JP2000260369A - Ｘ線管用ターゲットおよびそれを用いたｘ線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｘ線管用ターゲットにおいて、その製造コス
トの削減に大きく寄与する脱ガス処理工程の簡略化を図
ると共に、Ｘ線管の使用時におけるガス放出量やターゲ
ットの冷却効率を改善する。 【解決手段】 Ｘ線管用ターゲット１は、例えば電子線
照射部２と、この電子線照射部２を支持するように配置
され、かつ強化材を含有する強化型モリブデン合金から
なる支持部４と、支持部４に接合され、純モリブデンか
らなる熱放出部５とを具備している。Ｘ線管用ターゲッ
ト１は、強化型モリブデン合金からなる第１の材料部分
と、純モリブデンからなる第２の材料部分とを具備す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線管用ターゲッ
トおよびそれを用いたＸ線管に係り、特に高速電子の入
射ビームで衝撃してＸ線を発生させる回転電極型Ｘ線管
に好適なターゲットおよびそれを用いた回転電極型Ｘ線
管に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線管用ターゲットの電子線照射面に
は、一般的にタングステン系の材料が用いられている。
具体的には、電子線照射面が受ける電子衝撃は非常に高
エネルギーであることから、その損傷を緩和するため
に、ＷにＲｅを 3〜10重量% 程度添加したＷ−Ｒｅ合金
が使用されている。

【０００３】ただし、Ｗは高比重であり、Ｗ−Ｒｅ合金
などのＷ系部材でターゲット全体を作製すると高重量化
しすぎて、Ｘ線管としたときのターゲットの保持機構や
装置全体の補強が必要となる。そこで、焦点面となる電
子線照射部のみをＷ−Ｒｅ合金で構成し、この電子線照
射部以外の部分、すなわち電子線照射部を支持する部分
や熱放出特性を向上させる部分などには、Ｗより低比重
の材料、例えばＭｏやグラファイト系の材料が用いられ
ている。

【０００４】このように、例えば高速電子の入射ビーム
で衝撃してＸ線を発生させる回転電極型Ｘ線管用のター
ゲットには、例えばＷ−Ｍｏ系やＷ−Ｍｏ−グラファイ
ト系の複合ターゲットが用いられている。これら複合タ
ーゲットに求められる特性としては、Ｘ線発生能力に優
れていることは当然として、 (1)異種材料間の接合強度
が十分であること、 (2)常温で行うロータとの固定時に
発生する応力、使用中に発生する回転応力、さらに熱応
力に耐え得る強度を有していること、 (3)組立て工程中
の脱ガス特性に優れること、などが挙げられる。

【０００５】上記した (1)や (2)の特性に対して、Ｍｏ
は高温下で再結晶に伴う脆化を起すため、Ｍｏに 0.5重
量% 程度のＴｉまたはその酸化物や炭化物と、0.07重量
% 程度のＺｒまたはその酸化物や炭化物を添加し、強度
を向上させたＴＺＭ系合金、あるいはＮｂなどを添加し
た固溶型合金が用いられている。これらの合金は、高温
状態で高速回転させるという厳しい環境に対して、純Ｍ
ｏの再結晶化を防ぐ効果があり、実用化されているター
ゲットのほとんどにこれらの合金が用いられている。

【０００６】また、 (3)の特性については、Ｍｏ合金か
らのガス放出によりターゲットの特性が左右されるた
め、高温・高真空下で脱ガス処理を行い、使用中のガス
発生に起因する耐電圧不良などを防止している。従来の
ＴＺＭ系合金やＮｂなどを添加したＭｏ合金を用いた場
合には、ターゲットを最終形状に仕上げた後に、脱ガス
処理として 1×10^-3Pa以下の高真空下にて1400〜1800℃
の高温下で 3〜10時間程度の熱処理を実施している。こ
のような高温・高真空下での長時間熱処理をターゲット
に施した後にＸ線管に組み込まれており、医療用などの
様々なＸ線発生装置に使用されている。

【０００７】ところで、上述した従来のＸ線管用ターゲ
ットに用いられているＭｏ合金のうち、ＴＺＭ系合金は
結晶粒界や粒内に存在する酸化チタンや炭化チタン、あ
るいは酸化ジルコニウムや炭化ジルコニウムがＭｏの再
結晶を防ぎ、高温での強度などを向上させている。しか
しながら、これらの添加剤は炭化物と酸化物との反応、
炭化物と酸素との反応、あるいは酸化物と炭素との反応
によって、ＣＯガスやＣＯ₂ ガスを発生させる（例え
ば、 3ＴｉＣ＋ 2ＴｉＯ₂ → 5Ｔｉ＋ＣＯ₂ ＋ 2ＣＯ）
ため、脱ガス処理としての高温・高真空下での長時間熱
処理を厳しく管理された条件下で実施する必要がある。

