Исследование свойств керамического баллона разборной рентгеновской трубки на основе алюмооксидной керамики, страница 2

Введение.

В настоящее время в зарубежных рентгеновских приборах для дефектоскопии самое широкое распространение нашли металлокерамические рентгеновские трубки, выпускаемые фирмами США, Японии, ФРГ, Швейцарии и других стран. Эти трубки имеют различную конфигурацию используемых керамических изоляторов: конусную, гофрированную, дисковую.

Задачи дефектоскопического просвечивания могут быть связаны как с выявлением трещин и пустот в сварных соединениях и отливках металлических изделий, так и с определением посторонних включений в материалах, оказывающих меньшее ослабление на рентгеновские лучи, например, пищевых продуктах. В таких случаях требуется, чтобы рентгеновские лучи генерировались в  широком диапазоне напряжений от 50 до 400 кВ и выше.

В отечественных рентгеновских трубках до настоящего времени   в основном применялись стеклянные изоляторы. Замена в рентгеновских трубках стеклянных изоляторов на керамические позволит создать рентгеновские излучатели новой конструкции, в которой керамический изолятор выполняет несколько функций. Он является одновременно высоковольтным изолятором, механическим держателем электродов и высоковольтным разъемом для соединения с высоковольтным кабелем. Кроме этого изолятор является частью вакуумной оболочки прибора. Высоковольтный изолятор в таких приборах должен обладать, наряду с высокой электрической прочностью, также  высокой механической прочностью и обеспечивать вакуум-плотное соединение с металлическими частями прибора.

Рентгеновские трубки, выпускаемые на основе металлокерамических изоляторов, отличаются повышенной прочностью, надежностью, а также существенно меньшими, в 1,5 – 2, раза габаритами и в 2 – 3 раза меньшим весом, чем рентгеновские трубки, с использованием металлостеклянных изоляторов.

Целью настоящей работы являлось выявление возможности создания толстостенных керамических изделий, которые предназначены для работы в составе  разборной микрофокусной рентгеновской трубки на напряжение 300 кВ и мощностью порядка 30 Вт. Используемый керамический изолятор должен иметь большой внутренний диаметр, поскольку внутри него должен располагаться высоковольтный источник питания рентгеновской трубки. Это позволяет отказаться от высоковольтного кабеля. Разрабатываемая конструкция трубки не имеет аналогов в России.

Использование стеклянного изолятора в данном случае является нецелесообразным и даже невозможным, из – за низкой механической прочности и больших допусков при заварке прибора.

Значительные габариты изолятора, необходимость обеспечения его электрической, механической прочности   требуют разработки специальной формы для отливки изолятора (использовать стандартные керамические изделия невозможно).

1 Аналитический обзор литературы

1.1 Керамические вакуум-плотные материалы

В настоящее время промышленностью освоено и выпускается большое количество керамических материалов, которые могут быть использованы для вакуумноплотного соединения с металлами.

Таблица 1 - Химический состав отечественных марок стеатита и форстерита

Наименование материала	Расчетный химический состав, вес. %
	Al2O3	SiO2	BaO	CaO	MgO	B2O3
Стеатит К – 1	2,60	62,80	0,85	-	31,60	2,15
Форстерит ЛФ – 11	0,8	41,7	6,0	-	51,5	-
Форстерит КВФ – 4	4,3	41,6	7,7	-	46,4	-
Форстерит – 17	2,6	44,0	7,8	0,6	45,0	-