KR20200015003A - Method of surface treatment of ceramic insulating tube of x-ray tube - Google Patents
Method of surface treatment of ceramic insulating tube of x-ray tube Download PDFInfo
- Publication number
- KR20200015003A KR20200015003A KR1020180090216A KR20180090216A KR20200015003A KR 20200015003 A KR20200015003 A KR 20200015003A KR 1020180090216 A KR1020180090216 A KR 1020180090216A KR 20180090216 A KR20180090216 A KR 20180090216A KR 20200015003 A KR20200015003 A KR 20200015003A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- insulating tube
- high temperature
- tube
- vacuum high
- ceramic
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
- H01J9/24—Manufacture or joining of vessels, leading-in conductors or bases
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/02—Details
- H01J35/16—Vessels; Containers; Shields associated therewith
Abstract
Description
본 발명은 엑스선 튜브의 세라믹 절연튜브 표면 개질 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세라믹 내부에 포함된 크롬 등의 전도성 불순물을 세라믹 표면으로 석출하는 세라믹 표면 개질 처리 방법으로 표면이 개질된 절연튜브를 이용하여 타겟에서 반사된 후방 산란 전자에 의해 절연 튜브가 대전되거나 절연 튜브에서 2차전자가 발생되는 것을 효과적으로 방지하고 안정된 동작을 확보할 수 있는 엑스선 튜브의 세라믹 절연튜브 표면 개질 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for surface modification treatment of a ceramic insulating tube of an X-ray tube, and more particularly, to an insulating tube having a surface modified by a ceramic surface modification processing method of depositing conductive impurities such as chromium contained in a ceramic onto a ceramic surface. The present invention relates to a method for surface-treating a ceramic insulating tube of an X-ray tube, which effectively prevents charging of an insulating tube or generation of secondary electrons in the insulating tube by the backscattered electrons reflected from the target, and ensures stable operation.
일반적으로, 엑스선 튜브(X-ray Tube)는 캐소드 전극, 게이트 전극 및 애노드 전극을 포함하는 구성을 갖고, 캐소드 전극에서 방출되는 전자를 애노드 전극의 타겟에 충돌시켜 엑스선을 발생시킨다. In general, an X-ray tube has a configuration including a cathode electrode, a gate electrode, and an anode electrode, and electrons emitted from the cathode electrode collide with the target of the anode electrode to generate X-rays.
그러나, 종래의 엑스선 튜브에서는 전자가 애노드 전극의 타겟과 충돌할 때 후방 산란 전자가 발생하고, 후방 산란 전자가 엑스선 튜브의 절연 튜브에 도달하여 절연 튜브를 대전시켜 절연 튜브가 절연성을 유지할 수 없게 하는 문제가 발생하였다. However, in the conventional X-ray tube, backscattered electrons are generated when electrons collide with the target of the anode electrode, and the backscattered electrons reach the insulating tube of the X-ray tube to charge the insulating tube so that the insulating tube cannot maintain insulation. A problem occurred.
이러한 문제를 해결하기 위해 한국특허공개 제10-2014-0043671호처럼 엑스선 튜브에 차폐 전극을 추가로 형성하여 후방 산란 전자를 차폐하거나, 절연 튜브에 코팅막을 형성하여 후방 산란 전자가 절연 튜브에 대전되는 것을 억제하는 기술이 개발되었다.In order to solve this problem, as shown in Korean Patent Publication No. 10-2014-0043671, a shielding electrode is additionally formed on the X-ray tube to shield backscattered electrons or a coating film is formed on the insulated tube so that the backscattered electrons are charged to the insulated tube. The technology to suppress that was developed.
그러나, 차폐 전극은 엑스선 튜브 내에 추가로 형성되기 때문에 엑스선 튜브 제조 공정이 복잡해지고, 엑스선 튜브의 크기가 커지며, 후방 산란 전자를 전부 차폐할 수 없어서 후방 산란 전자 억제 효율이 떨어지는 문제가 있으며, 절연튜브에 코팅막을 형성하는 것은 절연튜브에 코팅막을 형성하는 공정이 추가되므로 엑스선 튜브 제조 공정이 복잡해지고, 절연튜브에 균일하게 코팅막을 형성하기 어려우며, 엑스선 튜브에 고전압 인가 시 코팅막이 절연튜브로부터 쉽게 떨어져 내부 불순물을 야기하거나 결국 절연 튜브가 후방 산란 전자에 의해 대전되는 문제가 발생하였다.However, since the shielding electrode is additionally formed in the X-ray tube, the X-ray tube manufacturing process becomes complicated, the size of the X-ray tube increases, and the back scattering electron suppression efficiency is lowered because the back scattering electrons cannot be shielded entirely. Forming a coating film on the substrate adds a process of forming a coating film on the insulating tube, which complicates the X-ray tube manufacturing process and makes it difficult to form a coating film uniformly on the insulating tube, and when the high voltage is applied to the X-ray tube, the coating film is easily separated from the insulating tube. A problem arises that causes impurities or eventually the insulating tube is charged by backscattered electrons.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 세라믹 표면 개질 처리 공정을 통해 표면이 개질된 절연튜브를 이용하여 후방 산란 전자에 의해 절연튜브가 대전되는 것을 방지하고, 절연튜브에서 2차전자가 발생되는 것을 방지하며, 고전압 인가 시 안정적인 특성을 가지는 엑스선 튜브의 세라믹 절연튜브 표면 개질 처리 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention has been made in view of such a problem, and prevents the insulating tube from being charged by backscattered electrons by using an insulating tube whose surface is modified through a ceramic surface modification treatment process, and secondary electrons in the insulating tube It provides a method of surface modification treatment of the ceramic insulating tube of the X-ray tube that prevents the occurrence, and has a stable characteristic when applying a high voltage.