【０００８】このような高温・高真空下での長時間の脱
ガス処理は、Ｘ線管用ターゲットの製造コストを増加さ
せる要因となっている。さらに、高温・高真空下で熱処
理を行うためには、設備の維持にも非常に大きなランニ
ングコストがかかるため、Ｘ線管用ターゲットの製造コ
ストを増加させている。さらに、Ｔｉ、Ｚｒ、もしくは
それらの酸化物や炭化物などを含むＭｏ合金では、脱ガ
ス処理後もガス発生源となる添加材がターゲット中に存
在しているため、Ｘ線管の使用中に徐々にガスを放出
し、Ｘ線管の特性を劣化させる原因になっている。

【０００９】また、Ｎｂなどを添加したＭｏ合金におい
ても、Ｎｂは酸素や水素といった元素を表面吸着しやす
いことから、同様に高温・高真空下で長時間の脱ガス処
理を厳しく管理された条件下で実施する必要があり、同
様にＸ線管用ターゲットの製造コストを増加させる要因
となっている。

【００１０】特に、最近では大容量のＸ線管について、
従来のベアリングでターゲットを回転させる方式に代え
て、液体金属の潤滑剤を用いる方式が開発され、これに
よりターゲット重量を従来の 2〜 7倍程度まで増大させ
ることが可能になったことから、ターゲット全体を金属
系材料で構成した複合ターゲット、すなわち電子線照射
部のみがＷ−Ｒｅ合金で、他の大部分がＭｏ合金で構成
されたターゲットが用いられるようになってきている。

【００１１】このような金属系材料で全体を構成した複
合ターゲットの脱ガス工程は、より長時間で厳しい管理
が必要になっており、Ｘ線管用ターゲットの製造コスト
をより一層増加させる原因になっている。また、Ｘ線管
の使用時におけるターゲットからのガス放出量も増加す
る傾向にある。

【００１２】なお、通常のＸ線管についても長寿命化や
品質の安定化などを図るために、ターゲット自体からの
ガス放出量を低減することが要求されている。そのよう
な要求を満足させるためには、大容量のＸ線管と同様に
高温・高真空下で長時間の脱ガス処理を実施する必要が
あり、ターゲットの製造コストを増加させている。

【００１３】また、Ｔｉ、Ｚｒ、もしくはそれらの酸化
物や炭化物などを含むＭｏ合金において、これら添加材
は仕事関数が低いために放電の原因となっており、さら
に熱伝導率がＭｏに比べて低いために、ターゲットの冷
却効率を低下させるという問題を招いている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】Ｘ線管用ターゲット、
特に大容量のＸ線管に用いられるターゲットには、製造
コストの削減が求められているが、ターゲットの大部分
をＭｏ合金で構成した従来の複合ターゲットでは、Ｘ線
管の特性を維持する上で高温・高真空下での長時間熱処
理による脱ガス処理を簡略化することができず、これが
Ｘ線管用ターゲットの製造コストを増加させる要因とな
っている。

【００１５】さらに、ターゲットの大部分を構成するＭ
ｏ合金中に含まれる添加材に起因して、Ｘ線管の使用中
に徐々にターゲットからガスが放出され、Ｘ線管の特性
を劣化させたり、また熱伝導率が低い添加材に起因し
て、ターゲットの冷却効率を低下させるというような問
題を招いている。

【００１６】本発明はこのような課題に対処するために
なされたもので、製造コストの削減に大きく寄与する脱
ガス処理工程の簡略化を可能にすると共に、Ｘ線管の使
用時におけるガス放出量やターゲットの冷却効率を改善
したＸ線管用ターゲット、およびそれを用いたＸ線管を
提供することを目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明のＸ線管用ターゲ
ットは、請求項１に記載したように、強化材を含有する
強化型モリブデン合金からなる第１の材料部分と、純モ
リブデンからなる第２の材料部分とを具備することを特
徴としている。

【００１８】本発明のＸ線管用ターゲットのより具体的
な構成としては、例えば請求項８に記載したように、電
子線照射部と、前記電子線照射部を支持するように配置
され、かつ強化材を含有する強化型モリブデン合金から
なる支持部と、前記支持部に接合され、純モリブデンか
らなる熱放出部とを具備することを特徴としている。

