火花隙X射线源

摘要

本发明涉及一种x射线源。在一个实施例中，本发明包括具有阴极的x射线源(10、20、30、40、50、110)，所述阴极具有尖端(9)或相对于所述阴极(11)的纵向轴(6)基本上横向取向的延长片状物(113)。所述尖端或片可以指向阳极(14)。在另一个实施例中，本发明包括x射线源(60)，其具有形成中空环的环形形状(66)的窗(16)。阳极(14，140)的半球形状(64)的凸部分可以延伸到所述窗的所述环形形状的中空部内。

说明书

技术领域

本申请通常涉及x射线源。

背景技术

X射线源具有许多用途，诸如例如，成像、x射线晶体学、静电耗散、静电沉淀以及x射线荧光。

由于x射线源的高成本，限制了一些用途。降低x射线源同时维持它们的功能是有益的。

对于一些应用，窄光束的x射线是被期望的。然而，对于其它应用，需要宽角度光束以发出覆盖大区域的x射线。

X射线管可以为易碎的，但是，有时被用在艰苦的环境中，因此保护x射线源免受由于其它装置的撞击的损坏或免受化学腐蚀很重要。制造更坚固的x射线源将有益的。

一种易碎的x射线管部件为x射线穿过其透射的x射线窗。如果将保护结构设置在窗之前或窗周围，尤其对于低能量x射线源，那么选择用于具有高x射线透射率以避免过量的x射线衰减的保护结构的材料很重要。

发明内容

已经认识到这将有益的：(1)降低x射线的成本同时维持它们的功能，(2)提供更坚固的x射线源，和/或(3)提供具有宽角度光束的x射线的x射线源。本发明旨在满足这些需求的x射线源和使用这样的x射线源的方法的各种实施例。每个实施例或方法满足这些需求中的一个、一些或全部。

在一个实施例中，所述x射线源可以包含具有尖端的阴极和/或指向阳极的延长片状物。在所述尖端或所述片状物与所述阳极之间可以存在间隙。

在另一个实施例中，所述x射线源可以包括具有形成中空环的环形形状的窗。阳极的半球形状的凸部分可以延伸到所述环形形状的中空部中。

附图说明

图1为依照本发明的实施例的具有带有尖端9的阴极11的端窗(end-window)透射目标x射线源10的示意性截面侧视图。

图2为依照本发明的实施例的具有带有尖端9的阴极11的侧窗(side-window)x射线源20的示意性截面侧视图。

图3为依照本发明的实施例的包括具有尖端9的阴极12和具有突出32的阳极14的侧窗x射线源30的示意性截面侧视图。

图4为依照本发明的实施例的具有带有尖端9的阴极11的侧窗x射线源40的示意性截面侧视图。

图5为依照本发明的实施例的端窗透射目标x射线源50的示意性截面侧视图，其包含具有带有面对带有尖端9的阴极11的凹部分的中空碗形状窗16。

图6为依照本发明的实施例的包含具有环形形状66的窗16和包含半球形状64的阳极14的侧窗x射线源60的示意性透视截面侧视图。

图7a和7b为依照本发明的实施例的类似于在图6中示出的至少部分的侧窗x射线源60的示意性截面侧视图，但是其进一步包括插入到半球形状64的凹状中空部的支撑71。

图8为依照本发明的实施例的制造系统80的示意性截面侧视图，其包括被用作用于提升平板显示83远离台84的升降销82的至少一部分的x射线源85。

图9为依照本发明的实施例的制造系统90的示意性截面侧视图，其包括在升降销82内设置的x射线源95，该升降销被用于提升平板显示83远离台84。

图10为依照本发明的实施例的使用至少一种x射线光源102以降低在平板显示83的顶侧面83_t上的静电荷的方法100的示意性透视图。

图11为依照本发明的实施例的x射线源110的示意性纵向截面图侧视图，其中阴极112包括相对于从阴极112延伸到目标材料15的轴116基本上横向117定向的延长片状物113。

图12为依照本发明的实施例的沿在图11中的线12-12获取的图11的x射线源110的示意性横向截面侧视图。

图13为使用x射线源131以在流体86中电离颗粒的方法130的示意性侧视图。依照本发明的实施例，离子可以降低或耗散在部件132上的电荷，或离子可以在部件132上沉淀析出电荷。