본 발명의 일 특징에 따른 초소형 엑스선 튜브의 세라믹 절연튜브 표면 개질 처리 방법은 전자빔을 방출하는 에미터를 포함하는 캐소드, 상기 전자빔과의 충돌에 의해 엑스선을 방출하는 타겟 물질이 설치되는 애노드 및 세라믹 재질의 원통형 절연튜브를 포함하는 초소형 엑스선 튜브의 세라믹 절연튜브 표면 개질 처리 방법에 있어서, 상기 절연튜브는 고진공 상태에서 상기 절연튜브 내에 포함된 수분을 제거하기 위해 열처리하는 1차 진공고온소성 단계, 상기 1차 진공고온소성 공정 온도보다 높은 온도에서 상기 절연튜브 내에 포함된 유기물을 제거하기 위해 열처리하는 2차 진공고온소성 단계 및 상기 2차 진공고온소성 공정 온도보다 높은 온도에서 상기 절연튜브 내에 포함된 전도성 불순물이 상기 절연튜브 표면으로 석출되도록 열처리하는 3차 진공고온소성 단계를 포함한다. In accordance with another aspect of the present invention, a method of processing a surface of a ceramic insulating tube for an ultra-small X-ray tube includes a cathode including an emitter emitting an electron beam, an anode and a ceramic material on which a target material emitting X-rays by collision with the electron beam is installed. In the method of processing a ceramic insulating tube surface modification of the ultra-small X-ray tube comprising a cylindrical insulating tube of, wherein the insulating tube is a first vacuum high temperature firing step of heat treatment to remove moisture contained in the insulating tube in a high vacuum state, the 1 Secondary vacuum high temperature firing step of heat treatment to remove organic matter contained in the insulating tube at a temperature higher than the secondary vacuum high temperature firing process temperature and conductive impurities contained in the insulating tube at a temperature higher than the second vacuum high temperature firing process temperature Tertiary heat treatment to precipitate to the surface of the insulating tube Vacuum high temperature firing step.
상기 3차 진공고온소성 공정은 1000°C 내지 1300°C 사이에서 열처리할 수 있으며, 세라믹 표면으로 금속성 불순물이 석출될 수 있도록 적어도 60분 이상을 유지할 수 있다. The third vacuum high temperature firing process may be heat-treated between 1000 ° C and 1300 ° C, and may be maintained for at least 60 minutes to precipitate metallic impurities on the ceramic surface.
상기 1차 진공고온소성 공정 및 2차 진공고온소성 공정 및 상기 3차 진공고온소성 공정의 진공도는 10-5 내지 10-6torr이다. The vacuum degree of the first vacuum high temperature firing process, the second vacuum high temperature firing process, and the third vacuum high temperature firing process is 10 −5 to 10 −6 torr.
이와 같은 엑스선 튜브의 세라믹 절연튜브 표면 개질 처리 방법에 따르면, 간단한 공정으로 세라믹 절연튜브 내부에 포함된 전도성 불순물을 세라믹 절연튜브 표면으로 석출하여 전도층을 형성할 수 있다. According to the method for surface modification treatment of the ceramic insulating tube of the X-ray tube, the conductive layer included in the ceramic insulating tube may be deposited on the surface of the ceramic insulating tube by a simple process to form a conductive layer.
또한, 세라믹 절연튜브 표면에 석출된 전도층에 의해 타겟에서 반사된 후방 산란 전자가 세라믹 절연 튜브를 대전시키거나, 상기 후방 산란 전자에 의해 세라믹 절연튜브에서 2차전자가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 고전압에서 안정적인 특성을 갖는 엑스선 튜브를 제작할 수 있다.Further, backscattered electrons reflected from the target by the conductive layer deposited on the surface of the ceramic insulated tube can prevent the charging of the ceramic insulated tube or the generation of secondary electrons in the ceramic insulated tube by the backscattered electrons. . Accordingly, an X-ray tube having stable characteristics at high voltage may be manufactured.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 튜브의 세라믹 절연튜브 표면 개질 처리 방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 튜브의 세라믹 절연튜브 표면 개질 처리 방법의 실제 온도 프로파일 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따라 표면 개질 처리 방법에 의해 표면이 개질되기 전 엑스선 튜브의 세라믹 절연튜브 실제 제작 예를 촬영한 사진이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따라 표면 개질 처리 방법에 의해 표면이 개질된 엑스선 튜브의 세라믹 절연튜브 실제 제작 예를 촬영한 사진이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 튜브를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 표면이 개질된 엑스선 튜브의 세라믹 절연튜브 실제 내부 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 표면이 개질된 엑스선 튜브의 세라믹 절연튜브의 실제 내전압 시험 사진이다.1 is a flow chart of a method for surface modification treatment of a ceramic insulating tube of an X-ray tube according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an actual temperature profile diagram of a method for processing a surface of a ceramic insulating tube of an X-ray tube according to an exemplary embodiment of the present invention.