【００１９】本発明のＸ線管用ターゲットにおいて、強
化型モリブデン合金としては請求項２に記載したよう
に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｖ、Ｗおよび希土
類元素から選ばれる少なくとも 1種の金属元素を0.05〜
10重量% の範囲で含有するモリブデン合金が挙げられ
る。このような強化型モリブデン合金は、請求項３に記
載したように、上記した金属元素の炭化物および酸化物
から選ばれる少なくとも 1種を含有するものであっても
よい。

【００２０】また、本発明に用いられる純モリブデン
は、請求項４に記載したように99.95%以上の純度を有す
ることが好ましい。さらに、純モリブデンはガス放出特
性の向上を図る上で、請求項５に記載したように、酸素
含有量および炭素含有量がそれぞれ100ppm以下であるこ
とが好ましい。

【００２１】本発明のＸ線管用ターゲットにおいて、例
えば支持部としての第１の材料部分と例えば熱放出部と
しての第２の材料部分との間には、請求項６および請求
項９に記載したように、強化型モリブデン合金と純モリ
ブデンとの組成傾斜層を介在させることが好ましい。こ
のような組成傾斜層には請求項７に記載したように、強
化型モリブデン合金と純モリブデンとの組成比を段階的
にまたは連続的に変化させた層が用いられる。なお、組
成傾斜層の層数は特に限定されるものではなく、 1層の
混合層で構成することも可能である。

【００２２】本発明のＸ線管用ターゲットは、請求項１
１に記載したように、回転電極型Ｘ線管に用いられるタ
ーゲットに好適である。

【００２３】本発明のＸ線管は、請求項１２に記載した
ように、上記した本発明のＸ線管用ターゲットを具備す
ることを特徴としている。また、本発明の回転電極型Ｘ
線管は、請求項１３に記載したように、上記した本発明
のＸ線管用ターゲットからなり、かつ軸受部を介してロ
ータに接続される回転陽極と、前記回転陽極に電子を照
射する陰極と、前記回転陽極および陰極が配置された真
空容器とを具備することを特徴としている。

【００２４】本発明のＸ線管用ターゲットにおいては、
例えば電子線照射部を支持するために、高温強度および
耐熱性が要求される部分、またロータとの固定で室温で
の強度が必要させる部分のみを強化型モリブデン合金で
構成し、その他の部分は純モリブデンで構成している。

【００２５】このように、強度や耐熱性が必要とされる
部分のみを強化型モリブデン合金で構成すると共に、他
の部分はガス放出量が少ない純モリブデンで構成し、強
化型モリブデン合金の使用量を削減することによって、
比較的低温で短時間の熱処理で脱ガス処理を完了させる
ことができる。このように、Ｘ線管用ターゲットの脱ガ
ス処理工程を簡略化することによって、その製造コスト
を大幅に削減することが可能となる。

【００２６】さらに、ガスの放出原因となる添加材を含
む強化型モリブデン合金の使用量を削減することによっ
て、Ｘ線管の使用時におけるガス放出を抑制することが
できる。また、純モリブデンは添加材を含む強化型モリ
ブデン合金に比べて熱伝導性に優れるため、Ｘ線管用タ
ーゲットの冷却効率を向上させることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施するための形
態について説明する。

【００２８】図１は本発明のＸ線管用ターゲットを回転
電極型Ｘ線管用ターゲットに適用した一実施形態の構造
を示す断面図である。同図に示すＸ線管用ターゲット１
は、例えばＷにＲｅを 3〜10重量% の範囲で添加したＲ
ｅ−Ｗ合金からなる電子線照射面と２を有している。な
お、電子線照射面２の構成材料は必ずしもＲｅ−Ｗ合金
に限定されるものではなく、他のＷ合金を使用すること
も可能である。

【００２９】このようなＸ線管用ターゲット１におい
て、電子線照射面２以外のターゲット本体３は、強化材
を含有する強化型モリブデン（Ｍｏ）合金からなる第１
の材料部分４と、純モリブデン（Ｍｏ）からなる第２の
材料部分５とによって構成されている。具体的には、電
子線照射部２を支持している部分（支持部）４は、強化
材を含有する強化型Ｍｏ合金により構成されており、そ
れ以外の部分例えば熱放出部５は純Ｍｏにより構成され
ている。

【００３０】上記したように、図１にＸ線管用ターゲッ
ト１において、電子線照射部２を支持すると共に、ロー
タに接続固定される軸受部４ａを有する支持部４は、高
温強度、耐熱性、室温での強度などが要求されるため、
強化型Ｍｏ合金で構成している。ターゲット本体３の支
持部４以外の部分、すなわち支持部４に接合された熱放
出部５には、特に強度や耐熱性などは求められず、熱容
量を確保してＸ線管用ターゲット１の冷却効率を高める
ことができればよいため、熱放出部５は純Ｍｏで構成し
ている。

