以有助于在密封处提供真空室。在其它配置中，O环沟槽58可以省略并且可以使用其它密封或耦合来在样本52周围提供真空室。
[0027]阴极组件36可以包括诸如阴极细丝和聚焦槽(slot)64等电子发射器62。如所图示的，在一些配置中，阴极组件36可以包括具有电子发射器62的聚焦槽64，电子发射器62部分定位在聚焦槽64的内部。电子发射器62可以由任意合适的材料形成，诸如钨。电耦合76可以将电子发射器62|禹合到细丝引线45a和45b。具体地，电親合76的第一引线可以电親合到细丝引线45a，并且电耦合76的第二引线可以电耦合到细丝引线45b。第一引线和第二引线可以延伸通过阴极组件36并且在电子发射器62的相对的侧终止，其中电子发射器62被定位在第一引线与第二引线(未图示)之间。
[0028]在操作中，可以在第一引线与第二引线之间施加电流，以产生撞击被定位在第一引线与第二引线之间的电子发射器62的电子。电子然后可以从阴极组件36被排出并且可以朝着阳极组件38行进。
[0029]聚焦槽64可以被配置成对由电子发射器62生成的电子束的宽度聚焦。在非说明的配置中，电子发射器62可以被整个定位在聚焦槽64的内部。在其它配置中，电子发射器62可以被整个定位在聚焦槽64的外部。在这样的配置中，电子发射器62可以被定位在聚焦槽64附近并且与聚焦槽64对准。
[°03°] 在其中电子发射器62是细丝的一些配置中，将电子发射器62定位在聚焦槽64的外部可以具有诸如改善供给(purveyance)、允许电子发射器62在更小的电压电平下供应合适电平的电子发射等优点。附加地或者替选地，电子发射器62可以在更低的温度下操作和/或可以具有更长的操作寿命，因为形成电子发射器62的材料存在更少的劣化和/或蒸发。另一优点在于，电子发射器62在阴极组件36中的放置可以比在其它阴极组件设计中更容易。另夕卜，电子发射器62可以被更精确地放置，即使在使用各种不同设计的X射线管时。将电子发射器62定位在聚焦槽64的外部可以简化对电子发射器62的定位，可以促进对电子发射器62的精确放置，和/或可以促进降低X射线组件30的生产成本。
[0031]X射线组件30可以适合用于低功率X射线荧光应用。在一些配置中，