Figure 3a is a photograph taken of the actual manufacturing example of the ceramic insulating tube of the X-ray tube before the surface is modified by the surface modification treatment method according to an embodiment of the present invention.
Figure 3b is a photograph taken of the actual manufacturing example of the ceramic insulating tube of the X-ray tube whose surface is modified by the surface modification treatment method according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view showing an X-ray tube according to an embodiment of the present invention.
5 is a real interior picture of the ceramic insulating tube of the X-ray tube is modified surface according to an embodiment of the present invention.
6 is a real withstand voltage test photograph of a ceramic insulating tube of the surface of the X-ray tube is modified according to an embodiment of the present invention.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. 또한, 본 출원에서, 상부, 하부, 상단, 하단과 같이 상하를 포함하는 표현은 절대적인 높이에 따른 구분이 아니라, 장치의 내부 공간을 중심으로 한 상대적인 위치를 나타낸다.The above-described features and effects of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, and thus, those skilled in the art to which the present invention pertains may easily implement the technical idea of the present invention. Could be. As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific form disclosed, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described in the specification, and that one or more other features It should be understood that it does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of numbers, steps, acts, components, parts or combinations thereof. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. In addition, in the present application, the expression including the top and bottom, such as the top, bottom, top, bottom is not relative to the absolute height, but represents a relative position around the internal space of the device.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 초소형 엑스선 튜브의 세라믹 절연튜브 표면 개질 처리 방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 튜브의 세라믹 절연튜브 표면 개질 처리 방법의 실제 온도 프로파일 도면이다.1 is a flow chart of a method for processing a ceramic insulating tube surface modification of an ultra-small X-ray tube according to the present invention, Figure 2 is a view of the actual temperature profile of a method for processing a ceramic insulating tube surface modification of an X-ray tube according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 초소형 엑스선 튜브의 세라믹 절연튜브 표면 개질 처리 방법은 1차 승온 공정(S10), 1차 진공고온소성 공정(S20), 2차 승온 공정(S30), 2차 진공고온소성 공정(S40), 3차 승온 공정(S50), 3차 진공고온소성 공정(S60) 및 감온 공정(S70)을 포함한다.1 to 2, the method for surface modification treatment of the ceramic insulating tube of the ultra-small X-ray tube of the present invention is the first temperature rising step (S10), the first vacuum high temperature firing step (S20), the second temperature rising step (S30), The secondary vacuum high temperature firing step (S40), the third temperature rising step (S50), the third vacuum high temperature firing step (S60) and the temperature reduction step (S70).
아래에서는 세라믹 절연튜브의 규격이 20Ø, 60mm인 경우를 예로 들어 절연튜브 표면 개질 처리 공정에 대해 설명한다.In the following, the insulation tube surface modification treatment process will be described taking an example of a ceramic insulation tube having a diameter of 20 Ø and 60 mm.
먼저, 세라믹 절연튜브가 내재된 진공고온소성 장치의 진공도를 10- 5torr 이상의 고진공으로 유지하고, 도 2의 step1와 같이 진공고온소성 장치의 내부 온도를 600°C까지 상승시키는 1차 승온 공정을 수행한다(S10). 1차 승온 공정은 1차 진공공온소성 공정이 이루어지는 온도까지 진공고온소성 장치의 내부 온도를 상승시키는 것이다.First, the ceramic insulating tube has a degree of vacuum of the underlying vacuum hot baking apparatus 10 to the primary temperature raising step of raising the internal temperature of the vacuum hot baking apparatus to 600 ° C as in the maintenance of at least 5 torr vacuum and, step1 of Figure 2 Perform (S10). The primary temperature raising step is to raise the internal temperature of the vacuum high temperature firing device to a temperature at which the primary vacuum air firing step is performed.
