JP2001023554A - Ｘ線管用陽極及びその製造方法 - Google Patents
Ｘ線管用陽極及びその製造方法Info
- Publication number
- JP2001023554A JP2001023554A JP11197590A JP19759099A JP2001023554A JP 2001023554 A JP2001023554 A JP 2001023554A JP 11197590 A JP11197590 A JP 11197590A JP 19759099 A JP19759099 A JP 19759099A JP 2001023554 A JP2001023554 A JP 2001023554A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- joined body
- substrate
- ray tube
- body according
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱放散性及び耐熱衝撃性に優れ、機械的強度
が大きく故障や破損等の変形が起こりにくい寿命の長い
接合体と、その接合体を用いたＸ線管用回転陽極と、接
合体の製造方法と、Ｘ線管用回転陽極の製造方法とを提
供すること。 【解決手段】 高融点金属からなる第１の基体１，２
と、炭素からなる第２の基体３とをろう材によって形成
された接合層１１を介して張り合わせてなる接合体にお
いて、前記第１の基体１，２は、Ｗを含む金属及びＭｏ
を含む金属の内のいずれかの単層又はこれらの金属の多
層構造を備え、前記Ｗを含む金属は、Ｗ又はＷ合金から
なり、前記Ｍｏを含む金属は、Ｍｏ又はＭｏ合金からな
り、前記第２の基体３は、グラファイト又は炭素繊維複
合材料からなり、前記ろう材は、実質的にＺｒからな
り、前記接合層１１は、厚みが１０〜２００μｍのＺｒ
化合物層を有している。
が大きく故障や破損等の変形が起こりにくい寿命の長い
接合体と、その接合体を用いたＸ線管用回転陽極と、接
合体の製造方法と、Ｘ線管用回転陽極の製造方法とを提
供すること。 【解決手段】 高融点金属からなる第１の基体１，２
と、炭素からなる第２の基体３とをろう材によって形成
された接合層１１を介して張り合わせてなる接合体にお
いて、前記第１の基体１，２は、Ｗを含む金属及びＭｏ
を含む金属の内のいずれかの単層又はこれらの金属の多
層構造を備え、前記Ｗを含む金属は、Ｗ又はＷ合金から
なり、前記Ｍｏを含む金属は、Ｍｏ又はＭｏ合金からな
り、前記第２の基体３は、グラファイト又は炭素繊維複
合材料からなり、前記ろう材は、実質的にＺｒからな
り、前記接合層１１は、厚みが１０〜２００μｍのＺｒ
化合物層を有している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線管用陽極とそ
の製造方法に関する。
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高出力のＸ線を発生させうるＸ線発生装
置においては、通常回転陽極が使用されている。一般的
な回転陽極は、電子線を照射（Ｘ線が発生）する側がタ
ングステン（Ｗ）あるいはＷ合金の基材で構成され、こ
の背面には、熱吸収体として比較的厚いモリブデン（Ｍ
ｏ）基体が一体的に接合された複合体構造をしている。
置においては、通常回転陽極が使用されている。一般的
な回転陽極は、電子線を照射（Ｘ線が発生）する側がタ
ングステン（Ｗ）あるいはＷ合金の基材で構成され、こ
の背面には、熱吸収体として比較的厚いモリブデン（Ｍ
ｏ）基体が一体的に接合された複合体構造をしている。
【０００３】さらに、Ｘ線技術の進歩にともない、連続
負荷あるいは瞬間的な負荷に耐え得るような熱容量の大
きい回転陽極が必要となってきている。また、回転陽極
に供給される電気エネルギーの極く一部の約１％がＸ線
エネルギーに変換されるに過ぎず、大部分は熱に換えら
れ、著しい熱的ダメージを回転陽極に与えているため熱
放散性に優れた材料でなければならない。
負荷あるいは瞬間的な負荷に耐え得るような熱容量の大
きい回転陽極が必要となってきている。また、回転陽極
に供給される電気エネルギーの極く一部の約１％がＸ線
エネルギーに変換されるに過ぎず、大部分は熱に換えら
れ、著しい熱的ダメージを回転陽極に与えているため熱
放散性に優れた材料でなければならない。
【０００４】熱容量を高めて高出力化を図るためには、
回転陽極の直径を大きくしたり厚みを増したり、あるい
は回転速度を増加させたりすれば良い。
回転陽極の直径を大きくしたり厚みを増したり、あるい
は回転速度を増加させたりすれば良い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、回転陽極用材
料の金属は耐熱材料であり、比重が大きく、Ｘ線管の他
の構造部材への機械的負担が大きくなるため、装置の故
障や破損を招き易い。従って、回転陽極の軽量化を図る
と共に、熱容量の大きい材料であることが必要である。
料の金属は耐熱材料であり、比重が大きく、Ｘ線管の他
の構造部材への機械的負担が大きくなるため、装置の故
障や破損を招き易い。従って、回転陽極の軽量化を図る
と共に、熱容量の大きい材料であることが必要である。
【０００６】その一つの方法として、電子衝撃面のみを
薄いＷあるいはＲｅ−Ｗ等のＷ合金基体を用い、その裏
面に比重の小さいＭｏあるいはＭｏ合金基体、またその
裏面に熱放射能に優れた等方性黒鉛（グラフアイト、以
下、Ｇｒと略記）基体を接合した複合の回転陽極の開発
が試みられている。
薄いＷあるいはＲｅ−Ｗ等のＷ合金基体を用い、その裏
面に比重の小さいＭｏあるいはＭｏ合金基体、またその