【００３１】このように、強度や耐熱性が必要とされる
支持部４のみを強化型Ｍｏ合金で構成すると共に、他の
部分すなわち熱放出部５はガス放出量が少ない純Ｍｏで
構成することによって、Ｘ線管用ターゲット１に求めら
れる高温強度、耐熱性、室温での強度などを満足させた
上で、強化型Ｍｏ合金の使用量を大幅に削減することが
できる。これによって、Ｘ線管用ターゲット１の脱ガス
処理を比較的低温で短時間の熱処理により完了させるこ
とができる。すなわち、従来の高温・高真空下での長時
間熱処理に比べて、製造プロセスの簡素化に大きく寄与
する脱ガス処理工程の簡略化が実現可能となる。

【００３２】さらに、ガスの放出原因となる添加材を含
む強化型Ｍｏ合金の使用量を削減し、かつ強化型Ｍｏ合
金に代えてガス発生量の少ない純Ｍｏを使用しているた
め、Ｘ線管の使用時におけるＸ線管用ターゲット１から
のガス放出量を低減することが可能となる。また、純Ｍ
ｏは添加材を含む強化型Ｍｏ合金に比べて熱伝導性に優
れるため、Ｘ線管用ターゲット１の冷却効率を向上させ
ることができる。

【００３３】これらによって、回転電極型Ｘ線管などに
用いられるターゲット１に要求される強度特性や耐熱
性、さらにはＸ線管の耐電圧特性などを満足させた上
で、脱ガス処理工程を簡略化することによって、製造プ
ロセスの簡素化、ひいては製造工数や製造コストの削減
を実現することが可能となる。さらには、使用中のＸ線
管用ターゲット１からのガス放出量を低減することで、
Ｘ線管の耐電圧特性などを安定して維持することができ
ると共に、Ｘ線管用ターゲット１の冷却効率を高めるこ
とによって、Ｘ線管のＸ線放出特性などを向上させるこ
とが可能となる。

【００３４】具体的には、Ｘ線管用ターゲット１の脱ガ
ス処理工程^-3は、例えば 5×10^-3Pa以下の真空下にて12
00〜1400℃の温度で 1〜 3時間実施することにより、Ｘ
線管の特性を十分に維持することができる。従来の 1×
10^-3Pa以下の高真空下にて1400〜1800℃の高温で 3〜10
時間熱処理を実施していた脱ガス処理と比べて、本発明
のＸ線管用ターゲット１の脱ガス処理工程の条件は大幅
に下げることができる。これによって、脱ガス処理工程
自体の簡略化と共に、設備の維持に要するランニングコ
ストなどを低減することができる。これらによって、Ｘ
線管用ターゲット１の製造コストを大幅に低減すること
が可能となる。

【００３５】ここで、支持部４などを構成する強化型Ｍ
ｏ合金には、例えばＴｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｈｆ、
Ｖ、Ｗおよび希土類元素から選ばれる少なくとも 1種の
金属元素を0.05〜10重量% の範囲で含有するＭｏ合金が
用いられる。これら強化材としての金属元素は炭化物や
酸化物として含有させてもよい。強化材としての金属元
素の含有量が0.05重量% 未満であると、十分な強度や耐
熱性を得ることができない。一方、強化材としての金属
元素の含有量が10重量% を超えると加工性が低下した
り、またガス放出量の増加などを招くことになる。

【００３６】より具体的には、Ｔｉ、Ｚｒ、およびこれ
らの炭化物や酸化物から選ばれる少なくとも 1種を含有
するＭｏ合金、希土類元素の酸化物を含有するＭｏ合
金、Ｎｂ、ＴａおよびＷから選ばれる少なくとも 1種を
含有するＭｏ合金などが、強化型Ｍｏ合金として使用さ
れる。ＴｉやＺｒを含有するＭｏ合金は、特にＴｉおよ
びＺｒを共に含有することが好ましい。

【００３７】また、熱放出部５などを構成する純Ｍｏに
は、ガス発生や放電を抑制すると共に、熱伝導特性を高
めるために、不純物量が少なく、かつ相対密度が高いこ
とが望まれる。具体的には、純Ｍｏは純度が99.95%以上
であり、かつ相対密度が 95%以上であることが好まし
い。純Ｍｏ中の不純物のうち、特にガス成分となりやす
い酸素および炭素の含有量はそれぞれ100ppm以下である
ことが好ましい。より好ましくはそれぞれ30ppm 以下が
よい。