다음으로, 세라믹 절연튜브를 도2의 step2와 같이 600°C에서 30분간 유지하는 1차 진공고온소성 공정을 수행한다(S20). 제1진공고온소성 공정을 수행함에 따라 세라믹에 포함된 수분이 제거된다. Next, a first vacuum high temperature firing process of maintaining the ceramic insulating tube at 600 ° C. for 30 minutes as shown in
다음으로, 진공고온소성 장치의 내부 온도를 도2의 step3과 같이 820°C까지 상승시키는 2차 승온 공정을 수행한다(S30). 2차 승온 공정은 2차 진공고온소성 공정이 이루어지는 온도까지 진공고온소성 장치의 내부 온도를 상승시키는 것이다.Next, a second temperature increase process is performed to increase the internal temperature of the vacuum high temperature firing apparatus to 820 ° C as shown in
다음으로, 세라믹 절연튜브를 도 2의 step4와 같이 820°C에서 40분간 유지하는 2차 진공고온소성 공정을 수행한다(S40). 2차 진공고온소성 공정을 수행함에 따라 세라믹에 포함된 유기오염인자들이 제거된다. Next, a secondary vacuum high temperature firing process of maintaining the ceramic insulating tube at 820 ° C. for 40 minutes as in
다음으로, 진공고온소성 장치의 내부 온도를 도2의 step5와 같이 1200°C까지 상승시키는 3차 승온 공정을 수행한다(S50). 3차 승온 공정은 3차 진공고온소성 공정이 이루어지는 온도까지 진공고온소성 장치의 내부 온도를 상승시키는 것이다. 이때, 3차 승온 공정은 2차 진공고온소성 공정의 온도인 820°C에서 3차 진공고온소성 공정 온도까지 3°C ~ 5°C/min 승온하는 것이 바람직하다. 이는 3차 진공고온소성 공정 효율을 높이기 위한 것이다.Next, a third temperature raising process is performed to raise the internal temperature of the vacuum high temperature firing apparatus to 1200 ° C. as shown in
다음으로, 세라믹 절연튜브를 도 2의 step6과 같이 1200°C에서 60분간 유지하는 3차 진공고온소성 공정을 수행한다(S60). 3차 진공고온소성 공정이 수행되는 동안 세라믹 절연튜브 내부 분자들은 분자구조 안정화를 위해 서로 같은 분자끼리 결합하려는 현상이 발생된다. 이에 따라 세라믹 절연튜브 내부에 포함된 크롬 등의 전도성 불순물은 상기 서로 같은 분자끼리 결합하려는 현상에 의해 세라믹 표면으로 밀려 세라믹 절연튜브 표면으로 석출된다. 크롬 등의 전도성 물질이 세라믹 절연튜브 표면에 석출되는 것에 의해 세라믹 표면에는 수GΩ 저항이 균일하게 형성된다.Next, a third vacuum high temperature firing process of maintaining the ceramic insulating tube at 1200 ° C. for 60 minutes as shown in
위에서는 3차 진공고온소성 공정이 1200°C에서 60분간 유지되는 것으로 기재되어 있으나, 이는 세라믹 절연튜브 규격이 20Ø, 60mm인 경우인 것을 예로 든것으로 시험 데이터로 3차 진공고온소성 공정의 온도 및 시간 조건은 위 조건으로 한정되지 않고, 1000°C ~ 1300°C에서 60분간 유지하는 것이 바람직하다.Although the third vacuum high temperature firing process is described as being maintained at 1200 ° C. for 60 minutes, it is assumed that the ceramic insulation tube size is 20 Ø and 60 mm. Time conditions are not limited to the above conditions, it is preferable to maintain for 60 minutes at 1000 ° C ~ 1300 ° C.
세라믹 절연튜브 내부에 포함된 크롬 등의 전도성 물질을 세라믹 절연튜브 표면에 골고루 완벽하게 석출하기 위해서 3차 승온 공정에서 2차 진공고온소성 공정 온도에서 3차 진공고온소성 공정 온도까지 3°C ~ 5°C/min 승온하고, 3차 진공고온소성 공정에서 세라믹 절연튜브를 1000°C ~ 1300°C에서 60분간 유지하는 것이 바람직하다. 즉, 2차 진공고온소성 공정 온도에서 3차 진공고온소성 공정 온도인 1000°C ~ 1300°C까지 3°C ~ 5°C/min 승온하고, 세라믹 절연튜브를 1000°C ~ 1300°C에서 60분간 유지하는 것이다. 3 ° C ~ 5 to 3rd vacuum high temperature firing process to 3rd vacuum high temperature firing process temperature in 3rd heating It is preferable to raise the temperature to ° C / min, and maintain the ceramic insulation tube for 60 minutes at 1000 ° C ~ 1300 ° C in the third vacuum high temperature firing process. That is, the temperature is increased from 3 ° C to 5 ° C / min from the secondary vacuum high temperature firing process temperature to the third vacuum high temperature firing process temperature from 1000 ° C to 1300 ° C, and the ceramic insulation tube is heated from 1000 ° C to 1300 ° C. Hold for 60 minutes.
이때, 3차 진공고온소성 공정의 온도가 1000°C 이하인 경우 세라믹 절연튜브 내부에 포함된 크롬 등의 전도성 불순 물질이 세라믹 절연튜브 표면으로 석출되지 않고, 1300°C 이상인 경우 세라믹 절연튜브 표면에 석출된 크롬 등의 전도성 물질이 세라믹 절연튜브로부터 떨어지거나 전도성 물질에 크랙이 발생하는 문제가 있어서, 3차 진공고온소성 공정의 온도는 1000°C ~ 1300°C 사이에서 진행하는 것이 바람직하다. At this time, when the temperature of the third vacuum high temperature firing process is less than 1000 ° C, conductive impurities such as chromium contained in the ceramic insulation tube do not precipitate to the surface of the ceramic insulation tube, and if it is 1300 ° C or more, the surface of the ceramic insulation tube is deposited. Since a conductive material such as chromium falls from the ceramic insulating tube or cracks occur in the conductive material, the temperature of the third vacuum high temperature firing process is preferably performed between 1000 ° C and 1300 ° C.