裏面に熱放射能に優れた等方性黒鉛（グラフアイト、以
下、Ｇｒと略記）基体を接合した複合の回転陽極の開発
が試みられている。
【０００７】しかし、ＷあるいはＷ合金とＭｏあるいは
Ｍｏ合金との接合は強固な接合が可能であるのに対し、
ＭｏあるいはＭｏ合金、もしくはＷあるいはＷ合金とＧ
ｒとの接合には強度的な問題がある。一般に、高融点金
属とＧｒを張り合わせる方法としては、ろう付け法、Ｃ
ＶＤ法などが用いられている。ＭｏあるいはＭｏ合金と
Ｇｒのとの接合には、高融点金属がろう材として用いら
れているが、ろう材との濡れ性が悪かったり、接合層に
空隙が生じたり、接合層の厚みにバラツキがあったりと
問題は多い。そうすると、機械的強度や熱的特性の低下
は免れない。
Ｍｏ合金との接合は強固な接合が可能であるのに対し、
ＭｏあるいはＭｏ合金、もしくはＷあるいはＷ合金とＧ
ｒとの接合には強度的な問題がある。一般に、高融点金
属とＧｒを張り合わせる方法としては、ろう付け法、Ｃ
ＶＤ法などが用いられている。ＭｏあるいはＭｏ合金と
Ｇｒのとの接合には、高融点金属がろう材として用いら
れているが、ろう材との濡れ性が悪かったり、接合層に
空隙が生じたり、接合層の厚みにバラツキがあったりと
問題は多い。そうすると、機械的強度や熱的特性の低下
は免れない。
【０００８】そこで、本発明の技術的課題は、熱放散性
及び耐熱衝撃性に優れ、機械的強度が大きく故障や破損
等の変形が起こりにくい寿命の長い接合体と、その接合
体を用いたＸ線管用回転陽極と、接合体の製造方法と、
Ｘ線管用回転陽極の製造方法とを提供することにある。
及び耐熱衝撃性に優れ、機械的強度が大きく故障や破損
等の変形が起こりにくい寿命の長い接合体と、その接合
体を用いたＸ線管用回転陽極と、接合体の製造方法と、
Ｘ線管用回転陽極の製造方法とを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、高融点
金属からなる第１の基体と、炭素からなる第２の基体と
をろう材によって形成された接合層を介して張り合わせ
てなる接合体において、前記第１の基体は、Ｗを含む金
属及びＭｏを含む金属の内のいずれかの単層又はこれら
の金属の多層構造を備え、前記Ｗを含む金属は、Ｗ又は
Ｗ合金からなり、前記Ｍｏを含む金属は、Ｍｏ又はＭｏ
合金からなり、前記第２の基体は、グラファイト又は炭
素繊維複合材料からなり、前記ろう材は、実質的にＺｒ
からなり、前記接合層は、厚みが１０〜２００μｍのＺ
ｒ化合物層を有していることを特徴とする接合体が得ら
れる。
金属からなる第１の基体と、炭素からなる第２の基体と
をろう材によって形成された接合層を介して張り合わせ
てなる接合体において、前記第１の基体は、Ｗを含む金
属及びＭｏを含む金属の内のいずれかの単層又はこれら
の金属の多層構造を備え、前記Ｗを含む金属は、Ｗ又は
Ｗ合金からなり、前記Ｍｏを含む金属は、Ｍｏ又はＭｏ
合金からなり、前記第２の基体は、グラファイト又は炭
素繊維複合材料からなり、前記ろう材は、実質的にＺｒ
からなり、前記接合層は、厚みが１０〜２００μｍのＺ
ｒ化合物層を有していることを特徴とする接合体が得ら
れる。
【００１０】また、本発明によれば、前記接合体におい
て、前記ろう材は、Ｚｒ箔またはＺｒ粉末からなること
を特徴とする接合体が得られる。
て、前記ろう材は、Ｚｒ箔またはＺｒ粉末からなること
を特徴とする接合体が得られる。
【００１１】また、本発明によれば、前記接合体におい
て、ろう付けすべき第２の基材表面の全体に０．０５〜
０．２ｍｍピッチ、０．０５〜０．５ｍｍ高さの波紋状
の溝、および前記第２の基体表面に直角に直径１〜３ｍ
ｍ、深さ１〜１０ｍｍの孔を形成したことを特徴とする
接合体が得られる。ここで、前記溝は、ろう付けの際に
発生するガスや余分なろう材を接合面から排除させるた
めに設けられている。
て、ろう付けすべき第２の基材表面の全体に０．０５〜
０．２ｍｍピッチ、０．０５〜０．５ｍｍ高さの波紋状
の溝、および前記第２の基体表面に直角に直径１〜３ｍ
ｍ、深さ１〜１０ｍｍの孔を形成したことを特徴とする
接合体が得られる。ここで、前記溝は、ろう付けの際に
発生するガスや余分なろう材を接合面から排除させるた
めに設けられている。
【００１２】また、本発明によれば、前記接合体におい
て、前記接合体の接合部分において、室温での三点曲げ
応力で３０ＭＰａ以上の接合強度を有することを特徴と
する接合体が得られる。
て、前記接合体の接合部分において、室温での三点曲げ
応力で３０ＭＰａ以上の接合強度を有することを特徴と
する接合体が得られる。
【００１３】また、本発明によれば、前記いずれかの接
合体を用いたことを特徴とするＸ線管用陽極が得られ
る。
合体を用いたことを特徴とするＸ線管用陽極が得られ
る。
【００１４】また、本発明によれば、前記接合体を製造
する方法であって、熱間一軸プレス機あるいは熱間等方
プレス機によって、真空あるいは不活性ガス雰囲気で、
温度１５５０〜１８００℃、プレス圧力３０ＭＰａ以下
の条件で接合することを特徴とする接合体の製造方法が
得られる。
する方法であって、熱間一軸プレス機あるいは熱間等方
プレス機によって、真空あるいは不活性ガス雰囲気で、
温度１５５０〜１８００℃、プレス圧力３０ＭＰａ以下
の条件で接合することを特徴とする接合体の製造方法が
得られる。
【００１５】また、本発明によれば、前記接合体の製造
方法において、急熱急冷に耐えられるように、前記第２
の基体表面全体に０．０５〜０．２ｍｍピッチで０．０
５〜０．５ｍｍ高さの波紋状の溝を形成したことを特徴
とする接合体の製造方法が得られる。
方法において、急熱急冷に耐えられるように、前記第２
の基体表面全体に０．０５〜０．２ｍｍピッチで０．０
