DE19808723C1

DE19808723C1 - X-ray image intensifier with an aluminum input window and method for its production

Info

Publication number: DE19808723C1
Application number: DE1998108723
Authority: DE
Inventors: Heinrich Diepers; Johann Walter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-03-02
Filing date: 1998-03-02
Publication date: 1999-11-11
Anticipated expiration: 2018-03-03
Also published as: EP1066646A1; WO1999045561A1; JP2002506272A

Abstract

Erfindungsgemäß besteht das Eingangsfenster eines Röntgenbildverstärkers aus einem Verbund einer ersten Schicht (1) aus einer Aluminiumlegierung und einer zweiten Schicht (2) aus hochreinem Aluminium. Die beiden Schichten sind jeweils von Blechen gebildet, die aufeinandergewalzt werden. Der Vorteil eines solchen Röntgenbildverstärkers und eines Verfahrens zur Herstellung eines derartigen Eingangsfensters ist darin zu sehen, daß die erste Schicht (1) die Festigkeit und die zweite Schicht (2) eine glatte Oberfläche gewährleisten, auf die die Leuchtschicht (3) mit guter Qualität aufgebracht werden kann.According to the invention, the input window of an X-ray image intensifier consists of a composite of a first layer (1) made of an aluminum alloy and a second layer (2) made of high-purity aluminum. The two layers are each formed by sheets that are rolled onto one another. The advantage of such an X-ray image intensifier and a method for producing such an input window can be seen in the fact that the first layer (1) ensures the strength and the second layer (2) a smooth surface to which the luminous layer (3) is applied with good quality can be.

Description

Die Erfindung betrifft einen Röntgenbildverstärker mit einem Eingangsfenster, das aus einem Verbund einer ersten Schicht aus einer Aluminiumlegierung und einer zweiten Schicht aus hochreinem Aluminium besteht, und ein Verfahren zu dessen Herstellung.The invention relates to an X-ray image intensifier with a Entrance window, which is a composite of a first layer made of an aluminum alloy and a second layer high-purity aluminum, and a method for the same Manufacturing.

Aus der EP 0 023 051 A1 ist ein Röntgenbildverstärker be kannt, dessen Eingangsfenster aus Aluminium oder einer Alu miniumlegierung besteht. Das Eingangsfenster hat eine Dicke von 0,5 mm bis 1,5 mm. Auf der dem Innenbereich des Röntgen bildverstärkers zugewandten Oberfläche des Eingangsfensters ist eine Leuchtschicht aufgebracht. Die beispielsweise aus CsJ bestehende Leuchtschicht muß auf eine möglichst glatte und/oder strukturhomogene Oberfläche aufgebracht werden, um eine gleichmäßige Ausbildung der CsJ-Keimschicht zu ermögli chen, aus der heraus somit ein ebenfalls gleichmäßiges Wach sen der CsJ-Säulenstruktur erfolgt. Eine gleichmäßige Säulen struktur der CsJ-Leuchtschicht ist eine gute Basis um einen Röntgenbildverstärker mit guten Abbildungseigenschaften her stellen zu können.An X-ray image intensifier is known from EP 0 023 051 A1 knows, the entrance window made of aluminum or an aluminum minium alloy exists. The entrance window has a thickness from 0.5 mm to 1.5 mm. On the inside of the x-ray Image intensifier facing surface of the input window a luminescent layer is applied. For example, from CsJ existing luminescent layer must be as smooth as possible and / or structurally homogeneous surface are applied in order to allow an even formation of the CsJ seed layer chen, out of which also an even wake the CsJ column structure. An even pillar structure of the CsJ luminescent layer is a good basis for one X-ray image intensifier with good imaging properties to be able to ask.

