JP2001042047A - Aluminum alloy, and element for detecting beam using the same and its manufacture - Google Patents
Aluminum alloy, and element for detecting beam using the same and its manufactureInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム合金
とこれを用いたビーム検知用素子およびその製造方法に
係り、特に、電子，プロトンなどの荷電粒子や、Ｘ線，
γ線，レーザー光等のビームの位置、形状等の検知に用
いて好適な技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aluminum alloy, a beam detecting element using the same, and a method of manufacturing the same. In particular, the present invention relates to charged particles such as electrons and protons, X-rays, and the like.
The present invention relates to a technique suitable for detecting the position, shape, and the like of a beam such as γ-ray or laser light.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電子やプロトンなど荷電粒子等のビーム
状態を検知するビーム検知用素子としては、クロムをド
ープしたα−アルミナセラミックス板が用いられてい
る。荷電粒子等のビームがビーム検知用素子に入射する
と、ドープされているクロムが励起されて赤色の蛍光を
放射する。この赤色の光をモニターすることにより、荷
電粒子等のビームにおける形状、位置等の状態を検知す
ることができる。このようなクロムをドープしたα−ア
ルミナセラミックス板は、特に、高エネルギー加速器な
どエネルギーレベルの高い荷電粒子ビームの計測に、耐
放射線性がよいことから多用されており、例えば、ルビ
ー粉末を板状に焼結したデマルケスト（Ｄｅｓｍａｒｑ
ｕｅｓｔ；フランス製、品番：ＡＦ９９５Ｒ）等が知ら
れている。このセラミックス板は、高温での粉末焼結お
よび焼成によって製造される。製造されるセラミックス
板の寸法としては、厚さ２ｍｍ，大きさが５０ｍｍ×５
０ｍｍ程度のものが市販され、使用時には、このサイズ
のセラミックス板を切断したり、研磨により板厚を薄く
して用いられることも多い。2. Description of the Related Art A chromium-doped α-alumina ceramic plate is used as a beam detecting element for detecting a beam state of charged particles such as electrons and protons. When a beam of charged particles or the like is incident on the beam detecting element, the doped chromium is excited to emit red fluorescence. By monitoring this red light, it is possible to detect the state of the beam such as charged particles in the shape, position, and the like. Such a chromium-doped α-alumina ceramics plate is widely used, especially for measurement of a charged particle beam having a high energy level, such as a high energy accelerator, because of its good radiation resistance. Demarquest (Desmarq)
east; made in France, product number: AF995R) and the like are known. This ceramic plate is manufactured by powder sintering and firing at a high temperature. The dimensions of the ceramic plate to be manufactured are 2 mm in thickness and 50 mm × 5 in size.
A ceramic plate having a size of about 0 mm is commercially available. In use, a ceramic plate of this size is often cut or polished to reduce the thickness.
【０００３】その他には、細いワイヤでの二次電子や制
動放射を利用して形状を算出するマルチワイヤープロポ
ーショナルチェンバーやドリフトチェンバー等の飛跡検
出器のような技術を用いる方法や、高エネルギー電子で
は蛍光を用いる方法もあるが、高エネルギー物理実験用
の高エネルギー加速器など、極めて特殊な方面での用途
に限定されている。[0003] In addition, a method using a track detector such as a multi-wire proportional chamber or a drift chamber for calculating a shape using secondary electrons or bremsstrahlung on a thin wire, or a method using a high energy electron for a high energy electron Although there is a method using fluorescence, it is limited to applications in extremely special fields such as a high energy accelerator for high energy physics experiments.
【０００４】これ以外にも、荷電粒子等のビーム状態を
検知する素子として、アルミ基板表面に陽極酸化により
アルミナ皮膜を形成し、そこにイオン加速器を用いてク
ロミウムイオンやユウロピウムイオンをドープさせた材
料を使用することも試みられているが、しかし、発光に
十分な量をドープすることが困難で、発光量等、満足な
特性が得られていない。In addition, as an element for detecting the state of a beam such as a charged particle, an alumina film is formed on the surface of an aluminum substrate by anodic oxidation, and chromium ions or europium ions are doped therewith using an ion accelerator. However, it is difficult to dope a sufficient amount for light emission, and satisfactory characteristics such as a light emission amount have not been obtained.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記のような、クロム
をドープしたα−アルミナセラミックス板（クロミウム
含有量約０．５％）においては、以下のような問題が存
在していた。 １）精度の良い測定が困難 クロムをドープしたα−アルミナセラミックス板は、セ
ラミックス粉末の成型体を焼成焼結して作られる。この
方法では製造できる板厚に限界があり、薄板を製造する
ことができない。この製造可能な膜厚の最小値としては
約１ｍｍが限界である。このように、製造されるセラミ
ックス板の板厚が１ｍｍ以上と厚い場合には、このセラ
ミックス板によって荷電粒子等のビーム状態検知をおこ
なった際に、セラミックス板中で荷電粒子等のビームの
散乱および蛍光の散乱がおきる。このため、荷電粒子等
のビーム状態検知時において、いわゆる「にじみ」が問
題になり、荷電粒子等のビームにおける位置，形状等の
状態の検知に与える誤差が大きくなり、検出精度が低下
するという問題があった。The chromium-doped α-alumina ceramic plate (chromium content about 0.5%) as described above has the following problems. 1) Difficult to measure with high accuracy The chromium-doped α-alumina ceramic plate is made by firing and sintering a molded body of ceramic powder. With this method, there is a limit to the thickness that can be produced, and a thin plate cannot be produced. The minimum value of the film thickness that can be manufactured is about 1 mm as a limit. As described above, when the thickness of the ceramic plate to be manufactured is as thick as 1 mm or more, when the beam state of the charged particles and the like is detected by the ceramic plate, scattering and scattering of the beams of the charged particles and the like in the ceramic plate are performed. Fluorescence scattering occurs. For this reason, when detecting the state of the beam of charged particles, a so-called “bleeding” becomes a problem, and the error given to the detection of the state of the position, shape, etc. of the beam of the charged particle, etc. becomes large, and the detection accuracy decreases. was there.
【０００６】２）取扱中に破損し易い 上記のような、荷電粒子等のビーム状態検出における精
度の低下を防止するために、例えば、セラミックス板の
板厚を薄く加工する等の手段が必要となる。例えば、高
エネルギー加速器で用いる場合には、通常０．５ｍｍ程
度の厚さにまで薄くすることが必要であり、さらに、特
に高い空間分解能が要求されるビームエミッタンス測定
などでは、０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ程度の厚さにまで
薄くすることが必要である。この板厚を薄くする手段と
しては、従来から、研削加工または研磨加工が採用され
ることが多かった。[0006] 2) It is easy to be damaged during handling. In order to prevent a decrease in accuracy in detecting the beam state of charged particles or the like as described above, for example, means such as processing a ceramic plate to be thin is necessary. Become. For example, when used in a high-energy accelerator, it is usually necessary to reduce the thickness to about 0.5 mm. Further, particularly in a beam emittance measurement requiring a high spatial resolution, 0.05 mm to 0 mm is required. It is necessary to reduce the thickness to about 1 mm. Conventionally, grinding or polishing has often been adopted as means for reducing the thickness of the sheet.
【０００７】しかし、α−アルミナは脆性物質であり非
常に破損し易いため、このような研削加工等をおこなっ
た場合には、作業中において破損することが多く、製造
できるセラミックス板の歩留まりが非常に悪いという問
題があった。もちろん、研削作業自体には非常に大きな
工数を要し、作業性が悪いという問題がある。また、研
削作業中での破損の他に、研削中についた傷が原因で、
セラミックス板が使用中に破損することもあるという問
題が生じていた。さらに、研削加工により薄板にした場
合には、脆性物質であるα−アルミナの強度がさらに低
下してしまい破損する場合が多くなるという問題があ
る。特に、治具への固定などのハンドリング中に破損す
ることが多かった。[0007] However, α-alumina is a brittle substance and is very susceptible to breakage. Therefore, when such grinding or the like is performed, breakage often occurs during work, and the yield of a ceramic plate that can be manufactured is extremely low. Had the problem of being bad. Of course, there is a problem that the grinding operation itself requires a very large number of steps, and the workability is poor. Also, in addition to damage during grinding work, due to scratches during grinding,
There has been a problem that the ceramic plate may be damaged during use. Further, when a thin plate is formed by grinding, there is a problem in that the strength of α-alumina, which is a brittle substance, is further reduced and damage is likely to occur. In particular, it was often damaged during handling such as fixing to a jig.
【０００８】３）電荷ビームによるチャージアップ α−アルミナは電気絶縁性が高いため、ビーム検知をお
こなう際に、荷電粒子等のビームが通過すること等や、
それ以外の原因により電荷が発生して、この電荷が逃げ
られないために、検知素子であるセラミックス板そのも
のが帯電してしまうという、チャージアップがおこる可
能性がある。このチャージアップが発生した場合には、
帯電している電荷により荷電粒子等のビームが曲げられ
てしまい、正確な検出が困難になるという問題があっ
た。これを防ぐために、表面に金属を蒸着したり、金網
を前面に貼り付ける処置をする手段が存在しているが、
上述したように、脆性を有する薄板を破損しないように
加工するには非常な労力を必要とする。3) Charge-up due to charge beam α-alumina has high electric insulation, so that beams such as charged particles pass when detecting a beam.
Charges are generated due to other causes, and since the charges cannot be escaped, there is a possibility that the ceramic plate itself, which is the detection element, is charged, that is, charge-up occurs. When this charge-up occurs,
There has been a problem that a beam of charged particles or the like is bent by the charged electric charge, making accurate detection difficult. In order to prevent this, there is a means to vapor-deposit metal on the surface or to apply a wire mesh to the front,
As described above, a great deal of labor is required to process a brittle thin plate without breaking it.
【０００９】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、以下の目的を達成しようとするものである。 荷電粒子等のビーム状態検知における精度の向上を図
ること。 ビーム検知用素子における取扱性の向上，測定作業性
の向上，適用可能な測定環境範囲の拡大、向上を図るこ
と。 製造コストの削減を図ること。The present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to achieve the following objects. To improve the accuracy in detecting the beam state of charged particles and the like. Improve the handling of the beam detection element, improve the workability of measurement, and expand and improve the applicable measurement environment range. To reduce manufacturing costs.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明のアルミニウム合
金においては、発光付活剤が添加されることにより上記
課題を解決した。本発明において、前記発光付活剤が、
Ｃｒ，Ｅｕ，Ｍｎ，Ｔｂ，Ｔｍ，Ｒｈ，Ｄｙから選択さ
れる１種または２種以上とされることが好ましい。本発
明のアルミニウム合金においては、前記発光付活剤の３
０％以上が固溶し、かつ、この発光付活剤が１５μｍを
越える金属間化合物を形成していないことが好ましい。
また、本発明のアルミニウム合金において、前記発光付
活剤の添加される添加領域が、前記アルミニウム合金全
体に設定される手段か、前記アルミニウム合金の一部分
に設定される手段、または、前記アルミニウム合金の表
面付近に設定される手段を採用することもできる。In the aluminum alloy of the present invention, the above-mentioned problem has been solved by adding a light-emitting activator. In the present invention, the luminescent activator is
It is preferable to use one or more selected from Cr, Eu, Mn, Tb, Tm, Rh, and Dy. In the aluminum alloy of the present invention, the light emitting activator 3
It is preferable that 0% or more form a solid solution and that the luminescence activator does not form an intermetallic compound exceeding 15 μm.
Further, in the aluminum alloy of the present invention, the addition region to which the light-emitting activator is added is a means set to the entire aluminum alloy, a means set to a part of the aluminum alloy, or a part of the aluminum alloy. Means set near the surface may be employed.
【００１１】本発明のビーム検知用素子においては、前
記アルミニウム合金からなるアルミニウム基体表面に、
発光付活剤の添加されたα−アルミナを含有する陽極酸
化皮膜が形成されてなることにより上記課題を解決し
た。本発明のビーム検知用素子において、前記発光付活
剤が、Ｃｒ，Ｅｕ，Ｍｎ，Ｔｂ，Ｔｍ，Ｒｈ，Ｄｙから
選択される１種または２種以上とされることが好まし
い。また、本発明のビーム検知用素子において、前記発
光付活剤が前記アルミニウム基体に添加される添加領域
が、前記アルミニウム基体全体に設定される手段か、前
記アルミニウム基体の一部分に設定される手段、また
は、前記アルミニウム基体の表面付近に設定される手段
を採用することもできる。本発明において、前記添加領
域が前記アルミニウム基体の表面付近に設定される際、
この添加領域の厚みを、α−アルミナを含有する陽極酸
化皮膜が形成される膜厚より厚く設定することが好まし
い。また、このα−アルミナを含有する陽極酸化皮膜が
形成される膜厚を、０．１μｍ〜１００μｍの範囲に設
定することが好ましい。このα−アルミナを含有する陽
極酸化皮膜が形成される膜厚を、０．１μｍより小さい
値に設定すると発光強度が不足し、１００μｍより大き
い値に設定すると膜厚が不均一になり発光むらを起こす
とともに、「にじみ」を生じる可能性がある。本発明に
おける前記アルミニウム基体が、前記アルミニウム合金
からなるアルミニウム基板とされてもよい。In the beam detecting element of the present invention, the surface of the aluminum base made of the aluminum alloy is
The above problem was solved by forming an anodic oxide film containing α-alumina to which a light emission activator was added. In the beam detecting element of the present invention, it is preferable that the light-emitting activator is one or more selected from Cr, Eu, Mn, Tb, Tm, Rh, and Dy. Further, in the beam detecting element of the present invention, an addition region in which the light emission activator is added to the aluminum substrate, a unit that is set on the entire aluminum substrate, or a unit that is set on a part of the aluminum substrate, Alternatively, means set near the surface of the aluminum base may be employed. In the present invention, when the addition region is set near the surface of the aluminum substrate,
It is preferable that the thickness of the addition region is set to be larger than the thickness at which the anodic oxide film containing α-alumina is formed. Further, it is preferable that the film thickness on which the anodic oxide film containing α-alumina is formed is set in the range of 0.1 μm to 100 μm. When the film thickness at which the anodic oxide film containing α-alumina is formed is set to a value smaller than 0.1 μm, the light emission intensity becomes insufficient, and when the film thickness is set to a value larger than 100 μm, the film thickness becomes non-uniform and uneven light emission occurs. May cause "bleeding". The aluminum substrate in the present invention may be an aluminum substrate made of the aluminum alloy.
【００１２】本発明の放射線検知用素子の製造方法にお
いては、発光付活剤の添加されたアルミニウム合金から
なるアルミニウム基体を製造する工程と、前記アルミニ
ウム基体の表面にα−アルミナを含有する陽極酸化皮膜
を形成する工程とを有することにより上記課題を解決し
た。本発明の放射線検知用素子の製造方法においては、
前記発光付活剤の添加されたアルミニウム基体を製造す
る工程において、前記発光付活剤がアルミニウム基体に
添加される添加領域を、前記アルミニウム基体全体に設
定するか、前記アルミニウム基体の一部分に設定する
か、または、前記アルミニウム基体の表面付近に設定す
ることを選択することができる。このとき、前記添加領
域を、前記アルミニウム基体全体に設定する際には、前
記発光付活剤の添加されたアルミニウム溶湯を冷却して
鋳塊とし、面削、圧延および熱処理等の加工処理により
所望の形状、金属組織を有し、前記発光付活剤が前記ア
ルミニウム基体全体に添加されたアルミニウム基体を製
造する技術か、または、前記添加領域を、前記アルミニ
ウム基体の表面付近に設定する際には、加工処理により
所望の形状、金属組織を有するアルミニウム基体にイオ
ン注入等により、前記発光付活剤が前記アルミニウム基
体の表面付近のみに添加されるアルミニウム基体を製造
する技術を選択することができる。In the method of manufacturing a radiation detecting element according to the present invention, a step of manufacturing an aluminum substrate made of an aluminum alloy to which a light-emitting activator is added, and a step of anodic oxidation containing α-alumina on the surface of the aluminum substrate The above problem was solved by having a step of forming a film. In the method for producing a radiation detecting element of the present invention,
In the step of manufacturing the aluminum substrate to which the light-emitting activator is added, an addition region where the light-emitting activator is added to the aluminum substrate is set on the entire aluminum substrate or on a part of the aluminum substrate. Alternatively, it can be selected to set near the surface of the aluminum base. At this time, when the addition region is set in the entire aluminum substrate, the molten aluminum to which the luminescent activator is added is cooled to form an ingot, and the molten aluminum is desirably processed by processing such as face milling, rolling, and heat treatment. When the technique of manufacturing an aluminum substrate having the shape and metal structure, and the luminescence activator is added to the entire aluminum substrate, or when the addition region is set near the surface of the aluminum substrate, It is possible to select a technique for manufacturing an aluminum substrate in which the luminescent activator is added only near the surface of the aluminum substrate by ion implantation or the like into an aluminum substrate having a desired shape and metal structure by processing.
【００１３】本発明の放射線検知用素子の製造方法にお
いて、アルミニウム基体への前記発光付活剤の添加量
が、アルミニウム基体における前記発光付活剤の添加さ
れた添加領域において（その総量では）０．０１％〜５
％の範囲に設定され、Ｃｒでは０．１％〜１．０％，Ｅ
ｕでは０．０１％〜１．０％，Ｍｎでは０．１％〜５．
０％，Ｔｂでは０．０１％〜１．０％，Ｔｍでは０．０
１％〜１％，Ｒｈでは０．０１％〜１．０％，Ｄｙでは
０．０１％〜１．０％の範囲に設定されることが好まし
く、添加量が上記の値より少ない場合には発光強度が不
足し、また、添加量が上記の値より多い場合にはアルミ
ニウム合金中の添加元素の不均一分散による発光むらを
生じたり発光強度が強くなりすぎてハレーションを起こ
す可能性がある。ここで、上記の添加量の値は、重量％
とされる。In the method of manufacturing a radiation detecting element according to the present invention, the amount of the light-emitting activator added to the aluminum substrate is 0 (in the total amount) in the addition region of the aluminum substrate to which the light-emitting activator is added. .01% -5
%, And 0.1% to 1.0% for Cr, E
u: 0.01% to 1.0%, Mn: 0.1% to 5.
0%, 0.01% to 1.0% for Tb, 0.0% for Tm
It is preferable that the amount is set in the range of 1% to 1%, 0.01% to 1.0% for Rh, and 0.01% to 1.0% for Dy. If the light emission intensity is insufficient and the addition amount is larger than the above value, uneven light emission due to the non-uniform dispersion of the added element in the aluminum alloy may occur, or the light emission intensity may become too strong to cause halation. Here, the value of the above-mentioned addition amount is represented by weight%.
It is said.
【００１４】また、α−アルミナ酸化皮膜を形成するに
は、アルミニウム基体表面に通常の非晶質陽極酸化皮膜
を生成したのち、重硫酸塩浴で陽極酸化し、前記酸化皮
膜をα−転移させることや、または、アルミニウム基体
表面に通常の陽極酸化皮膜を生成したのち、炭酸塩また
は炭酸塩に有機酸，無機酸あるいはこれらの塩の少なく
とも一つを加えてなる浴中で、３０℃〜８０℃、７０Ｖ
〜２００Ｖの電解条件でさらに陽極酸化して酸化皮膜を
結晶のγ−アルミナとし、ついでまたこれを重硫酸塩浴
で陽極酸化し、結晶質α−アルミナに転移させる技術を
適用することができる。Further, in order to form an α-alumina oxide film, a normal amorphous anodic oxide film is formed on the surface of an aluminum substrate, and then anodized in a bisulfate bath to α-transfer the oxide film. After forming an ordinary anodic oxide film on the surface of the aluminum substrate, or in a bath formed by adding an organic acid, an inorganic acid or at least one of these salts to a carbonate or a carbonate, the temperature is 30 ° C. to 80 ° C. ° C, 70V
A technique can be applied in which anodization is further performed under electrolytic conditions of up to 200 V to turn the oxide film into crystalline γ-alumina, which is then anodized in a bisulfate bath to transfer to crystalline α-alumina.
【００１５】ここで、通常の陽極酸化皮膜には多孔質陽
極酸化皮膜とバリヤー型陽極酸化皮膜とがあるが、多孔
質酸化皮膜の形成は、硫酸、シュウ酸、クロム酸、リン
酸、あるいはこれらの混酸などの酸性電解浴中、あるい
はアルカリ電解浴中でアルミニウムを陽極酸化すること
によっておこなう。その他、硫酸、シュウ酸、またはこ
れらの混酸による低温硬質皮質、５−スルホサリチル
酸、４−スルホフタル酸、シュウ酸、マロン酸などの有
機酸の混酸による電解発色皮膜などによってもおこな
う。なお、これらの皮膜生成においては、直流、交流、
交流重畳、パルス、ＰＲ、不完全整流などの電源波形に
より皮膜を形成する。バリヤー型陽極酸化皮膜の形成
は、ホウ酸やホウ酸アンモニウムなどの中性水溶液中で
の陽極酸化によりおこなう。Here, the ordinary anodic oxide film includes a porous anodic oxide film and a barrier type anodic oxide film, and the porous oxide film is formed by sulfuric acid, oxalic acid, chromic acid, phosphoric acid, or any of these. By anodizing aluminum in an acidic electrolytic bath such as a mixed acid or an alkaline electrolytic bath. In addition, a low-temperature hard cortex made of sulfuric acid, oxalic acid, or a mixed acid thereof, or an electrolytic color-developing film made of a mixed acid of an organic acid such as 5-sulfosalicylic acid, 4-sulfophthalic acid, oxalic acid, and malonic acid can be used. In the formation of these films, DC, AC,
A film is formed by a power supply waveform such as AC superposition, pulse, PR, and incomplete rectification. The barrier type anodic oxide film is formed by anodic oxidation in a neutral aqueous solution such as boric acid or ammonium borate.
【００１６】本発明により提供するビーム検知用素子
は、電子，プロトン等の荷電粒子や、紫外線，Ｘ線，γ
線，レーザー光等の電磁波などのビームの断面形状や断
面の粒子密度分布（強度分布）を測定するビームモニタ
ー装置であるビーム形状検知装置（ＢＰＭ；Beam Profi
le Moniterビーム・プロファイル・モニタ）に用いられ
て、基体がアルミニウム板で、そのアルミニウム板表面
にクロムなどの発光付活剤を含有するα−アルミナの薄
い陽極酸化皮膜が形成されたものである。このビーム検
知用素子は、荷電粒子等のビームがビーム検知用素子に
入射すると、入射部分においてドープされているクロム
などの発光付活剤が励起されて蛍光を放射するため、こ
の蛍光をモニターすることにより、荷電粒子等のビーム
における位置、形状等を検知することができる。The beam detecting element provided by the present invention includes charged particles such as electrons and protons, ultraviolet rays, X-rays, and γ.
Beam Profile Detector (BPM; Beam Profi) is a beam monitor that measures the cross-sectional shape of particles such as electromagnetic waves such as rays and laser light and the particle density distribution (intensity distribution) of the cross-section.
le Moniter beam profile monitor), in which a substrate is an aluminum plate, and a thin anodic oxide film of α-alumina containing a luminescence activator such as chromium is formed on the surface of the aluminum plate. When a beam such as charged particles is incident on the beam detecting element, the light emitting activator such as chromium doped in the incident portion is excited and emits fluorescent light. This makes it possible to detect the position, shape, and the like in the beam of charged particles and the like.
【００１７】ここで、ビームを検知するα−アルミナ皮
膜が、高エネルギー荷電粒子をほとんど散乱しないアル
ミニウム合金からなるアルミニウム基体に形成されてい
るため、アルミニウム基体によるビーム散乱の影響が無
視できる状態においてビーム検知が可能で、かつ、α−
アルミナ皮膜が充分に薄いので、ビームの散乱による
「にじみ」の発生はない。 また、α−アルミナ皮膜は
靭性に富んだアルミニウム基体上に形成されており、こ
れらα−アルミナ皮膜とアルミニウム基体との密着性が
優れているため、α−アルミナ皮膜が剥離、破損するこ
とはない。また、α−アルミナ皮膜を形成する前にアル
ミニウム基体の機械加工をおこなうが、アルミニウムは
機械加工性に非常に優れており、任意の形状に加工する
ことは容易である。また、α−アルミナ皮膜が電気伝導
性および熱伝導性を有するアルミニウム基体上に形成さ
れているため、アルミニウム基体を介してα−アルミナ
皮膜の電荷および熱を逃がすことができる。Here, since the α-alumina film for detecting the beam is formed on an aluminum substrate made of an aluminum alloy that hardly scatters high-energy charged particles, the beam is irradiated in a state where the influence of the beam scattering by the aluminum substrate can be neglected. Detection is possible and α-
Since the alumina film is sufficiently thin, there is no occurrence of “bleeding” due to beam scattering. The α-alumina film is formed on a highly tough aluminum substrate, and the α-alumina film has excellent adhesion between the aluminum substrate and the α-alumina film. . Before the formation of the α-alumina film, the aluminum substrate is machined. Aluminum is extremely excellent in machinability and can be easily machined into an arbitrary shape. Further, since the α-alumina film is formed on an aluminum substrate having electric conductivity and heat conductivity, the charge and heat of the α-alumina film can be released through the aluminum substrate.
【００１８】本発明により提供するビーム検知用素子の
製造方法は、クロムなどの発光付活剤をあらかじめ合金
元素としてアルミニウムに添加しておき、このアルミニ
ウム合金を陽極酸化することによりα−アルミナ皮膜を
生成させることで、ビームを検知するα−アルミナ皮膜
と、高エネルギー荷電粒子をほとんど散乱しないアルミ
ニウム基体とを一体に形成することができる。このた
め、アルミニウム基体に添加する発光付活剤の種類およ
び添加量，α−アルミナ皮膜の膜厚を適切に設定するこ
とにより、発光効率が高く、かつ「にじみ」のない定量
的な発光を得ることができる。また、発光付活剤が均一
に分布されているので、発光むらがない。また、非常に
加工性に優れ、圧延、絞り、プレス、切断、切削などの
機械加工により任意の厚さおよび任意の形状に容易に加
工できる金属のアルミニウム基体に、α−アルミナ皮膜
を生成するため、任意の形状のビーム検知素子ができ
る。また、α−アルミナ皮膜が靭性に富んだアルミニウ
ム基体に形成され、かつ、密着性がよいため、α−アル
ミナ皮膜を生成した後に加工する際にも、剥離、破損す
ることを防止できる。The method for manufacturing a beam detecting element provided by the present invention is characterized in that a luminescence activator such as chromium is added to aluminum in advance as an alloy element, and the aluminum alloy is anodized to form an α-alumina film. By generating, an α-alumina film for detecting a beam and an aluminum substrate that hardly scatters high-energy charged particles can be integrally formed. Therefore, by appropriately setting the type and amount of the light-emitting activator added to the aluminum substrate and the film thickness of the α-alumina film, a high light-emitting efficiency and quantitative light emission without “bleeding” can be obtained. be able to. Further, since the light-emitting activator is uniformly distributed, there is no uneven light emission. In addition, to produce an α-alumina film on a metal aluminum substrate which is extremely excellent in workability and can be easily processed into any thickness and any shape by mechanical processing such as rolling, drawing, pressing, cutting and cutting. Thus, a beam detecting element having an arbitrary shape can be obtained. Further, since the α-alumina film is formed on the tough aluminum substrate and has good adhesion, peeling and breakage can be prevented even when the α-alumina film is processed after being formed.
【００１９】また、前記添加領域を前記アルミニウム基
体全体に設定し、発光付活剤添加アルミニウム合金を調
製する工程と、このアルミニウム合金を所定の形状のア
ルミニウム基体に加工する工程と、非晶質陽極酸化皮膜
を形成する工程と、結晶化陽極酸化によりα−アルミナ
皮膜を形成する工程とにより製造することができる。こ
こで、アルミニウム基体に非晶質陽極酸化皮膜を形成さ
せずに、陽極酸化によりα−アルミナ皮膜を直接形成さ
せてもよく、製造工程を削減することができる。また、
前記添加領域を前記アルミニウム基体の表面付近に設定
し、アルミニウム基体を加工する工程と、イオン注入等
により基体アルミニウム上に発光付活剤をドープして、
合金層をアルミニウム表面に形成させて添加領域を形成
する工程と、非晶質陽極酸化皮膜を形成する工程と、結
晶化陽極酸化によりα−アルミナ皮膜を形成する工程と
により製造することができる。ここで、アルミニウム基
体に非晶質陽極酸化皮膜を形成させずに、陽極酸化によ
りα−アルミナ皮膜を直接形成させてもよく、製造工程
を削減することができる。A step of preparing the aluminum alloy containing the light-emitting activator by setting the addition region on the entire aluminum substrate; a step of processing the aluminum alloy into an aluminum substrate having a predetermined shape; It can be manufactured by a step of forming an oxide film and a step of forming an α-alumina film by crystallization anodization. Here, the α-alumina film may be directly formed by anodic oxidation without forming the amorphous anodic oxide film on the aluminum substrate, so that the number of manufacturing steps can be reduced. Also,
The addition region is set near the surface of the aluminum substrate, a step of processing the aluminum substrate, and doping a luminescence activator on the aluminum substrate by ion implantation or the like,
It can be manufactured by a process of forming an addition region by forming an alloy layer on an aluminum surface, a process of forming an amorphous anodic oxide film, and a process of forming an α-alumina film by crystallization anodic oxidation. Here, the α-alumina film may be directly formed by anodic oxidation without forming the amorphous anodic oxide film on the aluminum substrate, so that the number of manufacturing steps can be reduced.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るアルミニウム
合金とこれを用いたビーム検知用素子およびその製造方
法の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of an aluminum alloy according to the present invention, a beam detecting element using the same, and a method of manufacturing the same will be described with reference to the drawings.
【００２１】本実施形態のビーム検知用素子は、概略説
明すると、電子，プロトン等の荷電粒子や、紫外線，Ｘ
線，γ線，レーザー光等の電磁波などのビームの断面形
状や断面の粒子密度分布（強度分布）を測定するビーム
モニター装置であるビーム形状検知装置（ＢＰＭ；Beam
Profile Moniterビーム・プロファイル・モニタ）に用
いられるものとされて、発光付活剤の添加されたアルミ
ニウム合金からなるアルミニウム基体表面に、発光付活
剤の添加されたα−アルミナを含有する陽極酸化皮膜が
形成されてなるものである。The beam detecting element according to the present embodiment can be briefly described as follows: charged particles such as electrons and protons;
Beam Shape Detector (BPM; Beam) is a beam monitor that measures the cross-sectional shape of a beam such as electromagnetic waves such as X-rays, γ-rays, and laser beams, and the particle density distribution (intensity distribution) of the cross-section.
Anodized film containing α-alumina with light-emitting activator on the surface of an aluminum substrate made of an aluminum alloy with light-emitting activator, which is used for Profile Monitor (beam profile monitor) Are formed.
【００２２】ここで、前記アルミニウム基体は、その厚
さが例えば５．０ｍｍ以下に設定された板体とされ、よ
り好ましくは、その厚さが０．０１ｍｍ〜２．０ｍｍと
される。このアルミニウム基板は、その全体に前記発光
付活剤を添加されて、添加領域が、アルミニウム基体全
体に設定されている。この発光付活剤は、Ｃｒ，Ｅｕ，
Ｍｎ，Ｔｂ，Ｔｍ，Ｒｈ，Ｄｙから選択される１種また
は２種以上とされることが好ましく、アルミニウム基体
への前記発光付活剤の添加量が、０．０１％〜５％の範
囲に設定され、Ｃｒでは０．１％〜１．０％，Ｅｕでは
０．０１％〜１．０％，Ｍｎでは０．１％〜５．０％，
Ｔｂでは０．０１％〜１．０％，Ｔｍでは０．０１％〜
１％，Ｒｈでは０．０１％〜１．０％，Ｄｙでは０．０
１％〜１．０％の範囲に設定されることが好ましい。こ
こで、上記の添加量の値は、重量％とされる。発光付活
剤の添加量が上記の値より少ない場合には、後述するよ
うに、荷電粒子等のビームがビーム検知用素子に入射し
た場合に、入射部分において発光付活剤が励起されて放
射する蛍光の発光強度が不足し検知感度が低下するため
好ましくなく、また、添加量が上記の値より多い場合に
は、アルミニウム合金中の添加元素が不均一分散するこ
とによって、発光むらを生じたり発光強度が強くなりす
ぎてハレーションを起こす可能性があるため好ましくな
い。Here, the aluminum base is a plate having a thickness of, for example, 5.0 mm or less, and more preferably, 0.01 to 2.0 mm in thickness. The aluminum substrate has the light-emitting activator added to the entire surface, and the addition region is set on the entire aluminum substrate. This luminescence activator is composed of Cr, Eu,
It is preferable to use one or more selected from Mn, Tb, Tm, Rh, and Dy, and the addition amount of the luminescence activator to the aluminum substrate is in the range of 0.01% to 5%. 0.1% to 1.0% for Cr, 0.01% to 1.0% for Eu, 0.1% to 5.0% for Mn,
0.01% ~ 1.0% for Tb, 0.01% ~ for Tm
1%, 0.01% to 1.0% for Rh, 0.0 for Dy
Preferably, it is set in the range of 1% to 1.0%. Here, the value of the above-mentioned addition amount is taken as weight%. When the addition amount of the light-emitting activator is smaller than the above value, as described later, when a beam such as a charged particle is incident on the beam detecting element, the light-emitting activator is excited and radiated at the incident portion. It is not preferable because the light emission intensity of the fluorescent light is insufficient and the detection sensitivity is lowered, and when the added amount is larger than the above value, the added element in the aluminum alloy is non-uniformly dispersed, which may cause uneven light emission. It is not preferable because the emission intensity becomes too strong and halation may occur.
【００２３】アルミニウム基体にα−アルミナを含有す
る陽極酸化皮膜が形成される膜厚が、０．１μｍ〜１０
０μｍの範囲に設定されることが好ましい。ここで、α
−アルミナを含有する陽極酸化皮膜が形成される膜厚
を、０．１μｍより小さい値に設定すると、後述するよ
うに、荷電粒子等のビームがビーム検知用素子に入射し
た場合に入射部分において発光付活剤が励起されて放射
する蛍光の発光強度が不足し検知感度が低下するため好
ましくなく、また、１００μｍより大きい値に設定する
と膜厚が不均一になり、発光むらや「にじみ」を生じて
検知感度が低下する可能性があるため好ましくない。The thickness of the aluminum substrate on which the anodic oxide film containing α-alumina is formed is 0.1 μm to 10 μm.
It is preferable that the distance is set in the range of 0 μm. Where α
When the thickness of the anodic oxide film containing alumina is set to a value smaller than 0.1 μm, as described later, when a beam of charged particles or the like is incident on the beam detecting element, light is emitted at an incident portion. When the activator is excited, the emission intensity of the emitted fluorescent light is insufficient and the detection sensitivity is lowered, which is not preferable. Also, when the value is set to a value larger than 100 μm, the film thickness becomes non-uniform, and uneven light emission and “bleeding” occur. Therefore, the detection sensitivity may be lowered, which is not preferable.
