[发明专利]一种可用于X射线准直器的金属钨管及其制备方法

说明书

本发明涉及一种可用于X射线准直器的金属钨管及其制备方法。具体地，采用化学气相沉积法在纯铜基体表面沉积金属钨层，而后去除其中的铜芯制得金属钨管；进行所述沉积时，在常压下向纯铜基体施加直流电压，并设置I³U为恒定值，以控制纯铜基体的温度为500～600℃；其中，I和U分别为施加的电流和电压。与传统方法制备的准直器用钨制品相比，本发明的制备方法制得的金属钨管具有致密度高、内腔形状和出光口尺寸可调可控等优势，因此可在X射线准直器中进行应用，并获得较好的应用效果。同时，本发明的制备方法简便，有利于在实际生产中进行推广应用。

技术领域

本发明属于金属钨制品制备技术领域，具体涉及一种可用于X射线准直器的金属钨管及其制备方法。

背景技术

X射线(X光)是一种频率高，波长短、能量大的电磁波，现已广泛应用于医学诊断、工业探伤、物相鉴定和残余应力分析等领域。产生X射线的方式主要有以下四种：X射线管、激光等离子体、同步辐射和X射线激光。通常X射线的光线是发散的，即开始相邻的两条光束线经传播后会相离越来越远。为了提高图像衬度及空间分辨率，在各类X射线装置中，一般采用入射束准直器来限制X射线束的发散，以保证射线的准直性和平行性。入射束准直器是X射线装置的关键配件之一。其原理是：在通过准直器时，X射线束中的发散光或散射光被准直器侧壁吸收，使得到达样品处的发散光或散射光大幅减少，以显著提升数据质量。

金属钨是高比重材料，具有强X射线吸收能力。更重要的是，金属钨环境友好，无毒无污染，在室温环境中结构稳定耐腐蚀，因而被广泛用做X射线的吸收或屏蔽材料，是制备入射束准直器的核心材料。然而金属钨的韧脆转变温度远高于室温，室温脆性大，难以对其像铜合金或铝合金等具有塑性的金属那样进行精密机械加工。对于面向高端应用的，尤其是具有内腔形状复杂，出光口尺寸细小(小于0.5mm)的金属钨准直器，具有加工难度大、成品率低、成本高昂的行业痛点，限制了其实际应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种可用于X射线准直器的金属钨管及其制备方法。

为了实现上述目的，发明人尝试了CN 102242347 A(同一研究团队的在先申请)中所提到的一种用于发热体的钨管的制备方法，然而无法制备获得可运用在出光口尺寸细小的X射线准直器的金属钨管。

具体的，本发明首先提供一种钨管的制备方法，所述制备方法包括：采用化学气相沉积法在纯铜基体表面沉积金属钨层，而后去除其中的铜芯；

进行所述沉积时，在常压下向纯铜基体施加直流电压，并设置I³U为恒定值，以控制纯铜基体的温度为500～600℃；其中，I和U分别为施加的电流和电压。

通过设置I³U为恒定值，可以稳定控制纯铜基体的温度在500～600℃区间，在纯铜基体表面形成厚度为1mm～10mm的金属钨层且具有良好的致密性，使得其能够在X射线准直器中应用。

所述纯铜基体可以根据入射束准直器的内腔要求，设计纯铜基体的尺寸及形状。对于通孔型具有固定内径的准直器，可以选取不同直径的纯铜丝或纯铜棒作为基体；对于准直器内腔具有一定几何构形的情况，可采用机加工方式制备纯铜基体，要求基体的外表面与准直器的内腔尺寸要求吻合。

在具体实施过程中可采用自动控制系统控制I³U为恒定值。

作为优选，所述纯铜基体为直径均一的柱状，且其直径为0.1～1mm。

作为优选，所述纯铜基体为直径不均一的柱状，且其直径范围为0.1～30mm。

作为优选，所述纯铜基体的表面粗糙度≤Ra1.0。

作为本发明的优选技术方案，在所述沉积中，采用氢气还原六氟化钨将金属钨沉积到纯铜基体的表面。