Aus der EP 0 644 572 A1 ist ein Röntgenbildverstärker mit einem Eingangsfenster bekannt, das aus einem Verbund einer ersten Schicht aus einer Aluminiumlegierung und einer zweiten Schicht aus hochreinem Aluminium besteht. Die zweite Schicht wird mittels eines Auftrageverfahrens auf der ersten Schicht aufgebracht.From EP 0 644 572 A1 an X-ray image intensifier is included an entrance window known, which is a combination of first layer of an aluminum alloy and a second Layer consists of high-purity aluminum. The second layer is applied to the first layer using an application process upset.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Eingangsfen ster eines Röntgenbildverstärkers der eingangs genannten Art und ein Verfahren zu dessen Herstellung derart anzugeben, daß dieses eine möglichst glatte und/oder strukturhomogene Ober fläche aufweist, und der Herstellungsaufwand möglichst gering ist.The object of the present invention is an input fen ster of an X-ray image intensifier of the type mentioned and to provide a process for its manufacture such that this is a smooth and / or structurally homogeneous upper Surface area, and the manufacturing costs as low as possible is.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Pa tentanspruches 1 und ein Verfahren nach dem Patentanspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteran sprüchen angegeben.The object is achieved by the subject of Pa claim 1 and a method according to claim 7 solved. Advantageous configurations are in the Unteran sayings.

Vorteil der Erfindung ist, daß das Eingangsfenster aus einem Verbund einer ersten Schicht aus einer Aluminiumlegierung und einer zweiten Schicht aus hochreinem Aluminium besteht. Die erste Schicht gewährleistet die Festigkeit des Eingangsfen sters gegen den im Inneren des Röntgenbildverstärkers beste henden Unterdruck und die zweite Schicht gewährleistet eine glatte und strukturhomogene Oberfläche selbst bei Ausbildung eines kalottenförmigen Eingangsfensters. Werden die erste und zweite Schicht von jeweils einem Blech gebildet und die Ble che aufeinander gewalzt, so wird der Herstellungsaufwand er heblich reduziert.The advantage of the invention is that the input window from one Composite of a first layer made of an aluminum alloy and a second layer of high-purity aluminum. The first layer ensures the strength of the entrance fen sters against the best inside the X-ray image intensifier existing negative pressure and the second layer ensures a smooth and structurally homogeneous surface even during training a dome-shaped entrance window. Be the first and second layer formed by a sheet and the ble che rolled on each other, so the manufacturing cost significantly reduced.

Es hat sich als besonders günstig erwiesen, wenn die zweite Schicht eine Dicke von 10 µm bis 200 µm und/oder die erste und zweite Schicht zusammen eine Dicke von 1 mm bis 2 mm ha ben. Es wird somit ein ausreichende Festigkeit des Eingangs fensters gegen den im Röntgenbildverstärker bestehenden Un terdruck sichergestellt.It has proven to be particularly beneficial if the second Layer a thickness of 10 microns to 200 microns and / or the first and second layer together a thickness of 1 mm to 2 mm ha ben. There will thus be sufficient strength of the entrance window against the existing Un in the X-ray image intensifier pressure guaranteed.

Es hat sich als günstig erwiesen, wenn die erst Schicht aus AlMgSi₁ oder AlMg_X, wobei X = 0,5 bis 5 oder insbesondere aus AlMg₃ besteht.It has proven to be advantageous if the first layer consists of AlMgSi ₁ or AlMg _X , where X = 0.5 to 5 or in particular AlMg ₃ .

Um eine besonders gute Ausgangsbasis für gute Abbildungsei genschaften des Röntgenbildverstärkers zu erhalten, ist es günstig, wenn auf die zweite Schicht eine Leuchtschicht direkt aufgebracht ist.It is a particularly good starting point for a good illustration egg It is to preserve the properties of the X-ray image intensifier favorable if there is a luminescent layer on the second layer is applied directly.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfol genden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung.Further advantages of the invention result from the following ing description of an embodiment based on the Drawing.

Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Eingangsfensters eines Röntgenbildverstär kers ist mit dem Bezugszeichen 1 eine erste Schicht und mit dem Bezugseichen 2 eine zweite Schicht gekennzeichnet. Die erste Schicht 1 besteht vorzugsweise aus einer Aluminium legierung, beispielsweise aus AlMgSi₁ oder aus AlMg_X, wobei X = 0,5 bis 5, vorzugsweise aus AlMg₃. Die zweite Schicht 2 besteht aus weichem Rein- oder Reinstaluminium mit einem Reinheitsgrad größer 99%, vorzugsweise größer 99,9%. Zum Herstellen eines Verbundes sind diese beiden Schichten 1, 2 als Bleche ausgeführt und werden in einem ersten Verfahrens schritt aufeinandergewalzt. Der Vorteil dieses Verbundes im Hinblick auf die Anwendung bei Röntgenbildver stärkern ist darin zu sehen, daß die erste Schicht 1 die Festigkeit des Eingangsfensters des Röntgenbildverstärkers begründet, wohingegen die zweite Schicht 2 eine glatte Ober fläche auch nach dem Ausbilden einer Kalotte, beispielsweise in einem nachfolgenden Verfahrensschritt, gewährleistet. Die zweite Schicht 2 befindet sich im Inneren des Röntgenbildver stärkers. Auf diese zweite Schicht, die auch nach dem Ausbil den der Kalotte, durch beispielsweise Tiefziehen, eine sehr glatte Oberfläche aufweist, kann dann in einem weiteren Ver fahrensschritt eine Leuchtschicht 3 aufgebracht werden. Eine möglichst glatte und/oder strukturhomogene Oberfläche ist er forderlich, damit beim Aufdampfen der Leuchtschicht 3, die beispielsweise aus CsJ besteht, eine gleichmäßige Ausbildung der Keimschicht ermöglicht wird, aus der heraus ein ebenfalls gleichmäßiges Wachsen einer Säulenstruktur erfolgt. Gleich mäßig in diesem Sinne bedeutet eine nahezu defekt- oder artefaktfreie Säulenstruktur, die einen hohen Wirkungsgrad der Umwandlung von Röntgenstrahlen in Lichtquanten sowie gute Abbildungseigenschaften ermöglicht. In the exemplary embodiment of an input window of an X-ray image intensifier according to the invention shown in the figure, reference number 1 denotes a first layer and reference reference 2 denotes a second layer. The first layer 1 preferably consists of an aluminum alloy, for example AlMgSi ₁ or AlMg _X , where X = 0.5 to 5, preferably AlMg ₃ . The second layer 2 consists of soft pure or ultrapure aluminum with a degree of purity greater than 99%, preferably greater than 99.9%. To produce a composite, these two layers 1 , 2 are designed as sheets and are rolled onto one another in a first method step. The advantage of this composite with regard to the application in X-ray image intensifiers is the fact that the first layer 1 establishes the strength of the input window of the X-ray image intensifier, whereas the second layer 2 has a smooth surface even after the formation of a spherical cap, for example in a subsequent one Procedural step, guaranteed. The second layer 2 is located inside the X-ray image intensifier. On this second layer, which has a very smooth surface even after the formation of the spherical cap, for example by deep drawing, a luminous layer 3 can then be applied in a further process step. A surface that is as smooth and / or structurally homogeneous as possible is required so that when the luminous layer 3 , which consists, for example, of CsJ, is vapor-deposited, a uniform formation of the seed layer is made possible, from which a columnar structure also grows uniformly. Even in this sense means an almost defect-free or artifact-free column structure, which enables a high efficiency of the conversion of X-rays into light quanta as well as good imaging properties.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Verwen dung beispielsweise nur eines Bleches aus einer Aluminiumle gierung beim Ausbilden einer Kalotte, z. B. durch Tiefziehen, zwar eine ausreichend hohe mechanische Festigkeit gewährlei stet, jedoch durch das Tiefziehen bedingte Aufhärten die Oberfläche eine Orangenhaut zeigt, d. h. Unebenheiten aufweist und damit keine ausreichende Glattheit aufweist. Sehr glatte Oberflächen können durch die Verwendung von reinem oder hoch reinem Aluminium auch beim Ausbilden einer Kalotte erhalten werden, jedoch ist die mechanische Festigkeit gering, so daß die Gefahr der Kalottenverformung oder Eindellung gegeben ist.The invention is based on the knowledge that the use for example, only one sheet from an aluminum alloy gation when forming a calotte, for. B. by deep drawing, guarantee a sufficiently high mechanical strength steady, but hardening caused by deep drawing Surface shows an orange peel, d. H. Has bumps and therefore does not have sufficient smoothness. Very smooth Surfaces can be created by using pure or high pure aluminum also obtained when forming a spherical cap be, however, the mechanical strength is low, so that there is a risk of dome deformation or indentation is.

