不同材质的X射线管外壳：玻璃管 or 陶瓷管 or 金属管

X射线管是射线发生器的核心部件，包含两个电极：用于发射电子的灯丝，作为阴极，用于接受电子轰击的靶材，作为阳极，两极均被密封在高真空外壳中。射线管外壳的主要作用：①与外界环境隔离，使得电子在真空管内能够不受外界干扰地运动，不受阻挡；②阴阳极绝缘与结构支撑。因此要求外壳强度高以及耐高温。

早期X射线管采用玻璃外壳，随着金属陶瓷封接技术的进步，导电性能好、机械强度高且耐高温的金属材料的问世，逐步采用陶瓷和金属作为外壳。这三种材质由于性能不同，各自的应用领域也不同。玻璃Ｘ射线管（简称玻璃管）在医疗和安检领域应用较多，波纹陶瓷Ｘ射线管（简称陶瓷管）主要用于便携式工业Ｘ射线探伤机，金属Ｘ射线管（简称金属管）多用于安检、医疗和工业检测等领域，尤其是移动式工业Ｘ射线探伤机。

玻璃外壳：如图１所示，由玻璃壳承载Ｘ射线管阴极和阳极。显而易见采用玻璃外壳主要原因是成本低，易于加工成型，电气绝缘性能、化学稳定性等也能满足一般电真空器件的要求。但随着在施工现场或野外作业X射线检测设备需求猛增，迫切要求探伤机小型化、便携化。易碎的玻璃射线管已不能满足需要。

陶瓷外壳：结构如图２所示，阴阳极组件由波纹陶瓷壳连接。相比较玻璃外壳而言：

①陶瓷外壳小巧、轻便，重量仅为同规格玻璃管的1/3~1/4；

②机械强度高，坚固、抗震；

③可在极高温度下排气抽真空，真空度高，管子寿命长；

④易制成铍窗口，减少有用射线的吸收损失；

⑤在强射线辐射下，性能稳定。

从而便携式X射线探伤机普遍采用陶瓷外壳。

金属外壳：阴阳两极之间由不锈钢材料支撑，阴极组件与金属壳体之间通过陶瓷绝缘，阳极组件与金属外壳直接焊接在一起（图3）。不锈钢外壳的电气和性能均较玻璃管和陶瓷管突出，其特点如下：

①导电性能好，可释放壳体累积的电荷；

②比陶瓷壳的机械强度更高；

③耐高温，散热性能好，可长时间连续稳定的工作；真空排气彻底，能达到较高的真空度；

④在强Ｘ射线辐射下，性能稳定；⑤使用寿命长。

就Ｘ射线管的不同外壳材质而言，除了机械强度、耐温和密封性能不同以外，一个最重要的问题是能否消除二次电子及灯丝钨蒸发对Ｘ射线管的影响；这也是影响射线管稳定性和使用寿命的一个重要因素。

玻璃管与陶瓷管在工作过程中，会在壳体上产生二次电子的附着，导致电子束挣脱阴极束缚的能力下降，同时也会对电子束产生阻滞和排斥作用。随着电荷的不断累积，Ｘ射线管电流会逐渐下降，甚至关断管电流。此外，灯丝在高温下会蒸发并附着在管壁上会形成第三电极，引起Ｘ射线管内的局部放电。

金属管外壳为金属材质，与阳极为同一电位，阳极与大地相连，二次电子附着在管壁上之后就会通过阳极释放，通过接地点传入大地，管壳上不会积累电荷，避免了累积电荷和第三电极产生的放电、跳火等问题，损坏Ｘ射线管。因此金属管可在较低管电压条件下输出较大的管电流，本身耐高温且有利于散热，可实现Ｘ射线机能长期连续工作。（文中观点均来自参考文献）

参考文献

1邓加强.工业用金属陶瓷Ｘ射线管[Ｊ].真空电子技术，1985．

2赵久.谈金属陶瓷Ｘ射线管[Ｊ].中国仪器仪表，1987．

3夏海涛，李冬雪，孟庆华等.Ｘ射线管壳体材质及其对性能的影响[J].真空电子技术，2016(01).