图14为依照本发明的实施例的包含具有环形形状66的窗和具有半球形状64的阳极14的侧窗x射线源140的示意性透视截面侧视图。

图15为依照本发明的实施例的包含围绕x射线管225的至少部分的(图18)的壳215的x射线源210的示意性透视图。

图16为依照本发明的实施例的沿在图15中的线16-16获取的图15(未示出电源)的x射线源210的示意性截面横向端部视图。

图17为依照本发明的实施例的用于x射线源的帽218的示意性透视图。

图18为依照本发明的实施例的沿在图15中的线18-18获取的图15的x射线源的示意性截面纵向侧视图。

图19为依照本发明的实施例的在图18中的x射线源210的示意性截面纵向侧视图，但是其没有电源219或帽218。

图20为依照本发明的实施例的类似于x射线源210但是具有圆顶形状阳极262的x射线源260的示意性截面纵向侧视图。

图21为依照本发明的实施例的类似于x射线源260但是具有被设置在圆顶形状阳极262内的电子发射器224的x射线源270的示意性截面纵向侧视图。

具体实施方式

定义

如此处所使用，术语“半球形状”是指包括弯曲近似半个球的部分的形状，但没必要具有全部点与中心等距的形状。半球形状可以为中空或实心，如一些球为中空(例如网球)而一些球为实心(例如棒球)。整体形状可以为“半球形状”或除了“半球形状”部分，可以存在具有(例如匹配半球形状、立方体形状等的)形状的另一部分。

如此处所使用，术语“碗形状”是指包括凸部分(向外凸出但没必要一定是圆形的)和凹部分(向内延伸但没必要一定是圆形的)的形状。例如，“碗形状”结构可以具有三角形、方形或圆形截面轮廓。

如此处所使用，术语“尖端”是指诸如在匕首、针或圆珠笔的端部上的锥形端。

如此处所使用，“真空”或“基本上真空”是指诸如典型地被用于x射线管的真空。

如在图1-6中所示，示出包括具有内腔17的外壳4的x射线源10、20、30、40、50以及60。可以将阳极14和阴极11附着到外壳4上。阳极14和阴极11可以导电。阳极14和阴极11可以为彼此远离分隔，并且可以为彼此电气隔绝。阴极11和阳极14可以为通过电气绝缘、固体材料13和/或通过腔17彼此电气绝缘。阴极11可以具有在腔17内设置的并且指向阳极14的尖端9。在尖端9与阳极14之间可以存在间隙G。

电源8可以被电气连接到阳极14和阴极11。在一个实施例中，电源8可以在阳极14与阴极11之间提供电压的脉冲。这些脉冲可以具有足够高的幅度以在阴极11与阳极14之间产生周期性弧。在弧中的电子18在阳极14上的撞击可以引起从x发射源的x射线19的向外发射。在弧的时刻，在一方面，在阳极14与阴极11之间的电压差值的实例包括1千伏与20千伏之间，或在另一方面，在阳极14与阴极11之间的电压差值的实例包括10千伏与200千伏之间。例如，可以通过感应线圈产生电压的周期性脉冲。

间隙G的大小、阴极11的尖端9的角度A₁以及阴极11的直径D，在阴极11开始逐渐变细朝向尖端9的位置，可以被修改用于期望的电场梯度和发生弧的期望的电压。例如，尖端9的内角A₁在一方面可以小于90°，其在另一方面在60°与90°之间，或其在另一方面在30°与65°之间。在一方面，阴极11的直径D可以小于0.5毫米。在另一方面，间隙G可以在3-5毫米之间。在一个实施例中，尖端9可以具有锐利的角度，并且间隙G可以被改变用于仅在弧之前的至少500volts/mil的尖端9处的电压梯度。

导电窗16可以被与阳极14关联并且可以被连接到阳极14。窗16可以被电气连接到阳极14。窗16基本上可以透射x射线19。窗16可以包括在2015年1月15日提交的美国专利申请序列号14/597955中描述的x射线窗的一些或全部的特性(例如，低偏转、高x射线透射率、低可见度以及红外光透射率)，通过全面引用并入到此处。窗16可以形成外壳4的至少部分的壁，并且可以将至少部分的腔17与外壳4的外部分隔开。