Durch die erfindungsgemäße Kombination des Verbundes der er sten und zweiten Schicht 1,2 wird eine glatte Oberfläche der zweiten Schicht 2 auch beim Ausbilden einer Kalotte bei aus reichender, durch die erste Schicht 1 bedingter Festigkeit des Eingangsfensters erhalten. Zur Erhöhung der Oberflächen qualität kann in einem weiteren Verfahrensschritt, nach dem Verformen des Verbundes, zum Erhöhen der Glätte oder Ausglei chen örtlicher Defekte, die zweite Schicht 2 noch einem Ver edelungsverfahren, z. B. durch mechanische, chemische oder elektrochemische Politur unterzogen werden, bevor die Leucht schicht 3 aufgebracht wird.By combining the composite of the first and second layers 1 , 2 according to the invention, a smooth surface of the second layer 2 is obtained even when forming a spherical cap with sufficient strength of the entrance window caused by the first layer 1 . In order to increase the surface quality, in a further process step, after deforming the composite, to increase the smoothness or compensating for local defects, the second layer 2 can also use a finishing method, eg. B. be subjected to mechanical, chemical or electrochemical polishing before the luminous layer 3 is applied.

Im Rahmen der Erfindung hat es sich als günstig erwiesen, wenn die erste und zweite Schicht 1, 2 zusammen eine Dicke von 1 mm bis 2 mm haben, wobei die Dicke der zweiten Schicht 2, vorzugsweise im Bereich von 50 µm bis 200 µm, liegt. Beson ders bevorzugt steht der äußere Rand des Eingangsfensters mit einem Ring 4 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung in Verbindung, der seinerseits mit einen Zwischenring 5 aus Edelstahl durch Walzen oder Reibschweißen in Verbindung ge bracht ist. Der Zwischenring 5 ist dann beispielsweise mit dem aus Edelstahl bestehenden Gefäß 6 des Bildverstärkerge häuses, beispielsweise durch Schweißen, verbunden.In the context of the invention, it has proven to be advantageous if the first and second layers 1 , 2 together have a thickness of 1 mm to 2 mm, the thickness of the second layer 2 , preferably in the range from 50 μm to 200 μm . Particularly preferably, the outer edge of the entrance window is connected to a ring 4 made of aluminum or an aluminum alloy, which in turn is brought into connection with an intermediate ring 5 made of stainless steel by rolling or friction welding. The intermediate ring 5 is then, for example, with the stainless steel vessel 6 of the image intensifier housing, for example by welding.

Claims

1. X-ray image intensifier with an input window, which consists of a composite of a first layer ( 1 ) made of an aluminum alloy and a second layer ( 2 ) made of high-purity aluminum, characterized in that the first and second layers ( 1 , 2 ) each of a sheet formed and the sheets are rolled together.

2. X-ray image intensifier according to claim 1, characterized in that the second layer ( 2 ) has a thickness of 10 µm to 200 µm.

3. X-ray image intensifier according to claim 1 or 2, characterized in that the first and second layers ( 2 ) together have a thickness of 1 mm to 2 mm.

4. X-ray image intensifier according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first layer ( 1 ) consists of AlMgSi ₁ or AlMg _X , where x = 0.5 to 5.

5. X-ray image intensifier according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first layer ( 1 ) consists of AlMg ₃ .

6. X-ray image intensifier according to one of claims 1 to 5, characterized in that a luminous layer ( 3 ) is applied directly to the second layer ( 2 ).

7. A method for producing an input window of an X-ray image intensifier according to one of claims 1 to 6, wherein in a first method step on a sheet of an aluminum alloy forming the first layer ( 1 ), a sheet of high-purity aluminum forming the second layer ( 2 ) is rolled.

8. The method according to claim 7, wherein in a second process step a dome is formed.

9. The method according to claim 7 or 8, wherein in a further process step, the second layer ( 2 ) is polished.

10. The method according to any one of claims 7 to 9, wherein in a further process step, a luminous layer ( 3 ) is applied to the second layer ( 2 ).