اصلاح مورفولوژی سطحی پوشش‌ تنگستنی ایجاد شده به روش پاشش پلاسمایی اتمسفری به منظور کاربرد در لامپ تولید پرتو ایکس

الموضوعات : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

ساسان اژدری ¹ (کارشناس ارشد خوردگی و حفاظت از مواد، دانشکده مهندسی و علم مواد دانشگاه صنعتی شیراز، شیراز، ایران)
فرهاد شهریاری نوگورانی ² (استادیار، گروه خوردگی و حفاظت از مواد، دانشکده مهندسی و علم مواد دانشگاه صنعتی شیراز، شیراز، ایران)

تاريخ الإرسال : 12 الإثنين , محرم, 1439 تاريخ التأكيد : 19 السبت , ربيع الثاني, 1439 تاريخ الإصدار : 10 الإثنين , ذو القعدة, 1439

الکلمات المفتاحية: پاشش پلاسمایی اتمسفری, رسوب شیمیایی بخار, آنیل در اتمسفر هیدروژن, پوشش‌تنگستنی, لامپ تولید اشعه ایکس,

ملخص المقالة :

    پوشش­های ضخیم تنگستن در ساخت آند لامپ­های تولید پرتو ایکس مورد استفاده در تجهیزات تشخیص پزشکی کاربرد دارند. با توجه به اهمیت صافی سطح آند در کیفیت تصویر رادیولوژی حاصل، لازم است قطعه آند تا حد امکان زبری سطحی پایینی داشته باشد و بتواند این زبری پایین را در شرایط کاری دمای بالا حفظ نماید.  به منظور بهبود کارآیی این لامپ­ها مورفولوژی سطحی پوشش­های تنگستنی اعمال شده به روش پاشش پلاسمایی اتمسفری بلافاصله پس از پوشش­دهی، بعد از عملیات آنیل در اتمسفر هیدروژن و پس از نشاندن لایه­ای نازک از تنگستن به روش رسوب شیمیایی بخار مطالعه شد. آنیل هیدروژنی در اتمسفر هیدروژن مرطوب و دمای °C 1500 به مدت 90 دقیقه انجام شد. رسوب شیمیایی بخار به روش دفن نمونه­ها در بستری از پودر اکسید تنگستن و سپس احیای پودر در اتمسفر هیدروژن مرطوب در °C1000 اجرا شد. ریزساختار سطحی پوشش با استفاده از تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی، آنالیز شیمیایی طیف­سنجی پراکندگی انرژی، زبری­سنجی مکانیکی و پراش پرتو ایکس ارزیابی شد. نتایج نشان داد که عملیات تکمیلی در نظر گرفته شده قادر است ریخت سطحی را از حالت اکسید شده و زبر به یک ساختار ستونی ظریف با زبری میانگین کم­تر از 1 میکرومتر تغییر دهد.

المصادر:

References:
1- M.R. Eggleston, M.R. Jackson, M.G. Benz, and G. Reznikov, "Joining ductile refractory metal inserts in X-ray tube Targets", JOM, Vol. 48, 59-64, 1996.         

2- J.B. Lambert and J.J. Rausch, ASM Handbook, Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Special Purpose Materials, pp. 1-6, ASM International, Vol. 2, 1990.          

3- E. Lassner, W.D. Schubert, Tungsten properties, chemistry, technology of the element, alloys, and chemical compounds, pp. 283-297, Kluwer Academic / Plenum Publications,New York,  1998.      

4- J. Mathew, R.M. Mohanty, R. Sundaresan, V. Sivan, K. Balasubramanian, "Vacuum plasma etching of 1 wt% La₂O₃ dispersed tungsten", Fusion Engineering and Design, Vol. 85, pp. 824-827, 2010.      

5- H. Bolt, V. Barabash, W. Krauss, J. Linke, R. Neu, S. Suzuki, N. Yoshida, "Materials for the plasma-facing components of fusion reactors", J. Nucl. Mater., Vol. 329–333, pp. 66–73, 2004.

6- S. Deschka, C. García-Rosales, W. Hohenauer, R. Duwe, E. Gauthier, J. Linke, M. Lochter, W. Malléner, L. Plöchl, P. Rödhammer, A. Salito, "Manufacturing and high heat flux loading of tungsten coatings on fine grain graphite for the ASDEX-upgrade divertor", J.

 

 

Nucl. Mater., Vol.  233-237, pp. 645-649,

1996.

7- K. Nakamura, S. Suzuki, T. Tanabe, M. Dairaku, K. Yokoyama, M. Akiba, "Disruption erosions of various kinds of tungsten", Fusion Eng. Des., Vol. 39-40, pp. 295-301, 1998.         

8- V.A. Pavlovskii, "Tungsten galvanic coatings deposited from salt metals", Protection of metals, Vol. 42, pp. 170-173, 2006.           

9- A.A. Khan, J.C. Labbe, A. Grimaud, and P. Fauchais, "Molybdenum and Tungsten Coatings for X-Ray Targets obtained through the Low-Pressure Plasma Spraying Process", Journal of Thermal Spray Technology, Vol. 6, pp. 228-234, 1997.     

10- Z. Zhou, S. Song, W. Yao, G. Pintsuk, J. Linke, S.Guo, C. Ge, "Fabrication of thick W coatings by atmospheric plasma spraying and their transient high heat loading performance", Fusion Eng. Des., Vol. 85, pp. 1720–1723, 2010.

 

11- Z. Zhou, S. Guo, S. Song, W.Yao, C. Ge, "The evelopment and prospect of fabrication of W based plasma facing component by atmospheric plasma spraying", Fusion Eng. Des., Vol. 86,  pp. 1625–1629, 2011.  

12- D. Apelian, M. Paliwal, R.W. Smith, W.F. Schilling, "Melting and Solidification in Plasma Spray Deposition, Phenomenological Review", Int. Met. Rev., Vol. 28, pp. 271-294, 1983.        

13- H. Jianjun, L.Xinjun, C.Jun, L. Yling, Q. Bing, J. Shishou, W. Xisheng, L. Guangnan, "Vacuum annealing enhances the properties of a tungsten coating deposited on copper by atmospheric plasma spray", J. Nucl. Mater., Vol. 432, pp. 16-19, 2013.    

14- A. Mehranian, M. R. Ay, N. RiyahiAlam, H. Zaidi, "Quantifying the effect of anode surface roughness on diagnostic X-rayspectra using Monte Carlo simulation", Medical Physics, Vol. 37, pp. 742-752, 2010.    

15- M. Erdélyi, M. Lajko, R. Kakonyi, and G. Szabo, "Measurement of the X-ray tube anodes’ surface profile and its effects on the X-ray spectra", Medical Physics, Vol. 36, pp. 587–593, 2009.          

16- S. Lee, M-H. H., J-W. Noh, E-P. Kim, Y-S. Park, United States patent No. 2003/0211238 A1, 2003.