또한, 3차 진공고온소성 공정의 시간이 60분 이하인 경우 세라믹 절연튜브에 포함된 크롬 등의 전도성 물질이 세라믹 절연튜브 표면으로 완전하게 석출되지 않고, 60분을 초과하는 경우 세라믹 절연튜브 표면 전체 영역에 걸쳐 크롬 등의 전도성 물질이 석출되나 공정효율이 떨어지는 문제가 있다. 따라서, 3차 진공고온소성 공정의 시간은 세라믹 절연튜브 내에 포함된 크롬 등의 전도성 물질이 세라믹 절연튜브 표면 전체에 골고루 석출되는 최단 시간인 60분간 수행하는 것이 바람직하다.In addition, when the time of the third vacuum high temperature firing process is 60 minutes or less, a conductive material such as chromium contained in the ceramic insulation tube does not completely precipitate to the surface of the ceramic insulation tube. A conductive material such as chromium is precipitated over but there is a problem that the process efficiency is low. Therefore, the time of the third vacuum high temperature firing process is preferably performed for 60 minutes, the shortest time for the conductive material such as chromium contained in the ceramic insulating tube to be evenly deposited on the entire surface of the ceramic insulating tube.
또한, 3차 진공고온소성 공정을 수행할 때 진공도가 10- 5torr이하인 경우 진공고온소성 장치 내 잔류하는 공기분자가 많아 공기분자와 세라믹 절연튜브 표면에 석출된 크롬 등의 전도성 물질과 결합하는 문제가 발생하고, 진공도가 10- 5torr이상인 경우 세라믹 절연튜브 표면에 석출된 크롬 등의 전도성 물질이 공기분자와 결합하는 문제가 발생하지 않지만 고진공을 위한 공정 효율이 떨어지는 문제가 있다. 따라서, 진공고온소성 장치의 진공도는 세라믹 절연튜브 내부의 분자와 공기분자가 결합하지 않고 공정 효율이 좋은 10- 5torr ~ 10- 6torr로 유지하는 것이 바람직하다. 위와 같은 이유로 엑스선 튜브의 세라믹 절연튜브 표면 개질 처리 공정 전체에서 진공고온소성 장치는 10-5torr ~ 10-6torr로 유지하는 것이 바람직하다.In addition, the third degree of vacuum is 10 to perform the vacuum high-temperature firing process - if the 5 torr or less residual air molecules vacuum hot baking apparatus many problems, combined with a conductive material, such as air molecules and the ceramic insulating tube and the precipitated chromium on the surface It occurs and the degree of vacuum of 10 - there is a conductive material such as chrome deposited on the surface of the ceramic insulating tube poor process efficiency problem for the high vacuum the problem does not occur in combination with the air molecules not less than 5 torr. Thus, the degree of vacuum of the vacuum
다음으로, 진공고온소성 장치의 내부 온도를 도2의 step7와 같이 감온 시키는 감온 공정을 수행한다(S70). Next, a temperature reduction process for reducing the internal temperature of the vacuum high temperature baking apparatus as shown in
위에서는 세라믹 절연튜브의 규격이 20Ø, 60mm 인 경우 세라믹 절연튜브의 표면 개질 처리 공정의 조건을 설명한 것으로, 세라믹 절연튜브의 표면 개질 처리 공정의 조건은 세라믹 절연튜브 규격에 따라 변경될 수 있다. 또한, 세라믹 절연튜브의 표면 개질 처리 공정 중 1차 진공고온소성 공정 및 2차 진공고온소성 공정은 같은 온도에서 동시에 수행될 수도 있다. 예를 들어, 위에서 설명한 바와 같이 세라믹 절연튜브 규격이 20Ø, 60mm 인 경우 1차 진공고온소성 공정은 600°C에서 40분간 수행되고, 2차 진공고온소성 공정은 820°C에서 40분간 수행된다. 그러나, 세라믹 절연튜브의 규격이 10Ø, 40mm 인 경우 1차 진공고온소성 공정과 2차 진공고온소성 공정은 300°C ~ 500°C 사이에서 20분 ~ 40분간 동시에 수행된다. 즉, 세라믹 절연튜브의 규격이 작아질수록 1차 진공고온소성 공정 및 2차 진공고온소성 공정의 온도가 낮아지고, 시간이 짧아진다. 또한, 세라믹 절연튜브의 규격이 작아질수록 1차 진공고온소성 공정 및 2차 진공고온소성 공정이 동시에 수행될 수 있다. In the above, when the size of the ceramic insulation tube is 20Ø and 60mm, the conditions of the surface modification treatment process of the ceramic insulation tube are described. The condition of the surface modification treatment process of the ceramic insulation tube may be changed according to the ceramic insulation tube specification. In addition, the first vacuum high temperature firing process and the second vacuum high temperature firing process of the surface modification treatment process of the ceramic insulating tube may be simultaneously performed at the same temperature. For example, as described above, when the ceramic insulation tube specifications are 20Ø and 60mm, the first vacuum high temperature firing process is performed at 600 ° C for 40 minutes, and the second vacuum high temperature firing process is performed at 820 ° C for 40 minutes. However, when the size of the ceramic insulation tube is 10Ø, 40mm, the first vacuum high temperature firing process and the second vacuum high temperature firing process are simultaneously performed between 300 ° C and 500 ° C for 20 minutes to 40 minutes. That is, as the size of the ceramic insulating tube decreases, the temperature of the first vacuum high temperature firing process and the second vacuum high temperature firing process decreases, and the time becomes short. In addition, as the size of the ceramic insulating tube decreases, the first vacuum high temperature firing process and the second vacuum high temperature firing process may be simultaneously performed.