取决于应用，腔可以具有高真空、低真空或可以处于或接近大气压强。在腔17中的高真空的一个益处为从阴极11发射电子18没有或最低限度地被气体阻碍而朝向在阳极14或窗16的目标材料15。真空x射线管可以更有效的，并且可以具有很少的输出变化。在另一方面，真空x射线管可以具有基本上更高制造成本。

一些应用可能不需要真空x射线管的使用的高效率，并且可以使用具有相对更高内部压力的更低成本x射线管。脉冲的电源8可以提供足够的电压用于从阴极11到阳极14的电子18的脉冲。

此处描述的x射线源可以为真空的，或可以具有在腔17中设置的气体。在腔17中的气体，在一方面可以具有至少0.0001托的压强，或在另一方面具有在1托与900托之间的压强。气体可以包含低原子序数的元素(例如，Z<11)，诸如例如氮或氦。气体可以包含至少85％的氦。由于其相对低成本、高热电导率、低原子序数以及因为它是惰性的，氦为有益的。为了制造的简化，气体可以为空气或可以包含空气。腔17可以为全密封以维持在腔17中的气体的期望压强和类型。降低的真空需求可以允许x射线源为更坚固，因为轻微泄露或放气对性能具有微不足道的影响。

如在图1-2和6中所示，阴极11可以沿外壳4的纵向轴6对准。在x射线源10、20或60围绕纵向轴6的旋转的360°弧5的任何位置处的截面视图可以示出阴极的尖端9。因此，阴极11的尖端9可以具有基本上横向于外壳4的纵向轴6的圆形截面。

在图1和5中的x射线源10和50为端窗透射目标类型的x射线源。阴极11的尖端9和窗16都可以与外壳4的纵向轴6的相对准。被配置为响应于来自阴极11的撞击电子而发射x射线19的目标材料可以被设置在窗16上。

在图2-4和6中的x射线源20、30、40以及60为侧窗类型的x射线源。窗16被设置在外壳4的横向侧面。目标材料15可以被设置在阳极14上，并且可以被位成接收来自阴极11的撞击电子18并且发射x射线19朝向窗16的位置。X射线19可以从阳极14行进穿过腔17到窗16。在这些不同的侧窗和透射目标设计中的选择可以被基于x射线源的x射线流输出的期望形状、成本以及整体使用。

如在图2中的x射线源20上所示，阳极14可以包括具有相对于纵向轴6的锐角A₂的倾斜区域。可以将目标材料15设置在阳极14的倾斜区域上。如在图4中的x射线源40上所示，阳极14不必具有相对于纵向轴6的锐角。阳极14可以相对于纵向轴6基本上垂直。相对于纵向轴6而言阳极14是垂直还是锐角A₂的选择依赖于x射线19发射的可制造性、成本以及期望形状。

对于x射线19从点光源发射的的成像应用是有益的。x射线从点光源而不是从阳极14的宽表面的发射，可以通过从阳极14的表面31延伸的突出物32而完成(见图3)。可以将突出物32设置在倾斜区域处。突出物32可以面对阴极11的尖端9。出物32为小的是有益的，以便从点源发射x射线。因此，在突出物32的远端的曲率半径R可以小于0.5毫米。曲率半径R与从阳极14的表面31到突出物32的远端的距离H之间的关系可以影响x射线发射。从阳极14的面31到突出物32的远端的距离H可以大于曲率半径R的两倍。在一个实施例中，阳极14的面31基本上可以为平坦的，除了提供单个点光源的突出物32。实验已经示出具有阴极11的直径D的x射线的良好聚焦，在阴极11开始逐渐变细朝向尖端9的位置处，该直径D小于0.75倍的在突出物32的远端处的曲率半径R。突出物32可以被通过在金属中压制浅窝、通过焊接小突起或棒到阳极14上，或其它适于的方法而制成。