【００３８】なお、この実施形態のＸ線管用ターゲット
１では、支持部４を強化型Ｍｏ合金で構成し、それ以外
の熱放出部５を純Ｍｏで構成しているが、強化型Ｍｏ合
金からなる第１の材料部分および純Ｍｏからなる第２の
材料部分は、特にこれらに限定されるものではなく、強
度や耐熱性が必要とされる各種部分を第１の材料部分と
し、その部分を除く他の部分を第２の材料部分とするこ
とが可能である。

【００３９】上述した実施形態のＸ線管用ターゲット１
は、例えば以下のようにして作製される。まず、電子線
照射面２の構成材料となるＲｅ−Ｗ合金粉末、支持部４
の構成材料となる強化型Ｍｏ合金粉末、および熱放出部
５の構成材料となる純Ｍｏ粉末を順に金型内に充填し、
各粉末を積層成形した後、不活性ガス雰囲気中で焼結す
る。次いで、この焼結体の相対密度や強度などを鍛造や
ＨＩＰ法で向上させた後、機械加工などにより所定のタ
ーゲット形状に仕上げる。

【００４０】また、Ｍｏ系材料からなる支持部４や熱放
出部５などを上記した粉末冶金法で製造し、仕上げ加工
後、Ｒｅ−Ｗ合金などからなる電子線照射面２をＣＶＤ
法などでコーティングしてもよい。

【００４１】ところで、強化型Ｍｏ合金と純Ｍｏとの接
合界面（図１では支持部４と熱放出部５との接合界面）
は、結晶組織、焼結組織、塑性加工での残留歪み、熱膨
張率、熱伝導率などが急激に変化する部分である。この
ため、ターゲットの製造工程中、Ｘ線管の組立て工程
中、Ｘ線管の使用中などにおいて、外部から衝撃や熱応
力などが加わると、強化型Ｍｏ合金と純Ｍｏとの接合界
面にクラックが生じるおそれがある。

【００４２】このような点に対しては、例えば図２に示
すように、強化型Ｍｏ合金からなる支持部４と純Ｍｏか
らなる熱放出部５との間に、中間層として強化型Ｍｏ合
金と純Ｍｏとの組成傾斜層６を介在させることが好まし
い。ここで、組成傾斜層６は強化型Ｍｏ合金と純Ｍｏと
の組成比を段階的にまたは連続的に変化させた層であ
り、例えば支持部４側の強化材の添加量を 100とする
と、この量を支持部４側に向けて段階的にまたは連続的
に 0まで変化させた層である。

【００４３】組成比を段階的に変化させた組成傾斜層６
の場合、その層数は特に限定されるものではなく、例え
ば 1層の強化型Ｍｏ合金と純Ｍｏとの混合層から、これ
らの組成比が段階的に変化するように混合比率を変えた
複数層の組成傾斜層まで、種々の形態の組成傾斜層６を
適用することができる。このような組成傾斜層６の厚さ
は特に限定されるものではないが、 100μm 〜20mm程度
であればよい。

【００４４】なお、組成傾斜層６を適用することで支持
部４と熱放出部５との接合界面にクラックが生じること
を抑制することが可能となるが、中間層としての組成傾
斜層６の構成材料のうち、強化型Ｍｏ合金の使用量が増
加するとそれだけガス放出量が増加するおそれがある。
従って、目的とするＸ線管用ターゲット１の要求特性に
応じて、組成傾斜層６の構成や厚さなどを設定すること
が好ましい。

【００４５】本発明のＸ線管用ターゲット１は、回転電
極型Ｘ線管用のターゲットとして好適であるが、必ずし
もこれに限定されるものではない。すなわち、本発明の
Ｘ線管は上述したようなＸ線管用ターゲット１を具備す
るものである。

【００４６】本発明のＸ線管の具体例としては、上述し
たＸ線管用ターゲット１からなり、かつ軸受部を介して
ロータに接続される回転陽極と、この回転陽極に電子を
照射する陰極と、これら回転陽極および陰極が配置され
た真空容器とを具備する回転電極型Ｘ線管が挙げられ
る。このようなＸ線管によれば、Ｘ線の放射特性やその
信頼性などを向上させることができると共に、製造コス
トを削減することが可能となり、医療用などの様々なＸ
線発生装置に有効に使用し得るものである。