５〜０．５ｍｍ高さの波紋状の溝を形成したことを特徴
とする接合体の製造方法が得られる。
【００１６】さらに、本発明によれば、前記いずれかの
接合体の製造方法を用いたことを特徴とするＸ線管用陽
極の製造方法が得られる。
接合体の製造方法を用いたことを特徴とするＸ線管用陽
極の製造方法が得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】まず、本発明のＸ線管用回転陽極
について、更に、具体的に説明する。
について、更に、具体的に説明する。
【００１８】図１（ａ）は本発明のＸ線管用回転陽極の
一例を示す断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ線管用
回転陽極の半分平面断面図である。図２は図１（ｂ）の
ＩＩ−ＩＩ´線に沿う断面の輪郭のみを示す図である。
図３は図１（ａ）及び図１（ｂ）のＸ線回転陽極のグラ
ファイトとＭｏ又はＭｏ合金との接合部分を示す断面概
略図である。
一例を示す断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ線管用
回転陽極の半分平面断面図である。図２は図１（ｂ）の
ＩＩ−ＩＩ´線に沿う断面の輪郭のみを示す図である。
図３は図１（ａ）及び図１（ｂ）のＸ線回転陽極のグラ
ファイトとＭｏ又はＭｏ合金との接合部分を示す断面概
略図である。
【００１９】図１乃至図３を参照すると、Ｘ線管用回転
陽極（以下、単にターゲットと呼ぶ）１０は、Ｍｏ又は
Ｍｏ合金からなるＸ線管用回転陽極基板１と、この基板
１の上面の周縁側の斜面１ａ上に配置されたＷ又はＷ合
金からなるＸ線発生層２とによって第１の基体が構成さ
れている。基板１の下面１ｂには、カーボン製の第２の
基体からなるヒートシンク３が配置されている。
陽極（以下、単にターゲットと呼ぶ）１０は、Ｍｏ又は
Ｍｏ合金からなるＸ線管用回転陽極基板１と、この基板
１の上面の周縁側の斜面１ａ上に配置されたＷ又はＷ合
金からなるＸ線発生層２とによって第１の基体が構成さ
れている。基板１の下面１ｂには、カーボン製の第２の
基体からなるヒートシンク３が配置されている。
【００２０】ヒートシンク３の基板１との接合面には、
同心円状で且つ半径方向に波紋状の断面を備えた溝６
と、一半径上に配列された円形の孔５とが形成されてい
る。
同心円状で且つ半径方向に波紋状の断面を備えた溝６
と、一半径上に配列された円形の孔５とが形成されてい
る。
【００２１】図２に示すように、溝６は、断面Ｖ字状を
有し、０．０５〜０．５ｍｍの等しい高さ８で、０．０
５〜０．２ｍｍの等しいピッチ７で形成されている。
有し、０．０５〜０．５ｍｍの等しい高さ８で、０．０
５〜０．２ｍｍの等しいピッチ７で形成されている。
【００２２】図３に示すように、Ｍｏ又はＭｏ合金から
なる基板１と、グラファイト（Ｇｒ）からなるヒートシ
ンク３とは、Ｚｒからなるろう材の化合物層である厚み
が１０〜２００μｍのＺｒ化合物の接合層からなるろう
材層１１を介して接合されている。
なる基板１と、グラファイト（Ｇｒ）からなるヒートシ
ンク３とは、Ｚｒからなるろう材の化合物層である厚み
が１０〜２００μｍのＺｒ化合物の接合層からなるろう
材層１１を介して接合されている。
【００２３】ここで、一般に、本発明のＸ線管用回転陽
極（ターゲット）１０のようなターゲットは、高電圧が
印加されてＸ線発生面（Ｘ線発生層２の表面）が非常に
高温になり、接合界面は１０００〜１３００℃に達し、
また、１００００ｒｐｍにもおよぶ高速で回転するた
め、耐熱性や熱放射性に優れ機械的強度も大きくなけれ
ばならない。
極（ターゲット）１０のようなターゲットは、高電圧が
印加されてＸ線発生面（Ｘ線発生層２の表面）が非常に
高温になり、接合界面は１０００〜１３００℃に達し、
また、１００００ｒｐｍにもおよぶ高速で回転するた
め、耐熱性や熱放射性に優れ機械的強度も大きくなけれ
ばならない。
【００２４】ここで、本発明のように、第１の基体であ
るＸ線を発生するＷあるいはＷ合金基板からなるＸ線発
生層２と、ＭｏあるいはＭｏ合金基板１とは、従来通り
の方法で容易に接合強度の高い接合ができる。
るＸ線を発生するＷあるいはＷ合金基板からなるＸ線発
生層２と、ＭｏあるいはＭｏ合金基板１とは、従来通り
の方法で容易に接合強度の高い接合ができる。
【００２５】しかし、ＭｏあるいはＭｏ合金基板１とヒ
ートシンク３となるＧｒとの接合は、接合強度的、耐熱
衝撃的などに問題が多いため様々な方法が試みらてい
る。
ートシンク３となるＧｒとの接合は、接合強度的、耐熱
衝撃的などに問題が多いため様々な方法が試みらてい
る。
【００２６】例えば、ろう接合のためのろう材として
は、蒸気圧が低く耐熱性があり、被接合物との濡れ性や
化合物の生成具合が良く、また製造コスト（安価なこ
と）を鑑みた高融点金属を用いられる。
は、蒸気圧が低く耐熱性があり、被接合物との濡れ性や
化合物の生成具合が良く、また製造コスト（安価なこ
と）を鑑みた高融点金属を用いられる。
【００２７】本発明においては、ＭｏあるいはＭｏ合金
とＧｒとの接合に関して、ジルコニウム（Ｚｒ）をろう
材として用いた方法を採用している。
とＧｒとの接合に関して、ジルコニウム（Ｚｒ）をろう
材として用いた方法を採用している。
【００２８】また、高性能化を図るためには、大型大径
ターゲットが求められており、その場合には、Ｇｒの代
わりに強度や熱放散性の優れた炭素繊維複合材（ＣＣ
材）を用いればより効果的である。
ターゲットが求められており、その場合には、Ｇｒの代
わりに強度や熱放散性の優れた炭素繊維複合材（ＣＣ
材）を用いればより効果的である。
【００２９】ここで、ヒートシンク３として用いられる
ＧｒとＣＣ材の諸特性を比較して下記表１に示す。ＣＣ
材は、繊維積層方向を０゜と９０゜と交互にクロス積層
した炭素一炭素繊維複合材である。特に、０゜方向の熱
伝導性とが高く熱放散性に優れており、また引張強度が
大きいためＧｒよりもＣＣ材を大型大径ターゲットヘ利
用することが有効である。
ＧｒとＣＣ材の諸特性を比較して下記表１に示す。ＣＣ
材は、繊維積層方向を０゜と９０゜と交互にクロス積層
した炭素一炭素繊維複合材である。特に、０゜方向の熱
伝導性とが高く熱放散性に優れており、また引張強度が
大きいためＧｒよりもＣＣ材を大型大径ターゲットヘ利
用することが有効である。
【００３０】
【表１】
【００３１】一方、Ｍｏ合金には、純Ｍｏより靭性や強
度に優れたＴＺＭ（製品名）やＴｉＣ−Ｍｏを用いれ
ば、より効果的である。しかし、Ｚｒは、脆い炭化物が
生成し易い物質であり、接合界面での剥離はほとんどが
このＺｒ／カーボン（Ｃ）界面で起き易く、接合強度に
問題が残るため使用を敬遠されることが多い。
度に優れたＴＺＭ（製品名）やＴｉＣ−Ｍｏを用いれ
ば、より効果的である。しかし、Ｚｒは、脆い炭化物が
生成し易い物質であり、接合界面での剥離はほとんどが
このＺｒ／カーボン（Ｃ）界面で起き易く、接合強度に
問題が残るため使用を敬遠されることが多い。
【００３２】そこで、ＭｏあるいはＭｏ合金基板１と接
合する側のＧｒあるいはＣＣ材表面に、図１（ｂ）及び
図２に示すような溝加工を施し、接触面積を大きくすれ
ば接合強度だけでなく熱応力変形に耐えられるようにな
る。
合する側のＧｒあるいはＣＣ材表面に、図１（ｂ）及び
図２に示すような溝加工を施し、接触面積を大きくすれ
ば接合強度だけでなく熱応力変形に耐えられるようにな
る。
【００３３】つまり、ＧｒあるいはＣＣ材表面の全体に
は、図２の符号７に示す０．０５〜０．２ｍｍピッチ
で、符号８で示す０．０５〜０．５ｍｍ高さの波紋状の
溝６を形成し、また、ＧｒあるいはＣＣ材表面と直角に
直径１〜３ｍｍ、深さ１〜１０ｍｍの孔５を形成してい
る。
は、図２の符号７に示す０．０５〜０．２ｍｍピッチ
で、符号８で示す０．０５〜０．５ｍｍ高さの波紋状の
溝６を形成し、また、ＧｒあるいはＣＣ材表面と直角に
直径１〜３ｍｍ、深さ１〜１０ｍｍの孔５を形成してい
る。
【００３４】この溝６及び孔５は、ろう付けの際のガス
抜きを効率良くし接合層であるろう材１１に空隙を発生
させないようにすることと、それに伴い接合強度を高
め、また温度差による熱膨張や熱収縮に耐えられ、接合
界面での剥がれが生じないようにする効果がある。
抜きを効率良くし接合層であるろう材１１に空隙を発生
させないようにすることと、それに伴い接合強度を高
め、また温度差による熱膨張や熱収縮に耐えられ、接合
界面での剥がれが生じないようにする効果がある。
【００３５】ここで、ＧｒあるいはＣＣ材に施す溝ピッ
チ７は、０．０５ｍｍより小さければ温度差による熱膨
張や熱収縮に耐えられず接合界面での剥がれが生じ、ピ
ッチ７が０．２ｍｍより大きければろう材が行き渡らず
空隙や空洞が生じ易くなる。また、溝６の高さ８が０．
０５ｍｍより小さく、０．５ｍｍより大きくても前述と
同様のことが言える。
チ７は、０．０５ｍｍより小さければ温度差による熱膨
張や熱収縮に耐えられず接合界面での剥がれが生じ、ピ
ッチ７が０．２ｍｍより大きければろう材が行き渡らず
空隙や空洞が生じ易くなる。また、溝６の高さ８が０．
０５ｍｍより小さく、０．５ｍｍより大きくても前述と
同様のことが言える。
【００３６】また、孔５の深さが１ｍｍより小さい場合
は、ろう付けの際のガス抜きが十分行われなず余分なろ
う材が溢れ易くなり、１０ｍｍより大きくなるとＧｒの
強度が低下してしまう。孔５の直径としては、接合強度
への影響やろう材の挙動を鑑みると１〜３ｍｍが良い。
そして、接合層の厚みは、１０〜２００μｍが良い。接
合層の厚みが、１０μｍよりも薄くなれば、急熱急冷に
よる熱の膨脹・収縮の差を吸収できなくなるため、剥が
れが生じ易くなり、接合層の厚みが２００μｍより厚く
なれば、機械的接合強度（例えば、曲げ等）が小さくな
る。また、ろう付け方法としては、加熱加圧する方法が
良い。
は、ろう付けの際のガス抜きが十分行われなず余分なろ
う材が溢れ易くなり、１０ｍｍより大きくなるとＧｒの
強度が低下してしまう。孔５の直径としては、接合強度
への影響やろう材の挙動を鑑みると１〜３ｍｍが良い。
そして、接合層の厚みは、１０〜２００μｍが良い。接
合層の厚みが、１０μｍよりも薄くなれば、急熱急冷に
よる熱の膨脹・収縮の差を吸収できなくなるため、剥が
れが生じ易くなり、接合層の厚みが２００μｍより厚く
なれば、機械的接合強度（例えば、曲げ等）が小さくな
る。また、ろう付け方法としては、加熱加圧する方法が
良い。
【００３７】つまり、加熱加圧方法として、熱間一軸プ
レス機（ホットプレス）あるいは熱間等方プレス機（Ｈ
ＩＰ）により、真空あるいは不活性ガス雰囲気で、温度
１５５０〜１８００℃、プレス圧力３０ＭＰａ以下の条
件で行なう。また、ろう材のＺｒは、箔状、粉状だけで
なく線状、フレーク状等いずれの形態でも使用できる。
レス機（ホットプレス）あるいは熱間等方プレス機（Ｈ
ＩＰ）により、真空あるいは不活性ガス雰囲気で、温度
１５５０〜１８００℃、プレス圧力３０ＭＰａ以下の条
件で行なう。また、ろう材のＺｒは、箔状、粉状だけで
なく線状、フレーク状等いずれの形態でも使用できる。
【００３８】このようにＧｒあるいはＣＣ材をヒートシ
ンク３として接合したＷあるいはＷ合金／Ｍｏあるいは
Ｍｏ合金／ＧｒあるいはＣＣ材からなるターゲット１０
は、一般的な高融点金属を組み合わせたＲｅ−Ｗ／Ｍｏ
ターゲットよりも３倍以上の軽量化が図れる。その結
果、より一層の高速回転に耐えられようになり、また熱
放散性も大きくなるため、Ｘ線回転ターゲットとしての
効果は十分期待できる。
ンク３として接合したＷあるいはＷ合金／Ｍｏあるいは
Ｍｏ合金／ＧｒあるいはＣＣ材からなるターゲット１０
は、一般的な高融点金属を組み合わせたＲｅ−Ｗ／Ｍｏ
ターゲットよりも３倍以上の軽量化が図れる。その結
果、より一層の高速回転に耐えられようになり、また熱
放散性も大きくなるため、Ｘ線回転ターゲットとしての
効果は十分期待できる。
【００３９】以下、本発明の実施の形態によるＸ線管用
ターゲットの具体例について説明する。
ターゲットの具体例について説明する。
【００４０】（例１）図１に示したようなＸ線管用Ｒｅ
−Ｗ／Ｍｏ／Ｇｒターゲット１０を作製するため、ろう
材として０．１ｍｍ厚みのＺｒ箔を使って、第１の基体
であるＲｅ−Ｗ／Ｍｏ基体とヒートシンク３となるＧｒ
板を接合した。Ｒｅ−Ｗ／Ｍｏ基体は、一般的な粉末冶
金法で接合したものを用いた。
−Ｗ／Ｍｏ／Ｇｒターゲット１０を作製するため、ろう
材として０．１ｍｍ厚みのＺｒ箔を使って、第１の基体
であるＲｅ−Ｗ／Ｍｏ基体とヒートシンク３となるＧｒ
板を接合した。Ｒｅ−Ｗ／Ｍｏ基体は、一般的な粉末冶
金法で接合したものを用いた。
【００４１】また、Ｇｒは、表面形状が０．２ｍｍピッ
チで０．１ｍｍ高さの波紋状の溝６があり、また、Ｇｒ
表面と直角に直径２ｍｍ、深さ５ｍｍの孔５を設けたも
のを用いた。そして、Ｒｅ−Ｗ／Ｍｏ基体とＧｒ基体の
間に、ろう材としてＺｒ箔を挟み、これをホットプレス
機に装填し、真空雰囲気において、２０ＭＰａに加圧し
て１６４０℃で５分間加熱した。その結果、外観上ろう
材が溢れ出すことなく良好に接合された。
チで０．１ｍｍ高さの波紋状の溝６があり、また、Ｇｒ
表面と直角に直径２ｍｍ、深さ５ｍｍの孔５を設けたも
のを用いた。そして、Ｒｅ−Ｗ／Ｍｏ基体とＧｒ基体の
間に、ろう材としてＺｒ箔を挟み、これをホットプレス
機に装填し、真空雰囲気において、２０ＭＰａに加圧し
て１６４０℃で５分間加熱した。その結果、外観上ろう
材が溢れ出すことなく良好に接合された。
【００４２】また、図３に接合断面を示すように、２５
〜１２０μｍの空洞がない健全なろう材層（接合層）１
１を有していた。また、超音波探傷装置により空洞や空
隙などの欠陥の有無を調べたが全く検出されなかった。
このＭｏとＧｒの接合界面の室温における三点曲げ応力
は、４５ＭＰａを有し接合強度に優れていた。また、熱
衝撃試験として、急熱（室温→１１００℃）急冷（１１
００℃→水中）を繰り返した（急熱急冷で１回とカウン
卜した）結果、６０回目でＭｏとＧｒの界面で剥離し
た。
〜１２０μｍの空洞がない健全なろう材層（接合層）１
１を有していた。また、超音波探傷装置により空洞や空
隙などの欠陥の有無を調べたが全く検出されなかった。
このＭｏとＧｒの接合界面の室温における三点曲げ応力
は、４５ＭＰａを有し接合強度に優れていた。また、熱
衝撃試験として、急熱（室温→１１００℃）急冷（１１
００℃→水中）を繰り返した（急熱急冷で１回とカウン
卜した）結果、６０回目でＭｏとＧｒの界面で剥離し
た。
【００４３】比較例として、市販されているＸ線管用タ
ーゲットを上述と同様に、三点曲げ試験および熱衝撃試
験を行なった結果、三点曲げ応力は４５ＭＰａで同等だ
ったが、熱衝撃試験では５０回目で剥離し、本発明品の
方が耐熱衝撃性に優れていることが判った。
ーゲットを上述と同様に、三点曲げ試験および熱衝撃試
験を行なった結果、三点曲げ応力は４５ＭＰａで同等だ
ったが、熱衝撃試験では５０回目で剥離し、本発明品の
方が耐熱衝撃性に優れていることが判った。
【００４４】（例２）上記例１と同様にＸ線管用Ｒｅ−
Ｗ／ＴｉＣ−Ｍｏ／Ｇｒターゲット１０を作製するた
め、ろう材としてＺｒ粉末を使って、第１の基体である
Ｒｅ−Ｗ／Ｍｏ基体と第２の基体であるＧｒ基体を接合
した。Ｇｒは、上記例１と同様のものを用いた。そして
Ｒｅ−Ｗ／Ｍｏ基体１，２とヒートシンク３となるＧｒ
基体の間にＺｒ粉末を平たく平均的に敷き、これをホッ
トプレス機に装填し、真空雰囲気において、２０ＭＰａ
に加圧して１６５０℃で５分間加熱した。その結果、外
観上ろう材が溢れ出すことなく良好に接合され、また、
２０〜１２０μｍの空洞がない健全な接合層１１を有し
たものが得られた。
Ｗ／ＴｉＣ−Ｍｏ／Ｇｒターゲット１０を作製するた
め、ろう材としてＺｒ粉末を使って、第１の基体である
Ｒｅ−Ｗ／Ｍｏ基体と第２の基体であるＧｒ基体を接合
した。Ｇｒは、上記例１と同様のものを用いた。そして
Ｒｅ−Ｗ／Ｍｏ基体１，２とヒートシンク３となるＧｒ
基体の間にＺｒ粉末を平たく平均的に敷き、これをホッ
トプレス機に装填し、真空雰囲気において、２０ＭＰａ
に加圧して１６５０℃で５分間加熱した。その結果、外
観上ろう材が溢れ出すことなく良好に接合され、また、
２０〜１２０μｍの空洞がない健全な接合層１１を有し
たものが得られた。
【００４５】また、超音波探傷装置により空洞や空隙な
どの欠陥の有無を調べたが、全くそのようなものは検出
されなかった。このＭｏとＧｒの接合界面の室温におけ
る三点曲げ応力は、４３ＭＰａを有し接合強度に優れて
いた。
どの欠陥の有無を調べたが、全くそのようなものは検出
されなかった。このＭｏとＧｒの接合界面の室温におけ
る三点曲げ応力は、４３ＭＰａを有し接合強度に優れて
いた。
【００４６】また、上記例１と同様の熱衝撃試験した結
果、例２によるものは、５８回目でＭｏとＧｒの界面で
剥離した。従って、例２によるものは、市販されている
Ｘ線管用ターゲットよりも耐熱衝撃性に優れていること
が判った。
果、例２によるものは、５８回目でＭｏとＧｒの界面で
剥離した。従って、例２によるものは、市販されている
Ｘ線管用ターゲットよりも耐熱衝撃性に優れていること
が判った。
【００４７】（例３）上記例１と同様にＸ線管用Ｒｅ−
Ｗ／Ｍｏ／Ｇｒターゲット１０を作製するため、ろう材
として０．１ｍｍ厚みのＺｒ箔を使って、Ｒｅ−Ｗ／Ｍ
ｏ基体１，２とＧｒ基体とを接合した。Ｇｒ基体は、上
記例１と同様のものを用いた。そして、Ｚｒ箔をＲｅ−
Ｗ／Ｍｏ基体１、２とＧｒ基体との間に挟み、これをＨ
ＩＰ機に装填し、Ａｒガス雰囲気において、２０ＭＰａ
に加圧して１６００℃で５分間加熱した。その結果、外
観上ろう材が溢れ出すことなく良好に接合され、また、
２０〜１２０μｍの空洞がない健全な接合層からなるろ
う材層１１を有したものが得られた。また、超音波探傷
装置により空洞や空隙などの欠陥の有無を調べたが、そ
のようなものは全く検出されなかった。このＭｏとＧｒ
の接合界面の室温における三点曲げ応力は、５０ＭＰａ
を有し接合強度に優れていた。また、上記例１と同様の
熱衝撃試験した結果、６３回目で地とＧｒの界面で剥離
した。従って、例３によるものは、市販されているＸ線
管用ターゲットよりも耐熱衝撃性に優れていることが判
った。
Ｗ／Ｍｏ／Ｇｒターゲット１０を作製するため、ろう材
として０．１ｍｍ厚みのＺｒ箔を使って、Ｒｅ−Ｗ／Ｍ
ｏ基体１，２とＧｒ基体とを接合した。Ｇｒ基体は、上
記例１と同様のものを用いた。そして、Ｚｒ箔をＲｅ−
Ｗ／Ｍｏ基体１、２とＧｒ基体との間に挟み、これをＨ
ＩＰ機に装填し、Ａｒガス雰囲気において、２０ＭＰａ
に加圧して１６００℃で５分間加熱した。その結果、外
観上ろう材が溢れ出すことなく良好に接合され、また、
２０〜１２０μｍの空洞がない健全な接合層からなるろ
う材層１１を有したものが得られた。また、超音波探傷
装置により空洞や空隙などの欠陥の有無を調べたが、そ
のようなものは全く検出されなかった。このＭｏとＧｒ
の接合界面の室温における三点曲げ応力は、５０ＭＰａ
を有し接合強度に優れていた。また、上記例１と同様の
熱衝撃試験した結果、６３回目で地とＧｒの界面で剥離
した。従って、例３によるものは、市販されているＸ線
管用ターゲットよりも耐熱衝撃性に優れていることが判
った。
【００４８】（例４）上記例１と同様にＸ線管用Ｒｅ−
Ｗ／Ｍｏ／Ｇｒターゲット１０を作製するため、ろう材
として０．１ｍｍ厚みのＺｒ箔を使ってＲｅ−Ｗ／Ｍｏ
基体１，２とヒートシンク３となる第２の基体としてＣ
Ｃ材を接合した。
Ｗ／Ｍｏ／Ｇｒターゲット１０を作製するため、ろう材
として０．１ｍｍ厚みのＺｒ箔を使ってＲｅ−Ｗ／Ｍｏ
基体１，２とヒートシンク３となる第２の基体としてＣ
Ｃ材を接合した。
【００４９】上記表１に示す０゜方向のＣＣ材とＲｅ−
Ｗ／Ｍｏ基体との間にＺｒ箔を挟み、これをホットプレ
ス機に装填し、上記例１と同様の方法で接合した。その
結果、外観上ろう材が溢れ出すことなく良好に接合さ
れ、また、２０〜１２０μｍの空洞がない健全な接合層
からなるろう材層１１を有したものが得られた。
Ｗ／Ｍｏ基体との間にＺｒ箔を挟み、これをホットプレ
ス機に装填し、上記例１と同様の方法で接合した。その
結果、外観上ろう材が溢れ出すことなく良好に接合さ
れ、また、２０〜１２０μｍの空洞がない健全な接合層
からなるろう材層１１を有したものが得られた。
【００５０】また、超音波探傷装置により空洞や空隙な
どの欠陥の有無を調べたが、そのようなものは仝く検出
されなかった。このＭｏとＧｒの接合界面の室温におけ
る三点曲げ応力は、５０ＭＰａを有し接合強度に優れて
いた。また、上記例１と同様の熱衝撃試験した結果、６
２回目でＭｏとＧｒの界面で剥離した。市販されている
Ｘ線管用ターゲットよりも耐熱衝撃性に優れていること
が判った。
どの欠陥の有無を調べたが、そのようなものは仝く検出
されなかった。このＭｏとＧｒの接合界面の室温におけ
る三点曲げ応力は、５０ＭＰａを有し接合強度に優れて
いた。また、上記例１と同様の熱衝撃試験した結果、６
２回目でＭｏとＧｒの界面で剥離した。市販されている
Ｘ線管用ターゲットよりも耐熱衝撃性に優れていること
が判った。
【００５１】（例５）上記例１〜４で作製した接合体を
室温において高速回転試験を実施したところ、いずれも
４８０００〜５３０００ｒｐｍまで破壊することなく耐
えることができ、Ｘ線回転ターゲットとして十分効果が
期待できることが判った。
室温において高速回転試験を実施したところ、いずれも
４８０００〜５３０００ｒｐｍまで破壊することなく耐
えることができ、Ｘ線回転ターゲットとして十分効果が
期待できることが判った。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱放散性及び耐熱衝撃性に優れ、機械的強度が大きく故
障や破損等の変形が起こりにくい寿命の長い接合体と、
その接合体を用いたＸ線管用回転陽極と、接合体の製造
方法と、Ｘ線管用回転陽極の製造方法とを提供すること
ができる。
熱放散性及び耐熱衝撃性に優れ、機械的強度が大きく故
障や破損等の変形が起こりにくい寿命の長い接合体と、
その接合体を用いたＸ線管用回転陽極と、接合体の製造
方法と、Ｘ線管用回転陽極の製造方法とを提供すること
ができる。
【図１】（ａ）は本発明のＸ線管用回転陽極の一例を示
す断面図である。（ｂ）は図１（ａ）のＸ線管用回転陽
極の半分平面断面図である。
す断面図である。（ｂ）は図１（ａ）のＸ線管用回転陽
極の半分平面断面図である。
【図２】図１（ｂ）のＩＩ−ＩＩ´線に沿う断面図であ
る。
る。
【図３】図１（ａ）及び図１（ｂ）のＸ線回転陽極のグ
ラファイトとＭｏ又はＭｏ合金との接合部分を示す断面
図である。
ラファイトとＭｏ又はＭｏ合金との接合部分を示す断面
図である。
１ Ｘ線管用回転陽極基板 １ａ 斜面 ２ Ｘ線発生層 ３ ヒートシンク ５ 孔 ６ 溝 ７ ピッチ ８ 高さ １０ Ｘ線管用回転陽極（ターゲット） １１ ろう材層（接合層）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 市田 晃 富山県富山市岩瀬古志町２番地 東京タン グステン株式会社富山製作所内 (72)発明者 高岡 重彦 富山県富山市岩瀬古志町２番地 東京タン グステン株式会社富山製作所内
Claims (8)
- 【請求項１】 高融点金属からなる第１の基体と、炭素
からなる第２の基体とをろう材によって形成された接合
層を介して張り合わせてなる接合体において、 前記第１の基体は、Ｗを含む金属及びＭｏを含む金属の
内のいずれかの単層又はこれらの金属の多層構造を備
え、前記Ｗを含む金属は、Ｗ又はＷ合金からなり、前記
Ｍｏを含む金属は、Ｍｏ又はＭｏ合金からなり、前記第
２の基体は、グラファイト又は炭素繊維複合材料からな
り、前記ろう材は、実質的にＺｒからなり、前記接合層
は、厚みが１０〜２００μｍのＺｒ化合物層を有してい
ることを特徴とする接合体。 - 【請求項２】 請求項１記載の接合体において、前記ろ
う材は、Ｚｒ箔またはＺｒ粉末からなることを特徴とす
る接合体。 - 【請求項３】 請求項１記載の接合体において、前記ろ
う付けすべき第２の基材表面の全体に０．０５〜０．２
ｍｍピッチ、０．０５〜０．５ｍｍ高さの波紋状の溝、
および前記第２の基体表面に直角に直径１〜３ｍｍ、深
さ１〜１０ｍｍの孔を形成したことを特徴とする接合
体。 - 【請求項４】 請求項３記載の接合体において、前記接
合体の接合部分において、室温での三点曲げ応力で３０
ＭＰａ以上の接合強度を有することを特徴とする接合
体。 - 【請求項５】 請求項１乃至４の内のいずれかに記載の
接合体を用いたことを特徴とするＸ線管用陽極。 - 【請求項６】 請求項１記載の接合体を製造する方法で
あって、熱間一軸プレス機あるいは熱間等方プレス機に
よって、真空あるいは不活性ガス雰囲気で、温度１５５
０〜１８００℃、プレス圧力３０ＭＰａ以下の条件で接
合することを特徴とする接合体の製造方法。 - 【請求項７】 請求項６記載の接合体の製造方法におい
て、急熱急冷に耐えられるように、前記第２の基体表面
全体に０．０５〜０．２ｍｍピッチで０．０５〜０．５
ｍｍ高さの波紋状の溝を形成したことを特徴とする接合
体の製造方法。 - 【請求項８】 請求項６又は７記載の接合体の製造方法
を用いたことを特徴とするＸ線管用陽極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11197590A JP2001023554A (ja) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | Ｘ線管用陽極及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11197590A JP2001023554A (ja) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | Ｘ線管用陽極及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001023554A true JP2001023554A (ja) | 2001-01-26 |
Family
ID=16377026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11197590A Withdrawn JP2001023554A (ja) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | Ｘ線管用陽極及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001023554A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011108416A (ja) * | 2009-11-13 | 2011-06-02 | Toshiba Corp | ターゲット、ｘ線管及びターゲットの製造方法 |
| JP2013508931A (ja) * | 2009-10-27 | 2013-03-07 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 増加した熱負荷可能性を持つ電子収集素子、ｘ線発生装置及びｘ線システム |
| JPWO2020067075A1 (ja) * | 2018-09-26 | 2021-09-02 | 株式会社東芝 | 回転陽極ｘ線管用ターゲット、ｘ線管、およびｘ線検査装置 |
| KR20220006399A (ko) * | 2020-07-08 | 2022-01-17 | 주식회사 동남케이티씨 | 엑스선관 타겟 및 이를 구비한 타겟 회전형 엑스선관 |
| KR20220006398A (ko) * | 2020-07-08 | 2022-01-17 | 주식회사 동남케이티씨 | 엑스선관 타겟, 이를 구비한 엑스선관, 및 상기 엑스선관 타겟의 제조 방법 |
| JP7493416B2 (ja) | 2020-08-31 | 2024-05-31 | 富士フイルムヘルスケア株式会社 | Ｘ線管装置及びｘ線撮像装置 |
| JP7537680B2 (ja) | 2020-07-22 | 2024-08-21 | 学校法人東海大学 | ロウ付け方法 |
-
1999
- 1999-07-12 JP JP11197590A patent/JP2001023554A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013508931A (ja) * | 2009-10-27 | 2013-03-07 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 増加した熱負荷可能性を持つ電子収集素子、ｘ線発生装置及びｘ線システム |
| JP2011108416A (ja) * | 2009-11-13 | 2011-06-02 | Toshiba Corp | ターゲット、ｘ線管及びターゲットの製造方法 |
| JPWO2020067075A1 (ja) * | 2018-09-26 | 2021-09-02 | 株式会社東芝 | 回転陽極ｘ線管用ターゲット、ｘ線管、およびｘ線検査装置 |
| JP7305666B2 (ja) | 2018-09-26 | 2023-07-10 | 株式会社東芝 | 回転陽極ｘ線管用ターゲット、ｘ線管、およびｘ線検査装置 |
| KR20220006399A (ko) * | 2020-07-08 | 2022-01-17 | 주식회사 동남케이티씨 | 엑스선관 타겟 및 이를 구비한 타겟 회전형 엑스선관 |
| KR20220006398A (ko) * | 2020-07-08 | 2022-01-17 | 주식회사 동남케이티씨 | 엑스선관 타겟, 이를 구비한 엑스선관, 및 상기 엑스선관 타겟의 제조 방법 |
| KR102412650B1 (ko) * | 2020-07-08 | 2022-06-23 | 주식회사 동남케이티씨 | 엑스선관 타겟 및 이를 구비한 타겟 회전형 엑스선관 |
| KR102437758B1 (ko) * | 2020-07-08 | 2022-08-29 | 주식회사 동남케이티씨 | 엑스선관 타겟의 제조 방법 |
| JP7537680B2 (ja) | 2020-07-22 | 2024-08-21 | 学校法人東海大学 | ロウ付け方法 |
| JP7493416B2 (ja) | 2020-08-31 | 2024-05-31 | 富士フイルムヘルスケア株式会社 | Ｘ線管装置及びｘ線撮像装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20110249803A1 (en) | Attachment of a high-z focal track layer to a carbon-carbon composite substrate serving as a rotary anode target | |
| US8243884B2 (en) | X-ray anode having improved heat removal | |
| US8553844B2 (en) | Hybrid design of an anode disk structure for high prower X-ray tube configurations of the rotary-anode type | |
| EP0428347A2 (en) | X-ray tube target | |
| KR101880789B1 (ko) | 내고온성 복합체의 제조 방법 | |
| JP5531225B2 (ja) | Ｘ線管用ターゲットおよびそれを用いたｘ線管、ｘ線検査装置ならびにｘ線管用ターゲットの製造方法 | |
| JP2001023554A (ja) | Ｘ線管用陽極及びその製造方法 | |
| US4394953A (en) | Method of joining individual parts of an X-ray anode, in particular of a rotating anode | |
| US4689810A (en) | Composite rotary anode for X-ray tube and process for preparing the composite | |
| JPS63228553A (ja) | Ｘ線管用ターゲット及びそれを用いたｘ線管 | |
| JP2009094385A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JPS5857247A (ja) | Ｘ線管用回転陽極およびその製造方法 | |
| JP2002329470A (ja) | Ｘ線管用回転陽極及びその製造方法 | |
| CN114799460A (zh) | 一种扩散连接制备多层复合阳极基体的方法 | |
| JP4034694B2 (ja) | Ｘ線管用ターゲットおよびその製造方法 | |
| JPH0372178B2 (ja) | ||
| JPH08250053A (ja) | Ｘ線管用回転陽極 | |
| CN218812000U (zh) | 一种使用新型复合材料制备的ct机阳极靶盘 | |
| JPWO2019115519A5 (ja) | ||
| JPS6020434A (ja) | Ｘ線管用回転陽極複合タ−ゲツト | |
| JP4533998B2 (ja) | 高融点異種金属材の高温等方加圧接合法 | |
| JPS62180939A (ja) | Ｘ線管用回転陽極タ−ゲツト及びその製造方法 | |
| JP5582754B2 (ja) | Ｘ線管用ターゲットとその製造方法、およびそれを用いたｘ線管とｘ線検査装置 | |
| JP2018030738A (ja) | セラミックス基板とアルミニウム含浸炭化珪素多孔質体との接合体の製造方法 | |
| JPH07100358B2 (ja) | 黒鉛と銅からなる複合材 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20061003 |