如在图5中的x射线源50上所示，窗16可以具有带有面对腔17的凹部分的中空碗状物56。窗16可以覆盖外壳4的一端。碗状物56的凹部分可以包括被配置为响应于来自阴极11的撞击电子18而发射x射线19的目标材料15。整个凹部分可以被目标材料15涂敷。碗状物56本身可以由目标材料制成，或目标材料可以被涂敷在碗状物56的内部、凹部分。目标材料可以为或可以包含钨。碗状物56可有由钨、碳纤维复合物和/或石墨制成或可以包含钨、碳纤维复合物和/或石墨。该设计的优势为来自x射线源50的x射线19的半球形状(宽角度)发射。

如在图6、7a以及7b中的x射线源60上所示，窗16可以包括形成作为外壳4的一部分的环的环形形状66。环形形状66可以形成外壳4的整个管部分，因此，外壳可以由环形形状66、阳极14以及阴极11形成。阳极14可以包括具有延伸进入腔17并延伸到窗16的环形形状66的中空的凸部分的半球形状64。凸部分可以包括被配置为响应于来自阴极11的撞击电子18而发射x射线19的目标材料15。目标材料15可以为或可以包含钨。

阳极14的半球形状可以由诸如例如难熔金属、钨、金属碳化物、金属硼化物、金属碳氮化合物和/或贵金属的各种材料制成，或可以包含诸如例如难熔金属、钨、金属碳化物、金属硼化物、金属碳氮化合物和/或贵金属的各种材料。阳极14的半球形状64可以具有像半个网球的相对凸部分的中空凹部分(见图6、7a以及7b)或可以为像半个棒球的实心实心(见图14)。

窗16的环形形状66可以由诸如例如碳纤维复合物、石墨、塑料、玻璃、铍和/或碳化硼的各种材料制成，或可以包含诸如例如碳纤维复合物、石墨、塑料、玻璃、铍和/或碳化硼的各种材料。使用基于碳材料的优势包括低原子序数和高结构强度。包含环形形状66的窗16的优势为围绕纵向轴6的x射线19的360°环状(宽角度)发射。对于一些应用，如在图5中所示的x射线19的半球形状发射为优选的，但是在其它应用中，x射线的360°环状发射为优选的。

如在图7a和7b中所示，阳极14的半球形状64可以为中空(例如碗形状)。可以通过窗16的环形形状66支撑阳极14。半球形状64可以包括延伸进入腔17中的凸部分。凸部分可以延伸进入窗16的环形形状66的中空。半球形状64可以包括相对凸部分的凹状中空部。电气绝缘支撑71可以被插入到半球形状64的凹状中空部中并且可以具有基本上与凹状中空部匹配的形状。支撑71可以为实心并且可以包括半球形状。支撑71可以包括或可以为聚合物，诸如例如聚醚醚酮(PEEK)。x射线源60连同支撑71可以被用于提升装置。

支撑71的部分可以延伸出半球形状64的凹状中空部。支撑可以具有背离阳极14的基本上平坦部分72。平坦部分72可以被配置为抵靠装置(例如，平板显示器83)。

如在图7b中所示，支撑71可以包括外部分、唇状物、延伸部分或其至少部分延伸在窗16的环形形状66之上的屏蔽物71_s。屏蔽物71_s可以延伸到或在环形形状66的外边缘66_e之上。屏蔽物71_s可以电气绝缘窗16与装置(例如，平板显示器83)，因此，帮助避免在16与装置之间的电弧。

如在图8-9中所示，诸如上文描述的那些，x射线源85和95可以被用作用于制造平坦显示器83的制造系统80和90的部分。在制造期间，在平板显示器83的底侧83_b上存在潜在有害的静电电荷。快速静电放电可以损坏平板显示器83的底侧83_b。有害的静电放电随升降销82提升平板显示器83远离台84而典型地发生。升降销82典型地被可移动地设置在台84的孔中。制动器81可以施加力到每个升降销82，并且升降销82可以施加力到平坦显示器83。因此，多个升降销82一起工作可以提升平板显示器83远离支撑台84。由于台84的材料不同于平板显示器83的材料，可以在台84与平板显示器83之间发生电压差。这些两种材料中的一种比另一种可以具有对于电子的更强的吸引力。