그러나, 3차 진공고온소성 공정은 세라믹 절연튜브의 규격이 변경되더라도 동일하게 1000°C ~ 1300°C에서 60분간 수행한다. 이는 세라믹 절연튜브를 1000°C 내지 1300°C 사이에서 60분간 열처리하여야만 세라믹 절연튜브 내부에 포함된 크롬 등의 전도성 불순물이 세라믹 절연튜브 표면으로 석출되기 때문이다.However, the third vacuum high temperature firing process is performed for 60 minutes at 1000 ° C ~ 1300 ° C, even if the specification of the ceramic insulation tube is changed. This is because a conductive impurity such as chromium contained in the ceramic insulator tube is deposited on the surface of the ceramic insulator tube only when the ceramic insulator tube is heat-treated at 1000 ° C to 1300 ° C for 60 minutes.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따라 표면 개질 처리 방법에 의해 표면이 개질되기 전 엑스선 튜브의 세라믹 절연튜브를 실제 촬영한 사진이고, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따라 표면 개질 처리 방법에 의해 표면이 개질된 엑스선 튜브의 세라믹 절연튜브를 실제 촬영한 사진이다.Figure 3a is a photograph of the actual ceramic insulating tube of the X-ray tube before the surface is modified by the surface modification method according to an embodiment of the present invention, Figure 3b is a surface modification method according to an embodiment of the present invention It is actually a picture of the ceramic insulating tube of the X-ray tube whose surface is modified by the.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 표면 개질 처리 공정을 수행하기 전 세라믹 절연튜브는 도 3a와 같이 표면이 흰색이지만, 표면 개질 처리 공정이 수행되면 도 3b와 같이 세라믹 절연튜브의 표면은 세라믹 절연튜브 내부에 포함된 크롬 등의 전도성 물질이 표면에 석출되어 색깔이 변하게 된다. 이때, 세라믹 절연튜브 표면에 석출된 전도성 물질은 전도층 역할을 수행한다.3A and 3B, the ceramic insulation tube has a white surface as shown in FIG. 3A before performing the surface modification treatment process. However, when the surface modification treatment process is performed, the surface of the ceramic insulation tube is ceramic insulation tube as shown in FIG. 3B. A conductive material such as chromium contained therein precipitates on the surface and changes color. At this time, the conductive material deposited on the surface of the ceramic insulating tube serves as a conductive layer.
엑스선 튜브의 세라믹 절연튜브 표면 개질 처리 방법은 세라믹 절연튜브 표면 처리 공정을 더 수행할 수 있다. 세라믹 절연튜브 표면 처리 공정은 세라믹 절연튜브 표면에 석출된 전도성 물질에 대한 처리 공정으로, 석출된 전도성 물질의 일부분을 제거하거나, 석출된 전도성 물질의 표면이 균일하도록 표면 처리 공정을 수행한다. 예를 들어, 표면 개질 처리 방법에 의해 세라믹 절연튜브 내외부 표면에 전도성 물질이 석출되는 경우 세라믹 절연튜브의 외부 표면에 석축된 전도성 물질을 제거하여 세라믹 절연튜브 내부 표면에서 석출된 전도성 물질을 남도록 세라믹 절연튜브 표면 처리 공정을 수행할 수도 있다. 세라믹 절연튜브 표면 처리 공정은 사용자의 선택에 따라 수행되지 않을 수도 있다.The ceramic insulating tube surface modification treatment method of the X-ray tube may further perform the ceramic insulating tube surface treatment process. The ceramic insulation tube surface treatment process is a treatment process for the conductive material deposited on the surface of the ceramic insulation tube, and removes a part of the deposited conductive material, or performs a surface treatment process so that the surface of the deposited conductive material is uniform. For example, when the conductive material is deposited on the inner and outer surfaces of the ceramic insulating tube by a surface modification method, the ceramic insulating material is removed so as to leave the conductive material deposited on the inner surface of the ceramic insulating tube by removing the conductive material deposited on the outer surface of the ceramic insulating tube. A tube surface treatment process may be performed. The ceramic insulating tube surface treatment process may not be performed at the user's option.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 튜브를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 표면이 개질된 엑스선 튜브의 세라믹 절연튜브의 실제 내부 사진이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 표면이 개질된 엑스선 튜브의 세라믹 절연튜브의 실제 내전압 시험 사진이다.Figure 4 is a perspective view showing an X-ray tube according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a real inside picture of the ceramic insulating tube of the surface of the X-ray tube modified in accordance with an embodiment of the present invention, Figure 6 is a present invention In accordance with an embodiment of the surface of the modified X-ray tube of the ceramic dielectric tube of the dielectric strength test photograph.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 튜브(1000)는 캐소드전극(100), 에미터(120), 애노드전극(200), 타겟(220), 게이트전극(300) 및 절연튜브(400)를 포함하고, 캐소드전극(100)의 표면에 형성된 에미터(120)로부터 방출된 전자가 게이트전극(300)에 의해 여기 및 가속되어 애노드전극(200)에 형성된 타겟(220)에 충돌하여 엑스선이 발생된다.Referring to FIG. 4, the