【００４７】

【実施例】次に、本発明の具体的な実施例について説明
する。

【００４８】実施例１ まず、平均粒径が約 2μm の 10wt%Ｒｅ−Ｗ合金粉末
と、平均粒径が約 3μmの0.5wt%Ｔｉ− 0.07wt%Ｚｒ−
0.1wt%Ｃ−Ｍｏ合金粉末（ＴＺＭ合金粉末）と、平均粒
径が約 3μm の純Ｍｏ粉末を用意し、これら各粉末を図
１に示したＸ線管用ターゲットに応じた金型内に順に充
填した。Ｒｅ−Ｗ合金粉末は図１の電子線照射部２を構
成するように、またＴＺＭ合金粉末は支持部４を、純Ｍ
ｏ粉末は熱放出部５を構成するように、それぞれ金型内
に充填した。なお、純Ｍｏ粉末の組成は表１に示す通り
である。

【００４９】

【表１】 次に、上記した金型内に充填した粉末を成形圧力300MPa
で一軸成形した後、水素雰囲気中にて2000℃で12時間焼
成して焼結体を作製した。この焼結体に鍛造加工を施し
た後、さらに所定の寸法形状まで機械加工することによ
って、Ｘ線管用ターゲットを得た。このＸ線管用ターゲ
ットを後述する特性評価に供した。

【００５０】実施例２ 実施例１と同組成のＲｅ−Ｗ合金粉末とＴＺＭ合金粉末
を、図２に示したＸ線管用ターゲットに応じた金型内に
順に充填した。次いで、ＴＺＭ合金粉末と純Ｍｏ粉末と
を重量比でＴＺＭ合金粉末が 50%、純Ｍｏ粉末が 50%と
なるように混合した粉末を中間層形成材料として用意
し、これを上記したＴＺＭ合金粉末上に充填した後、実
施例１と同組成の純Ｍｏ粉末を金型内に充填した。な
お、中間層形成材料は、焼結後の組成傾斜層の厚さが 2
mmとなるように充填した。

【００５１】この金型内に充填した粉末を実施例１と同
一条件で成形および焼結した後、実施例１と同様にして
鍛造加工および機械加工を施すことによって、Ｘ線管用
ターゲットを得た。このＸ線管用ターゲットを後述する
特性評価に供した。なお、この実施例２のＸ線管用ター
ゲットは、単層構造の中間層（組成傾斜層）を有するも
のである。

【００５２】実施例３ 中間層形成材料として、ＴＺＭ合金粉末が35重量% 、純
Ｍｏ粉末が65重量% となるように混合した粉末（第１の
混合粉末）と、ＴＺＭ合金粉末が75重量% 、純Ｍｏ粉末
が25重量% となるように混合した粉末（第２の混合粉
末）とを用意し、これら各中間層形成材料を第１の混合
粉末、第２の混合粉末の順で充填する以外は、実施例２
と同様にして各粉末を金型内に充填した。なお、中間層
形成材料としての各混合粉末は、焼結後の組成傾斜層全
体としての厚さが 2mmとなるように充填した。

【００５３】この金型内に充填した粉末を実施例１と同
一条件で成形および焼結した後、実施例１と同様にして
鍛造加工および機械加工を施すことによって、Ｘ線管用
ターゲットを作製した。このＸ線管用ターゲットを後述
する特性評価に供した。なお、この実施例３のＸ線管用
ターゲットは、 2層構造の中間層（組成傾斜層）を有す
るものである。

【００５４】実施例４ 中間層形成材料として、ＴＺＭ合金粉末25重量% −純Ｍ
ｏ粉末75重量% の第１の混合粉末、ＴＺＭ合金粉末50重
量% −純Ｍｏ粉末50重量% の第２の混合粉末、およびＴ
ＺＭ合金粉末75重量% −純Ｍｏ粉末25重量% の第３の混
合粉末を用意し、これら各中間層形成材料を第１の混合
粉末、第２の混合粉末、第３の混合粉末の順で充填する
以外は、実施例２と同様にして、各粉末を金型内に充填
した。なお、中間層形成材料としての各混合粉末は、焼
結後の組成傾斜層全体としての厚さが 2mmとなるように
充填した。

【００５５】この金型内に充填した粉末を実施例１と同
一条件で成形および焼結した後、実施例１と同様にして
鍛造加工および機械加工を施すことによって、Ｘ線管用
ターゲットを得た。このＸ線管用ターゲットを後述する
特性評価に供した。なお、この実施例４のＸ線管用ター
ゲットは、 3層構造の中間層（組成傾斜層）を有するも
のである。

【００５６】実施例５ 中間層形成材料として、ＴＺＭ合金粉末15重量% −純Ｍ
ｏ粉末85重量% の第１の混合粉末、ＴＺＭ合金粉末30重
量% −純Ｍｏ粉末70重量% の第２の混合粉末、ＴＺＭ合
金粉末45重量% −純Ｍｏ粉末55重量% の第３の混合粉
末、ＴＺＭ合金粉末60重量% −純Ｍｏ粉末40重量% の第
４の混合粉末、ＴＺＭ合金粉末75重量% −純Ｍｏ粉末25
重量% の第５の混合粉末、およびＴＺＭ合金粉末90重量
% −純Ｍｏ粉末10重量% の第６の混合粉末を用意し、こ
れら各中間層形成材料を順に充填する以外は、実施例２
と同様にして、各粉末を金型内に充填した。なお、中間
層形成材料としての各混合粉末は、焼結後の組成傾斜層
全体としての厚さが 2mmとなるように充填した。

【００５７】この金型内に充填した粉末を実施例１と同
一条件で成形および焼結した後、実施例１と同様にして
鍛造加工および機械加工を施すことによって、Ｘ線管用
ターゲットを得た。このＸ線管用ターゲットを後述する
特性評価に供した。なお、この実施例５のＸ線管用ター
ゲットは、 6層構造の中間層（組成傾斜層）を有するも
のである。

【００５８】比較例１ 実施例１と同組成のＲｅ−Ｗ合金粉末とＴＺＭ合金粉末
のみを用い、これら各粉末を図１に示したＸ線管用ター
ゲットに応じた金型内に順に充填した。この比較例１で
は、Ｒｅ−Ｗ合金からなる電子線照射部以外の他の部分
が全てＴＺＭ合金で構成されるように、Ｒｅ−Ｗ合金粉
末およびＴＺＭ合金粉末を金型内に充填した。

【００５９】この金型内に充填した粉末を実施例１と同
一条件で成形および焼結した後、実施例１と同様にして
鍛造加工および機械加工を施すことによって、Ｘ線管用
ターゲットを作製した。このＸ線管用ターゲットを後述
する特性評価に供した。

【００６０】上述した実施例１〜５および比較例１の各
Ｘ線管用ターゲットのガス放出量を、以下のようにして
測定、評価した。まず、前処理として各ターゲットに水
素雰囲気中で1400℃×30分の熱処理を施した。次いで、
真空装置内において室温で 1×10^-3Paまで排気した後、
1400℃/hの昇温速度で1400℃まで昇温し、この温度を30
分間保持した間に発生したガス量（吸着ガス量と規定す
る）を測定した。さらに、1400℃で 2時間保持した間に
発生したガス量（内部ガス量と規定する）およびその際
に到達した真空度を測定した。これらの結果を表２に示
す。

【００６１】

【表２】 表２から明らかなように、ＴＺＭ合金粉末のみを用いた
比較例１のＸ線管用ターゲットは、吸着ガス量および内
部ガス量共に多く、かつ到達真空度も低い。一方、ＴＺ
Ｍ合金粉末を強度や耐熱性が必要とされる部分のみに使
用した実施例１〜５の各Ｘ線管用ターゲットは、吸着ガ
ス量および内部ガス量共に少なく、かつ到達真空度も高
いことが分かる。

【００６２】これらの結果は、各実施例のターゲットに
よれば脱ガス処理としての真空熱処理に要するコストを
削減することができ、さらにＸ線管の使用時における特
性低下を抑制し得ることを明確に表している。

【００６３】また、上述したガス発生量などについて
は、中間層が少ないほど良好な結果が得られた。これ
は、ＴＺＭ合金粉末で形成した部分はターゲット作製後
の酸素量および炭素量が40ppm 、60ppm であったのに対
して、純Ｍｏ粉末で形成した部分の酸素量および炭素量
はそれぞれ10ppm 以下であり、中間層としてのＴＺＭ合
金粉末の使用量が少ないほど、ガス発生量を抑えること
ができたためである。

【００６４】ただし、中間層を適用していない実施例１
および中間層が単層構造の実施例２では、ターゲット作
製工程における鍛造加工時に、接合部に若干のクラック
発生が認められた。一方、中間層を多層化した実施例３
〜５においては、ほとんどクラック発生が認められず、
中間層の組成が多段階、さらには連続的に変化している
ものほどクラックの発生が少なかった。

【００６５】次に、実施例１と比較例１の各ターゲット
を用いて、それぞれＸ線管を組み立てた。この際、比較
例１のターゲットについては、上記した真空熱処理を 3
回行い、実施例１のターゲットと真空到達度を同等にし
た後にＸ線管に組み込んだ。これら各Ｘ線管を用いてＸ
線を発生させ、その際の冷却時間を測定した。

【００６６】その結果、比較例１のターゲットを用いた
Ｘ線管では次の曝射をするのに 7秒かかったのに対し
て、実施例１のターゲットを用いたＸ線管は 5秒であ
り、 2秒近く短縮できた。このことから、実施例１のタ
ーゲットは冷却効率に優れることが分かる。