X射线19可以通过在平板显示器83与台84之间的流体86(例如空气)中形成离子而平滑地或逐渐地驱散静电电荷，而不是快速地、有害地静电放电。离子可以平滑地并逐渐地降低在平板显示器83上的静电电荷。然而，在平板显示器83与台84之间地整个区域发射x射线19是困难的。本发明的实施例包括关联x射线源85或95与升降销82，诸如上文描述的那些。X射线源85或95可以使用升降销82为可移动的。X射线源85或95可以在平板显示器83与台84之间发射x射线19，而平板显示器83被提升远离台84和/或在其之后。因为升降销82可以被分布在各种位置，将x射线源85或95与升降销82关联可以提供x射线19的有效发射进入到在平板显示83与台84之间的大部分或全部区域。

如在图8中制造系统80上所示，x射线源85可以为整个升降销82或可以为升降销82的垂直部分。因此，x射线源85连同其它支撑结构可以形成升降销82的垂直部分。此处描述的任何x射线源可以被使用，但是x射线源60和140尤其地适用。支撑71可以被配置为面对平板显示器83。

如在图9中制造系统90上所示，x射线源95可以被设置在升降销82的电气绝缘区域内。此处描述的任何x射线源可以被使用，但是x射线源60或140尤其地适用。升降销82可以被通过材料的厚度或在升降销82中的孔而配置，并且x射线源95可以被设置在某个位置，该位置允许x射线19从x射线源95的侧面穿过出升降销82且在平板显示83与台84之间。

如在图11和12中所示，x射线源110可以包含外壳4，其包括具有附着到外壳4的阳极14和阴极11的内腔17。阴极111和阳极14可以为电气导电。阴极111和阳极14可以为彼此远离分隔，并且可以为彼此电气隔绝。外壳4的轴116可以从阴极111延伸到在阳极14或窗16上设置的目标材料15。轴116可以基本上垂直于窗16的面。目标材料15可以被配置为响应于来自阴极111的撞击电子18而发射x射线19。阴极111的远端自由端可以具有相对于外壳4的轴116而基本上横向取向的延长片状物113。延长片状物113可以被设置在腔17内，并且可以被定向或指向阳极14，在片113与阳极14之间有间隙G。电气导电窗16可以与阳极14关联并且可以被电气连接到阳极14。窗16基本上可以透射x射线19。窗16可以形成外壳4的至少部分的壁。窗16可以将至少部分的腔17与外壳4的外部分隔开。在图11和12中示出端窗透射目标x射线源110，但是阴极111的延长片状物113也可以被用于侧窗x射线源。

具有阴极111的延长片状物113的x射线源110可以有益于x射线19的延长线或幕的发射，以便覆盖大区域，诸如例如在平板显示器83的制造期间的平板显示器83的顶侧面83_t。片113，在一方面可以具有至少10厘米的长度，在另一方面可以具有至少20厘米的长度，或在另一方面可以具有至少80厘米的长度。

在图14中示出x射线源140，包括具有内腔17的外壳4。内腔17可以为真空的。可以将阳极14和电子发射器224(例如灯丝)附着到外壳4。阳极14和电子发射器224可以彼此间隔开，并且可以为彼此绝缘。阳极14和电子发射器224可以为导电的。

窗16可以形成作为外壳4的一部分的中空环。窗16可以为导电的，可以包括环形形状66，并且基本上可以透射x射线19。窗16可以将至少部分的腔17与外壳4的外部分隔开。在一个实施例中，窗16可以包含钨、碳纤维复合物和/或石墨。

阳极14可以包括半球形状64，其具有延伸到腔17并延伸到环形形状66的中空的凸部分。电子发射器224可以朝向阳极14发射电子18。阳极14的凸部分可以包括被配置为响应于来自电子发射器224的撞击电子18而发射x射线19的目标材料15。在一个实施例中，x射线源140可以从x射线源140向外以360°圆145发射x射线19。

在图15和18中示出包括x射线管225和电源219的x射线源210。图16&19示出x射线源210的其它视图。图20&21分别示出x射线源260和270，其类似于x射线源210，但是具有圆顶形状阳极262。电源219没有被在图20-21中示出，但是其可以被与在其中示出的x射线源260和270一起使用。图17示出用于x射线源210、260或270的可选的帽218。

X射线管225可以包括阴极214和阳极212。阴极214可以与阳极212电气隔绝，并且可以通过绝缘外壳211而与阳极212分隔开。例如，电气绝缘外壳211在一方面可以具有至少1×10¹²的电阻率，在另一方面可以具有至少7×10¹²的电阻率，或在另一方面可以具有至少1×10¹³的电阻率。

阴极214可以被配置为朝向阳极212发射电子18(例如，由于阴极214热和在阴极214与阳极212之间的大偏置电压差)。阳极212可以被配置为响应于来自阴极214的撞击电子18而发射x射线19(例如，由于阳极212的目标材料或在阳极212上的目标材料)从x射线管225出来。在图中示出透射目标x射线源210、260以及270，但是此处描述的本发明也适用于侧窗类型的x射线源。

壳215可以限制至少部分的x射线管225。壳215可以被电气耦合到阳极212，并且可以与阴极214电气隔绝。壳215可以便利地被用作用于从阳极212去除电荷的电流路径。如果壳215可以被用作用于电流流动远离阳极212的主要的或唯一的电流路径，和/或远离x射线源210、260或270的传热的方法被限制，那么，壳215具有相对高电导率很重要，因为壳215的电阻可以导致增加的壳215温度，其可以导致x射线源210、260或270、电源219和/或周围材料的热损坏。例如，壳215在一方面可以具有小于0.02ohm*m的电阻率，在另一方面可以具有小于0.05ohm*m的电阻率，在另一方面可以具有小于0.15ohm*m的电阻率，或在另一方面可以具有小于0.25ohm*m的电阻率。

电源219可以提供电功率(例如，穿过电气连接222)到电子发射器224(例如，以引起电流流动穿过灯丝来加热灯丝)。电源219可以在电子发射器224与阳极212之间提供电压差(例如，几到几十千伏)。电源可以维持阴极214处于低电压(例如，-10kV)，而维持阳极212处于高电压(例如，接地电压)。用于传递来自阳极212的电功率的电气连接可以穿过壳215，并且从壳215穿过电气连接223到电源219或到单独的地面。壳215可以便利地被用作电流路径，从而避免额外部件所需的代价和空间。

壳215可以基本上限制阳极212。壳215可以限制(或如果壳215包括孔，则基本上限制)x射线管225的长度L₂₂₅。壳215可以具有比x射线管225的长度L₂₂₅更长的长度L₂₁₅。壳215可以具有邻近阳极212的远端215_d和邻近阴极214的近端215_p。x射线管225可以具有邻近阳极212的远端225_d和邻近阴极214的近端225_p。壳215的远端215_d可以延伸超过x射线管225的远端225_d而远离x射线管225。

可以在x射线管225的远端225_d与壳215的远端215_d之间的壳215内设置中空区域226。该中空区域226可以提供用于x射线管225的保护区域和/或允许射线19向外延伸的区域。如果壳的远端215_d被用于压制装置(例如，平板显示)并且空间被需要用于x射线19发射出在装置与在x射线管225之间，允许x射线19向外延伸的区域为重要的。壳215/保护区域226的这种延伸的适当长度L_e对于x射线19的适当的分布角度可以是重要的，并且可以根据使用的应用而变化。例如，壳215的远端215_d可以延伸超过x射线管225的远端225_d，远离x射线管225，一方面为在3与10毫米之间的距离，或另一方面为在2与20毫米之间的距离。

鞘216可以限制至少部分的壳215和阳极212。为了避免产生远离壳215的不良电流路径，鞘216可以为电阻性的。例如，如果在平板显示器的制造期间，x射线源210、260或270被用作升降销用于提升平板显示器远离台，可以期望的避免壳215通过台排放电流。因此，鞘216可以被用于避免不良的电流路径。作为鞘216的电阻率的实例，鞘216在一方面可以具有大于100ohm*m的电阻率，在另一方面可以具有大于500ohm*m的电阻率。

鞘216的远端216_d可以延伸超过x射线管225的远端225_d而远离x射线管225(例如，在一方面为在3与10毫米之间的距离，或在另一方面为在2与20毫米之间的距离)。鞘216可以基本上围绕壳215的长度L₂₁₅。鞘216可以具有与壳215的长度L₂₁₅相同的长度L₂₁₆。鞘216可以具有其终止于壳215的远端215_d的远端216_d和/或终止于壳215的近端215_p的近端216_p。

参考图15、17以及18，可以将帽218设置在壳215的远端215_d处。帽218可以为电阻性的，以便避免在壳215的远端215_d处产生远离壳215的不良的电流路径。例如，帽218在一方面可以具有至少5×10¹³ohm*m的电阻率，在另一方面可以具有至少1×10¹⁴ohm*m的电阻率，在另一方面可以具有至少2.5×10¹⁴ohm*m的电阻率，或在另一方面可以具有至少4.0×10¹⁴ohm*m的电阻率。

在一方面，当在制造期间提升平板显示器远离台时，帽218可以被用于在壳215与平板显示器之间提供电气绝缘屏障。帽218可以包括或可以为聚合物，诸如例如聚醚醚酮(PEEK)。由于相对高电阻率，PEEK可以为有用的。为了该应用，优选地，帽218具有在帽内形成中空的两个开端231以允许对流热传递远离x射线管225。同样优选地，帽218具有围绕周长的开口232以允许改善的x射线19发射远离x射线源210、260或270。帽218可以在壳215的远端215_d之上使用法兰插入到壳215的内部或外部而安装，或可以像垫圈那样是平坦的，并且可以被使用粘合剂附着到壳215。

在另一方面，围绕中空区域226的帽218和壳215可以由能够保护阳极212免受腐蚀性化学物质的材料和厚度制成。帽218可以覆盖壳215的远端215_d，从而，围绕在阳极212与帽218之间的中空区域226。帽可以被密封到壳215以阻止对x射线管225的化学损坏。因此，在(1)保护x射线管225不被化学损坏与(2)改善的阳极的对流冷却加上改善的x射线19发射出帽218之间需要权衡。帽可以由包括聚合物和复合物的各种材料制成。如果帽218的电阻率不重要，那么，帽可以由碳纤维复合物制成和/或可以为整体地连接到壳215或与壳215整体形成。

用于壳215、鞘216和/或帽218的适当选择的材料可以允许x射线19的相对高地透射进入在x射线源210、260或270外部的区域，其中这样的x射线可以为有用的(例如，用于静电耗散)。在10KeV的x射线19能量、壳215、壳215与鞘216组合，和/或帽218，在一方面可以具有大于40％的x射线透射率，在另一方面可以具有大于45％的x射线透射率，在另一方面可以具有大于50％的x射线透射率，在另一方面可以具有大于60％的x射线透射率，或在另一方面可以具有大于70％的x射线透射率。描述的x射线19能量涉及击中目标材料的电子18的能量、从x射线管225发出的x射线19的能量以及在阴极214与阳极212之间的偏置电压。例如，在阴极214与阳极212之间的10kV偏置电压可以产生击中目标的10keV电子18和从x射线管225发射的10keVx射线19。

为了允许高x射线19透射率，可以选择低原子序数材料。例如，壳215、鞘216和/或帽218的任何或所有材料的最大原子序数，在一方面可以为8，在另一方面可以为16。由于碳的低原子序数(6)，具有相对大质量百分比的碳的材料可以为有用的。由于它的低原子序数为4，铍同样为有用的，但是铍为昂贵的且危险的。

对于壳215为坚固的或耐用以保护x射线管225不被损坏并提供足够机械强度(例如，用于提升平板显示器)可以是重要的。壳215和x射线管225可以为有助于制造和改善的强度的管形状。

壳215可以基本上或完全地包括复合物材料或基本上或完全地可以由复合物材料制成。一些复合物材料可以为坚固的并且同样具有相对高x射线19透射率和/或相对高电导率。术语“复合物材料”典型地涉及由彼此显著不同特性的至少两种材料制成的材料，并且当组合时，产生的复合物材料可以具有与各成分材料不同的特性。复合物材料典型地包括嵌在基质中的增强材料。典型的基质材料包括聚合物、双马来酰亚胺、无定形碳、氢化无定形碳、陶瓷、氮化硅、氮化硼、碳化硼以及氮化铝。