이때, 절연튜브(400)는 위에서 설명한 세라믹 절연튜브 표면 개질 처리 방법을 통해 표면이 개질된 세라믹 절연튜브(400)이다.In this case, the insulating
표면이 개질된 세라믹 절연튜브(400)는 도 3b 및 도 5와 같이 표면에 세라믹 절연튜브 내부에 포함된 크롬 등의 전도성 불순물이 석출되어 전도층이 형성된다. 표면이 개질된 세라믹 절연튜브는 도 3b 및 도 5와 같이 표면의 색상이 변하는 것을 통해 표면에 세라믹 절연튜브 내부에 포함된 크롬 등의 전도성 물질이 석출되어 전도층이 형성되는 것을 확인할 수 있다.The surface of the ceramic insulating
세라믹 절연튜브 표면에 형성된 전도층에 전압이 인가된 상태에서 타겟에서 반사된 후방 산란 전자가 세라믹 절연튜브 표면에 형성된 전도층에 충돌하면 후방 산란 전자는 세라믹 절연튜브 표면에 형성된 전도층을 통해 외부로 방출된다. When the backscattered electrons reflected from the target impinge on the conductive layer formed on the surface of the ceramic insulator tube while voltage is applied to the conductive layer formed on the surface of the ceramic insulator tube, the backscattered electrons are transferred to the outside through the conductive layer formed on the surface of the ceramic insulator tube. Is released.
타겟(220)으로부터 반사된 후방 산란 전자가 세라믹 절연튜브(400) 표면에 형성된 전도층을 통해 외부로 방출되므로, 후방 산란 전자에 의해 세라믹 절연튜브(400)가 대전되는 것이 방지되고, 후방 산란 전자에 의해 절연튜브(400)에서 2차전자가 발생되는 것이 방지된다. Since the backscattered electrons reflected from the
또한, 세라믹 절연튜브(400) 표면에 형성된 전도층에 충돌하는 후방 산란 전자들은 전도층을 통해 외부로 방출되지만, 전도층에 전압이 인가되어도 도6과 같이 세라믹 절연튜브는 절연상태를 유지하므로, 엑스선 튜브(1000)는 고전압에서 안정적인 특성을 갖게 된다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이 세라믹 절연튜브(400) 양단에 결합된 캐소드전극(100)과 애노드전극(200)에 전압을 인가하고, 세라믹 절연튜브 표면에 석출된 전도층에 전압을 인가하여도 세라믹 절연튜브에서는 전류가 흐르지 않는다. In addition, the backscattered electrons colliding with the conductive layer formed on the surface of the ceramic insulating
또한, 후방 산란 전자에 의한 대전 및 2차전자 발생을 방지하기 위해 세라믹 절연튜브에 코팅막을 형성하거나, 엑스선 튜브에 별도의 차폐전극을 형성하는 공정이 추가되지 않으므로 엑스선 튜브 제작 공정이 단순화되고, 엑스선 튜브를 소형화할 수 있다. In addition, since a process of forming a coating film on the ceramic insulation tube or forming a separate shielding electrode on the X-ray tube is not added to prevent charging and generation of secondary electrons by backscattered electrons, the X-ray tube manufacturing process is simplified, and the X-ray The tube can be miniaturized.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the detailed description of the present invention has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art will have the idea of the present invention described in the claims to be described below. It will be understood that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.
1000 : 엑스선 튜브
100 : 캐소드전극
120 : 에미터
200 : 애노드전극
220 : 타겟
300 : 게이트전극
400 : 절연튜브
1000: X-ray tube 100: cathode electrode
120
220: target 300: gate electrode
400: insulated tube
Claims (4)
상기 절연튜브는 고진공 상태에서 상기 절연튜브 내에 포함된 수분을 제거하기 위해 열처리하는 1차 진공고온소성 단계;
상기 1차 진공고온소성 공정 온도보다 높은 온도에서 상기 절연튜브 내에 포함된 유기오염인자를 제거하기 위해 열처리하는 2차 진공고온소성 단계; 및
상기 2차 진공고온소성 공정 온도보다 높은 온도에서 상기 절연튜브 내에 포함된 전도성 물질이 상기 절연튜브 표면으로 석출되도록 열처리하는 3차 진공고온소성 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 초소형 엑스선 튜브의 세라믹 절연튜브 표면 개질 처리 방법A method of processing a ceramic insulating tube surface modification method of an ultra-small X-ray tube including a cathode including an emitter emitting an electron beam, an anode on which a target material emitting X-rays by collision with the electron beam is installed, and a cylindrical insulating tube of ceramic material. In
The insulating tube is a first vacuum high temperature firing step of heat treatment to remove the moisture contained in the insulating tube in a high vacuum state;
A second vacuum high temperature firing step of performing heat treatment to remove organic pollutants contained in the insulating tube at a temperature higher than the first vacuum high temperature firing process temperature; And
And a third vacuum high temperature firing step of heat-treating the conductive material contained in the insulating tube to the surface of the insulating tube at a temperature higher than the second vacuum high temperature firing process temperature. Surface Modification Treatment Method
3차 진공고온소성 공정은
1000°C 내지 1300°C 사이에서 열처리하는 것을 특징으로 하는 초소형 엑스선 튜브의 세라믹 절연튜브 표면 개질 처리 방법The method of claim 1,
The third vacuum high temperature firing process
Surface treatment treatment method of ceramic insulating tube of ultra-small X-ray tube, characterized in that the heat treatment between 1000 ° C to 1300 ° C
3차 진공고온소성 공정은
세라믹 표면으로 금속 불순물이 석출될 수 있도록 적어도 60분 이상을 유지하여 열처리하는 것을 특징으로 하는 초소형 엑스선 튜브의 세라믹 절연튜브 표면 개질 처리 방법The method of claim 3,
The third vacuum high temperature firing process