【００６７】このように、各実施例のＸ線管用ターゲッ
トによれば、脱ガス処理としての真空熱処理に要する製
造工数や製造コストを削減することができ、その上でＸ
線管使用時におけるガス放出量やターゲットの冷却効率
などを改善することができる。従って、優れた特性を有
するＸ線管用ターゲットを低コストで提供することが可
能となる。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＸ線管用
ターゲットによれば、脱ガス処理工程を簡略化すること
ができるため、Ｘ線管用ターゲットの製造工数や製造コ
ストを大幅に削減することが可能となり、さらにはＸ線
管の使用時におけるガス放出量やターゲットの冷却効率
などを改善することができる。このようなＸ線管用ター
ゲットを用いた本発明のＸ線管によれば、Ｘ線の放射特
性やその信頼性などを向上させた上で、製造コストを削
減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のＸ線管用ターゲットを回転電極型Ｘ
線管用のターゲットに適用した一実施形態の構造を示す
断面図である。

【図２】 図１に示す回転電極型Ｘ線管用ターゲットの
変形例を示す断面図である。

【符号の説明】

１……Ｘ線管用ターゲット ２……電子線照射部 ４……支持部 ５……熱放出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥畑 孝浩 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 足達 祥卓 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 強化材を含有する強化型モリブデン合金
   からなる第１の材料部分と、純モリブデンからなる第２
   の材料部分とを具備することを特徴とするＸ線管用ター
   ゲット。
2. 【請求項２】 請求項１記載のＸ線管用ターゲットにお
   いて、 前記強化型モリブデン合金は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔ
   ａ、Ｈｆ、Ｖ、Ｗおよび希土類元素から選ばれる少なく
   とも 1種の金属元素を0.05〜10重量% の範囲で含有する
   ことを特徴とするＸ線管用ターゲット。
3. 【請求項３】 請求項２記載のＸ線管用ターゲットにお
   いて、 前記強化型モリブデン合金は、前記金属元素の炭化物お
   よび酸化物から選ばれる少なくとも 1種を含有すること
   を特徴とするＸ線管用ターゲット。
4. 【請求項４】 請求項１記載のＸ線管用ターゲットにお
   いて、 前記純モリブデンは99.95%以上の純度を有することを特
   徴とするＸ線管用ターゲット。
5. 【請求項５】 請求項１記載のＸ線管用ターゲットにお
   いて、 前記純モリブデンは、酸素含有量および炭素含有量がそ
   れぞれ100ppm以下であることを特徴とするＸ線管用ター
   ゲット。
6. 【請求項６】 請求項１記載のＸ線管用ターゲットにお
   いて、 前記第１の材料部分と第２の材料部分との間に、前記強
   化型モリブデン合金と純モリブデンとの組成傾斜層が介
   在されていることを特徴とするＸ線管用ターゲット。
7. 【請求項７】 請求項６記載のＸ線管用ターゲットにお
   いて、 前記組成傾斜層は、前記強化型モリブデン合金と純モリ
   ブデンとの組成比を段階的にまたは連続的に変化させた
   層であることを特徴とするＸ線管用ターゲット。
8. 【請求項８】 電子線照射部と、 前記電子線照射部を支持するように配置され、かつ強化
   材を含有する強化型モリブデン合金からなる支持部と、 前記支持部に接合され、純モリブデンからなる熱放出部
   とを具備することを特徴とするＸ線管用ターゲット。
9. 【請求項９】 請求項８記載のＸ線管用ターゲットにお
   いて、 前記支持部と熱放出部との間に、前記強化型モリブデン
   合金と純モリブデンとの組成傾斜層が介在されているこ
   とを特徴とするＸ線管用ターゲット。
10. 【請求項１０】 請求項８記載のＸ線管用ターゲットに
    おいて、 前記電子線照射部はタングステン−レニウム合金からな
    ることを特徴とするＸ線管用ターゲット。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし請求項１０のいずれか
    １項記載のＸ線管用ターゲットにおいて、 回転電極型Ｘ線管に用いられるターゲットであることを
    特徴とするＸ線管用ターゲット。
12. 【請求項１２】 請求項１ないし請求項１０のいずれか
    １項記載のＸ線管用ターゲットを具備することを特徴と
    するＸ線管。
13. 【請求項１３】 請求項１１記載のＸ線管用ターゲット
    からなり、かつ軸受部を介してロータに接続される回転
    陽極と、 前記回転陽極に電子を照射する陰極と、 前記回転陽極および陰極が配置された真空容器とを具備
    することを特徴とする回転電極型Ｘ線管。