陶瓷

X课堂浅谈玻璃X射线管vs金属陶

发布时间:2022/7/18 18:55:40   
产业X射线探测罕用的射线管为玻璃X射线管和金属陶瓷X射线管。由于X射线管的外部壳体须要为X射线管产生一个高度真空且牢固的腔体,将阴极阳极封装在内,是以,该壳体具有高机器强度和高电绝缘强度变得尤其主要。寰球上首支X射线管降生于年,制做人C.H.F.Muller采取了玻璃灯胆的加工工艺,并奠基了以玻璃做为阴阳极绝缘、机关支持、真空密封载体的制做观念。其起因一是由于玻璃易于加工成型,二是成本低,三是彼时玻璃与金属的封装衔接工艺曾经老练(且没有更好的取代本领)。以上前提均为X射线管的大范围临盆推行,以及其在产业与调理畛域的宽广运用缔造了便捷前提。时至本日,玻璃X射线管仍旧在X射线运用畛域据有主要名望。

图:伦琴(X射线发觉者)运用的初期玻璃机关X射线管

但是,在持久的临盆推行中,特别是须要万古间、高强度运转的运用处境下,玻璃X射线管的本能弊病渐渐被人们相识,且发觉它们难以克复:1.玻璃的电气绝缘度低。在X射线管如此的高电压器件中,电子会散射并堆积在玻璃壳体上,若玻璃壳体圆度不平均,壳体上电子的散布也会不平均,这将进一步低沉壳体的绝缘强度,使射线管更轻易产生打火或击穿的危险。是以,为了抬高绝缘耐压能耐,玻璃X射线管在使历时时时须要被浸泡在绝缘油中,但这无形中增多了全面X射线征战的分量,同时也产生运用流程中不易保护的题目。2.玻璃熔点低。在高温加工的流程中,玻璃管团体的圆度和与其余部件组装的周详尺寸难以保证。与此同时,加工中高温的不够会致使管内排气不完全,真空度不高,灯丝寿命短。3.玻璃机器强度低。在机器发抖和攻击境况下轻易破裂。在便携式和可挪动式的X射线运用中,射线管毁坏的概率高。

为相识决保守玻璃X射线管的运用安定性、牢固性题目,20世纪六七十岁月,二次寰球大战中开采出来的金属-陶瓷封装衔接工艺被胜利运用于X射线管的打算制造中,并马上显现出其崇高的本能。图:瑞士COMET公司金属陶瓷X射线管、管芯

1.电气本能安定。金属陶瓷管的管芯金属外壳是接地的,有用散热并消除积攒于管壁的电荷。金属外壳的加工比拟于玻璃吹制,制程更为可控、尺寸精度更高,电荷的散射散布平均。其余,陶瓷的电气绝缘度高,介电常数是玻璃的2倍。室内常温境况下,陶瓷与玻璃的电阻率是类似的,但是在温度随办事时候处境变动而抬高的境况下,玻璃的电阻率快速降落,在℃时仅为陶瓷电阻率的百万分之一。与此同时,玻璃的电击穿强度也随温度的抬高而低沉,℃时,仅为陶瓷的三分之一,而陶瓷的电击穿强度根基坚持高数值没有变动。并且是以,金属陶瓷X射线管的电气本能安定性是远远高于玻璃X射线管的。2.灯丝寿命长。比拟于玻璃管,陶瓷X射线管在制造的流程中能够更高的温度举行排气,用于制造更高水平的真空。在高度真地面释放高电压,有益于节减正离子,而正离子会对阴极灯丝举行轰击,越高的真空,灯丝遭到的轰击越少。与此同时,无氧的处境中,灯丝加热氧化的效用也会降到最低。两者连接,金属陶瓷X射线管的灯丝寿命显著高于玻璃管。3.机器强度高。在X射线管因办事而使温度赶紧抬高的境况下,陶瓷可接受的体积变动率要高于玻璃。并且陶瓷的硬度高于玻璃,抗拉抗盘曲强度2到3倍于玻璃,抗压强度30倍于玻璃。以是,在须要挪动或便携式等一再易震的X射线运用之中,金属陶瓷X射线管的高机器强度使其在物理机关层面上比玻璃管更为坚韧耐用。

归纳:

玻璃X射线管与金属陶瓷X射线管各有其长于的运用畛域。玻璃管的易于加工与低成本决计了其在无需持久安定办事、对射线目标请求不高、运用处境不顽劣的运用中能够宽广运用。但是玻璃X射线管的不够也是不言而喻的,金属陶瓷X射线管的涌现克复了玻璃管的各种弊端,为探索高本能目标下的万古间、龟龄命安定办事、停机成本高亢、运用处境成分顽劣的干系运用,供给了完备的处置计划,但是伴有而来的是比拟玻璃管更高的代价。按照不同的须要,在本能和成本之间做出确实正当的弃取,能够使这两种为社会缔造庞大代价的本领和产物表现最大的成效。

X射线本领翻新探索院(X-rayAcademy)全力于宣传X射线及CT畛域国际前沿科技,推行X射线及CT新本领、新产物、新运用,供给原料探测业余人士的线上线下换取平台,推进X射线本领更为宽广而平安的遍及运用,为产业产物原料保驾护航。

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