用于X射线源的玻璃8245
地理位置和技术方面的联系
位于图林根州耶拿的肖特公司与位于德国鲁多尔施塔特的西门子医疗器械公司相距仅40公里。两家科技公司都拥有100多年的历史,现在通过紧密的技术合作更加紧密相连。西门子医疗使用8245玻璃制造真空组件、X射线管和X射线束,以及用于计算机断层扫描(CT)扫描仪等诊断设备的检测器。玻璃可制造一种气密性密封件,形成X射线管的阳极和阴极之间的绝缘体。
任务
在X射线管中,高度真空中的25千伏至数百千伏(kV)电压使电子从阴极加速到达阳极,电子撞击阳极金属并激发出特有的X射线。玻璃与金属密封的形式也是一种理想的屏障,因为它可以防止空气分子进入管中从而抑制管中X射线的形成,硼硅酸盐玻璃肖特8245(在250°C到350°C的温度下107.4至105.9Ω.cm)的高电阻性能将阴极和阳极隔绝。解决方案
西门子医疗采购各种直径的圆柱体玻璃,例如75.5毫米。在接下来的加工中,镍铁钴可伐合金制成的连接环被连接在两端,然后被装入X射线管。连接环首先进行粗糙加工,然后进行喷砂清洁,最后进行退火处理。然后玻璃被加热,按照要求进行3D成型,与密封圈熔合,形成真空密封的玻璃金属连接。长期稳定性和可靠性
稳定的真空密封粘合对于X射线管的长期功能性非常重要。这是因为,当X射线源在计算机断层扫描中的患者周围移动时,玻璃管中玻璃金属密封件上会产生很高的机械力。此外还会产生不可避免的振动。“我们需要一种没有气泡线或其他杂质的高品质玻璃。”位于德国鲁多尔施塔特的西门子医疗器械公司负责X射线管的组件和玻璃加工的工艺工程师 Daniel Kutschbach 表示。“我们通过密切监测每一个加工步骤来确保这一点。”所用材料
选择使用金属合金对硼硅酸盐玻璃肖特8245进行永久密封,是因为这两种材料在工作过程中加热到400°C时具有相同的热膨胀系数。如果玻璃和金属以不同速率膨胀,就会产生机械应力,最终导致破损。与许多应用不同,在这里玻璃的光学规格并不重要,因为辐射也可以通过射线可透的钛窗口从玻璃管中射出。在典型的三年使用寿命期间,玻璃会变成棕色,但这不会影响其功能。
成功的联合团队
玻璃制造肖特集团
安装方
西门子医疗