Method for surface modification treatment of ceramic insulating tube of ultra-small X-ray tube, characterized in that the heat treatment is maintained for at least 60 minutes so that metal impurities are deposited on the ceramic surface
상기 1차 진공고온소성 공정 및 2차 진공고온소성 공정 및 상기 3차 진공고온소성 공정의 진공도 10-5 내지 10-6torr인 것을 특징으로 하는 초소형 엑스선 튜브의 세라믹 절연튜브 표면 개질 처리 방법The method of claim 1,
Method for surface modification treatment of the ceramic insulating tube of the ultra-small X-ray tube, characterized in that the vacuum degree of the first vacuum high temperature firing process, the second vacuum high temperature firing process and the third vacuum high temperature firing process 10 -5 to 10 -6 torr
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180090216A KR102439991B1 (en) | 2018-08-02 | 2018-08-02 | Method of surface treatment of ceramic insulating tube of x-ray tube |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180090216A KR102439991B1 (en) | 2018-08-02 | 2018-08-02 | Method of surface treatment of ceramic insulating tube of x-ray tube |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200015003A true KR20200015003A (en) | 2020-02-12 |
| KR102439991B1 KR102439991B1 (en) | 2022-09-05 |
Family
ID=69569541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180090216A KR102439991B1 (en) | 2018-08-02 | 2018-08-02 | Method of surface treatment of ceramic insulating tube of x-ray tube |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102439991B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102369692B1 (en) | 2021-07-23 | 2022-03-03 | 주식회사 코닉스 | Ceramics tube applied at x-ray generator and manufacturing apparatus of thereof |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160038303A (en) * | 2014-09-30 | 2016-04-07 | 주식회사바텍 | X-ray tube having metallic filter |
-
2018
- 2018-08-02 KR KR1020180090216A patent/KR102439991B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160038303A (en) * | 2014-09-30 | 2016-04-07 | 주식회사바텍 | X-ray tube having metallic filter |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102369692B1 (en) | 2021-07-23 | 2022-03-03 | 주식회사 코닉스 | Ceramics tube applied at x-ray generator and manufacturing apparatus of thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102439991B1 (en) | 2022-09-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10522316B2 (en) | X-ray source | |
| KR20170022852A (en) | X-ray source | |
| KR20180103951A (en) | Improved ion source cathode shield | |
| KR20200015003A (en) | Method of surface treatment of ceramic insulating tube of x-ray tube | |
| JP5238376B2 (en) | Electron tube | |
| JP4263861B2 (en) | X-ray tube and manufacturing method thereof | |
| RU2586628C1 (en) | Source of electrons with field-emission emitters | |
| JPS5844662A (en) | X-ray tube with encircling ceramic case | |
| KR102365700B1 (en) | Ion source, ion implantation device, and operation method of the ion source | |
| KR930007123B1 (en) | Method of painting a graphite of crt | |
| RU2817564C1 (en) | Fast atom source for dielectric etching | |
| JPS5871546A (en) | Ion implantation device | |
| US5572087A (en) | Improved cathode ray tube of an image intensifier type in which internal protective films are degraded organic materials | |
| KR930004795Y1 (en) | Electron gun for color cathode-ray tube | |
| Asari et al. | Investigation of Electron Emission from Metal/Insulator Interface in Vacuum and Eletric Charge on the Insulator | |
| EP0548358B1 (en) | Cathode ray tube and method of manufacturing a cathode ray tube | |
| US5621273A (en) | Cathode ray tube and method of manufacturing a cathode ray tube | |
| Saha et al. | Development of a high power electron beam welding gun with replaceable high voltage feed-through insulators | |
| JP3133352B2 (en) | Withstand voltage treatment method for cathode ray tube | |
| JPH02142050A (en) | Hot cathode type ionization vacuum gauge | |
| TWI587348B (en) | A machine for implanting ions in plasma immersion mode for a low-pressure method | |
| JP2637115B2 (en) | Manufacturing method of cathode ray tube | |
| KR200151012Y1 (en) | An electron gun for a crt | |
| SU100646A1 (en) | Method for blackening metal parts of vacuum and gas discharge devices | |
| Goddard et al. | The effects of UV radiation and electron bombardment on the flashover characteristics of alumina based high voltage insulators in vacuum |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |