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x射线管的外壳密封一个高真空室，并将阳极和阴极封装在腔内。壳体内机械强度和电气绝缘强度足够高。作为x射线管的核心部件，高压发生器提供的高压能量大部分以热量的形式流失，同时，它以控制系统设定的剂量发射出射线束。其发射机制为热电子发射，在高压的激发下加速阳极电子，以极高的速度撞击阳极，并发射x射线。用于工业x射线探测的x射线管外壳主要由玻璃和金属或陶瓷和金属制成。用玻璃和金属制成外壳的x射线管叫做玻璃x射线管。由陶瓷和金属外壳制成的x光管可分为两种:金属陶瓷射线管和波纹陶瓷射线管。陶瓷管采用不锈钢代替玻璃外壳，采用陶瓷绝缘，其主要特点是结构牢固，使用寿命长。波纹陶瓷管作为x射线管的一种也被广泛应用，它与金属陶瓷管具有相似的特性。另一种用于工业x射线测试的x射线管是微聚焦x射线管，这是一种特殊类型的管，其聚焦尺寸小到几微米。它使用一个电子聚焦系统，形成非常细的电子束。微焦x射线管的工作电压相对较低，且管电流小于普通x射线管。
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