Impact of Conditioning Processes on the Performance of Rotating Anodes

Titel in Übersetzung: Einfluss unterschiedlicher Konditionierprozesse auf die Brennbahn-Alterung von Röntgendrehanoden

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Röntgenröhren, welche in modernen CT Systemen als Strahlungsquellen eingesetzt werden, unterlaufen vor ihrem Einsatz im medizinischen Feld gründliche Tests. Die Testabfolge wird dabei als Konditionierung bezeichnet und besteht aus drei individuellen Einzelprozessen. Hierbei wird die Drehanode, welche eine der Hauptkomponenten einer Röntgenröhre darstellt, schwerwiegenden mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt. Basistemperaturen von 1300 K und zusätzliche, rapide Temperaturanstiege von über 1000 K treten während der Konditionierung auf. Dies führt zum Auftreten erster Anzeichen von Oberflächenschädigung, wie Thermoschockrissen, thermischen Ermüdungsrissen und in Einzelfällen lokalen Aufschmelzungen der Anodenoberfläche. Aufgrund des Ablaufs der Konditionierung kann es zu einer notwendigen Wiederholung von Einzelprozessen kommen. Das Ziel der Arbeit ist es, den Einfluss einer solchen, irregulären Konditionierung zu verstehen und die Korrelation zwischen dem Auftreten von Oberflächenschädigung und den individuellen Einzelprozessen aufzuzeigen. Eine ausgedehnte Datenbasis der Oberflächenschädigungsmerkmale wurde über eine gezielte Probenpräparation, Lichtmikroskopie, konfokale Laser-RasterMikroskopie, Elektronenmikroskopie, Härtetests bei mehreren Lastniveaus, Nanoindentation, Elektronen-Rückstreu-Beugungs-Methoden sowie weiteren Verfahren erstellt. Klare Abhängigkeiten von den individuellen Einzelprozessen, deren chronologischer Abfolge und Anzahl der Wiederholungen, sowie der Intensitätsverteilung des auf der Anode auftreffenden Elektronenstrahls und den Belastungsparametern während der Konditionierung konnten identifiziert werden. Darüber hinaus konnte ein globaler Einfluss auf die dimensionale Veränderung der Drehanode von der Gesamtzahl der unterlaufenen Einzelprozesse abgeleitet werden. Mikrostrukturelle Untersuchungen der Brennbahn unterhalb der Position des auftreffenden Elektronenstrahls konnten erfolgreich Unterschiede zwischen den untersuchten Anodentypen aufzeigen.
Titel in ÜbersetzungEinfluss unterschiedlicher Konditionierprozesse auf die Brennbahn-Alterung von Röntgendrehanoden
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Maier-Kiener, Verena, Betreuer (intern)
  • Clemens, Helmut, Mitbetreuer (intern)
Datum der Bewilligung25 Juni 2021
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2021

Bibliographische Notiz

gesperrt bis 12-04-2026

Schlagwörter

  • Drehanode
  • Wolfram-Rhenium
  • Thermische Ermüdung
  • Oberflächenschädigung
  • Merkmal-Korrelation

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