Glas 8245 für Röntgenquellen
Glas 8245 für Röntgenröhren wird in einer Vielzahl von medizinischen Röntgengeräten eingesetzt und sorgt nicht nur zuverlässig für das erforderliche Hochvakuum, sondern bildet auch eine stabile Verbindung zum Metall und isoliert Anoden von Kathoden, auch bei Hochspannung.
Verknüpft durch Standort und Technologie
Nur 40 km Entfernung trennen die Heimat der SCHOTT AG in Jena, Thüringen, vom Siemens Healthineers Werk in Rudolstadt. Beide Technologieunternehmen blicken auf mehr als 100 Jahre Geschichte zurück und sind heute durch eine enge technologische Zusammenarbeit miteinander verbunden. Siemens Healthineers verwendet Glas 8245 zur Herstellung von Vakuumkomponenten, Röntgenröhren und Röntgenstrahlen sowie Detektoren für Diagnosegeräte wie Computertomographie-Scanner (CT). Das Glas bildet eine gasdichte Verbindung und Isolierung zwischen Anode und Kathode der Röntgenröhre.
Aufgabe
In einer Röntgenröhre beschleunigt eine Spannung von 25 bis mehreren hundert Kilovolt (kV) in einem Hochvakuum die Elektronen von der Kathode zur Anode, wo sie abrupt abgebremst werden und die charakteristischen Röntgenstrahlen entstehen. Glas ist ideal als Barriere auch am Übergang zum eingeschmolzenen Metall, da es das Eindringen von Luftmolekülen verhindert, die die Erzeugung von Röntgenstrahlung unterbinden würden. Der hohe ohmsche Widerstand des Borosilikatglases SCHOTT 8245 (107,4 bis 105,9 Ω.cm) trennt auch bei Temperaturen von 250 °C bis 350 °C Kathoden und Anoden elektrisch.Die Lösung
Siemens Healthineers erwirbt das Glas als Zylinder in verschiedenen Durchmessern, zum Beispiel 75,5 mm. Zur weiteren Verarbeitung gehört, dass an beiden Enden Verbindungsringe aus der Nickel-Eisen-Kobalt-Legierung Kovar angeschmolzen werden, so dass später der Röntgenkolben zusammengesetzt werden kann. Die Ringe werden zunächst aufgeraut, durch Sandstrahlen gereinigt und anschließend geglüht. Anschließend wird das Glas erhitzt, in Form gebracht und mit den Metallringen verschmolzen, wodurch eine vakuumdichte Glas-Metall-Verbindung entsteht.
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Hohe Stabilität und Zuverlässigkeit
Die stabile vakuumdichte Verbindung ist besonders wichtig für die langfristige Funktion von Röntgenröhren. Dies liegt daran, dass hohe mechanische Kräfte um die Glasröhre und die Glas-Metall-Dichtung auftreten können, wenn die Röntgenquelle in der Computertomographie um den Patienten oder das untersuchte Objekt herum bewegt wird. Darüber hinaus treten unvermeidbare Vibrationen auf. „Wir brauchen ein Glas von sehr hoher Qualität, ohne Blasen oder andere Verunreinigungen“, erklärt Daniel Kutschbach, Verfahrenstechniker bei Siemens Healthineers in Rudolstadt, der für die Röntgenröhren- und Glasverarbeitung verantwortlich ist. „Wir stellen dies sicher, indem wir jeden Verarbeitungsschritt genau überwachen.“
Die hohe Qualität des Glases entspricht bereits unseren Anforderungen. Dennoch haben wir kürzlich mit SCHOTT zusammengearbeitet, um die Ausbeute in unseren Produktionsprozessen zu verbessern und Ressourcen und Kosten zu sparen.
SCHOTT bietet Glasrohre in verschiedenen Abmessungen an, um die Anforderungen jedes Kunden zu erfüllen.
Röntgenröhren aus SCHOTT Glas sind für die Diagnose in medizinischen Zentren und Krankenhäusern unerlässlich.
Verwendete Materialien
Die dauerhafte Verschmelzung des Borosilikatglases SCHOTT 8245 mit einer Metalllegierung ist nur möglich, weil beide Materialien den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, wenn sie im Betrieb auf 400 °C erhitzt werden. Wenn sich Glas und Metall unterschiedlich schnell ausdehnen, können mechanische Spannungen auftreten und schließlich zum Bruch führen.Im Gegensatz zu vielen anderen Anwendungen sind die optischen Spezifikationen des Glases irrelevant, da die Strahlung durch ein röntgenstrahlendurchlässiges Titanfenster aus den Röhren austritt. Während einer typischen dreijährigen Betriebsdauer wird das Glas sogar braun, was seine Funktionalität jedoch nicht beeinträchtigt.
Ein erfolgreiches gemeinsames Team
Glas hergestellt vonSCHOTT
Installiert von
Siemens Healthineers