壳215可以基本上或完全的包括碳纤维复合物材料或基本上或完全地可以由复合物材料制成。可以通过相对高百分比的碳纤维来提高壳215的电导率。例如，壳215在一方面可以包括至少60％体积百分比的碳纤维，在另一方面可以包括至少70％体积百分比的碳纤维，或在另一方面可以包括至少90％体积百分比的碳纤维。

电气绝缘材料217可以被设置在阴极214与壳215之间以绝缘阴极214与壳215，阴极214将典型地被维持在大的负电压(例如负5-20kV)，壳215将典型地维持在更正性的电压(例如接地)。电气绝缘材料217的电阻率的实例，在一方面为大于1×10¹²ohm*m，在另一方面为大于7×10¹²ohm*m。电气绝缘材料217具有相对高热导率以便允许热传递远离x射线管225是同样有益的。例如，电气绝缘材料217可以具有大于的热导率。具有大约的热导率和大约1×10¹³ohm*m的电阻率的Emerson和Cuming>

x射线源210、260以及270可以被配置为或可以能够耗散静电。例如，x射线源210、260以及270可以被以相对低电压操作和/或可以跨大角度(而非窄x射线光束)而发射x射线19。作为相对低电压的实例，电源219可以被配置为或可以能够在阴极214与阳极212之间提供电压，其至少为1千伏但是不大于21千伏。如在图15、18、20&21中所示，宽角度的x射线19发射可以被通过可以通过将阴极214的电子发射体224部分相对靠近阳极212设置来实现。

阳极212可以包括用于宽角度的x射线19发射的圆顶形状262。如在图21中所示，电子发射器224可以被设置在圆顶形状262之内或内部。在一个实施例中，具有圆顶形状262的阳极212可以由铍制成。圆顶形状262可以通过将材料(例如铍)压制或形成到圆顶形状262中或通过获得板材料并加工出圆顶形状262而制成。板可以具有大约与最终圆顶厚度Th相同的厚度。板可以为单一材料(即在所有方向中的各向同性材料特征)。单一材料的使用可以避免不同层的材料的分隔。具有圆顶形状262的阳极212可以由复合物材料制成，诸如例如碳纤维复合物，但是由于复合物材料的放气，在x射线管225内维持真空可能有困难。

静电耗散的方法

由于它们的相对低成本、坚固性和/或x射线19的宽角度光束，上文描述的x射线源可以有益于静电耗散。静电耗散的方法可以包含下面步骤中的一些或全部步骤。见图8-10&13。

图13特别地适用于步骤1-3：

1.提供上文描述的至少一种x射线源；

2.从x射线源向外发射x射线19进入到流体86并且在流体86中电离颗粒；

3.使用在流体86中的离子以在部件132上降低静电荷；

图8-10特别地适用于步骤4-5：

4.结合x射线源与升降销82，升降销82被配置为在平板显示器83的制造期间，将力施加到平板显示器83以提升平板显示83远离台84；

5.从在平板显示83与台84之间的x射线源发射x射线19，同时提升或保持平板显示器83远离台84，并且其中，在平板显示器83与台84之间流体86为空气，并且部件132为平板显示器83；

6.在升降销82与台84之间引起空气流动以提高在流体中离子到平板显示器83的流动；

图10&13特别地适用于步骤7-8：

7.在平板显示器83的制造期间，将x射线源设置在平板显示83的顶侧面83_t之上；以及

8.将来自x射线源的x射线19导引朝向平板显示器83的顶侧面83_t，其中，在平板显示器83之上的流体86为空气，并且部件132为平板显示器83。

注意在上文的步骤6中，风扇或其它强制空气源可以引起空气的流动。空气流通常将从升降销82的基部(更接近致动器81)朝向平板显示器83。静电沉淀的方法

由于它们的相对低成本、坚固性和/或x射线19的宽角度光束，上文描述的x射线源可以有益于静电沉淀。静电沉淀的方法可以包含下面步骤中的一些或全部的步骤(见图13)。

1.提供上文描述的至少一种x射线源；

2.从x射线源131向外发射x射线19进入到流体86以在流体86中电离颗粒；以及

3.使用电气充电表面(例如，通过将电荷提供到部件132)以沉淀出电离颗粒。