【００２４】このビーム検知用素子は、荷電粒子等のビ
ームがビーム検知用素子に入射すると、入射部分におい
てドープされているクロムなどの発光付活剤が励起され
て蛍光を放射するため、この蛍光をモニターすることに
より、荷電粒子等のビームにおける位置、形状等を検知
することができる。ここで、ビームを検知するα−アル
ミナ皮膜が、高エネルギー荷電粒子をほとんど散乱しな
いアルミニウム基体に形成されているため、アルミニウ
ム基体によるビーム散乱の影響が無視できる状態におい
てビーム検知が可能である。In the beam detecting element, when a beam of charged particles or the like enters the beam detecting element, a luminescent activator such as chromium doped at an incident portion is excited to emit fluorescent light. Can be used to detect the position, shape, and the like in the beam of charged particles and the like. Here, since the α-alumina coating for detecting the beam is formed on the aluminum substrate that hardly scatters the high-energy charged particles, the beam can be detected in a state where the influence of the beam scattering by the aluminum substrate can be ignored.
【００２５】次に、本実施形態におけるビーム検知用素
子の製造方法を、図面に基づいて説明する。図１は本実
施形態のビーム検知用素子の製造方法における作業工程
を示すフローチャートである。Next, a method for manufacturing a beam detecting element according to this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart showing the working steps in the method for manufacturing a beam detecting element of the present embodiment.
【００２６】図１に示すように、本実施形態の製造方法
を概略説明すると、発光付活剤の添加されたアルミニウ
ム基体を製造する工程（Ｓ１：発光付活剤添加アルミニ
ウム基体製造工程）と、前記アルミニウム基体の表面に
α−アルミナを含有する陽極酸化皮膜を形成する工程
（Ｓ２：α−アルミナ皮膜形成工程）とを有する。As shown in FIG. 1, the manufacturing method of the present embodiment will be described in brief. A step of manufacturing an aluminum substrate to which a light-emitting activator is added (S1: a step of manufacturing an aluminum substrate with light-emitting activator); Forming an anodic oxide film containing α-alumina on the surface of the aluminum substrate (S2: α-alumina film forming step).
【００２７】図１にステップＳ１で示す発光付活剤添加
アルミニウム基体製造工程においては、図１にステップ
Ｓ１１で示すように、前記発光付活剤がアルミニウム基
体に添加される添加領域を、前記アルミニウム基体全体
に設定し、下記のような添加量として設定された前記発
光付活剤をアルミニウム溶湯に添加して、このアルミニ
ウム溶湯を冷却して鋳塊とする工程（発光付活性剤添加
アルミニウム合金の調製）と、図１にステップＳ１２で
示すように、このように調整されたアルミニウム合金
を、面削、圧延および熱処理等の加工処理により上述の
ような形状、金属組織を有し、前記発光付活剤が前記ア
ルミニウム基体全体に添加されたアルミニウム基体を製
造する工程（アルミニウム基体加工製造）とを有する。In the step of manufacturing the aluminum substrate with the light-emitting activator shown in step S1 in FIG. 1, as shown in step S11 in FIG. A step of adding the luminescent activator set to the entire substrate and set in the following addition amount to the molten aluminum and cooling the molten aluminum to form an ingot (a step of producing the luminescent activator-added aluminum alloy) Preparation), and as shown in step S12 in FIG. 1, the aluminum alloy thus adjusted has the above-described shape and metal structure by processing such as face milling, rolling, and heat treatment. Producing an aluminum substrate in which an activator is added to the entire aluminum substrate (aluminum substrate processing production).
【００２８】発光付活性剤添加アルミニウム合金の調製
Ｓ１１では、アルミニウム合金への発光付活剤の添加量
が、Ｃｒでは０．１〜１．０％，Ｅｕは０．０１〜ｌ．
０％，Ｍｎは０．１〜５．０％，Ｔｂは０．０１〜１．
０％，Ｔｍは０．０１％〜１％，Ｒｈは０．０１〜１．
０％，Ｄｙは０．０１〜１．０％の範囲のアルミニウム
合金を調製する。添加元素はアルミニウム合金中に固溶
された状態あるいは析出物、金属間化合物として存在す
るが、アルミニウム合金内に均一分散するように調製す
る。この際、添加元素の３０％以上が固溶し、かつ添加
元素が１５μｍを越える金属間化合物を形成していない
ことが望ましい。また、添加元素を２種類以上添加して
アルミニウム合金を調製してもよい。アルミニウム基体
加工製造Ｓ１２では、合金元素を添加したアルミニウム
溶湯を冷却して鋳塊とし、面削、圧延および熱処理によ
り所望の厚さ、金属組織のアルミニウム合金板を得る。
元素の種類により添加量、溶湯から鋳塊製造時の冷却速
度、熱間圧延あるいは冷間圧延の組み合わせおよびその
間の熱処理など、最適な条件を選択する。Preparation of Aluminum Alloy Added with Light-Emitting Activator In step S11, the amount of the light-emitting activator added to the aluminum alloy is 0.1 to 1.0% for Cr and 0.01 to 1.0% for Eu.
0%, Mn is 0.1-5.0%, Tb is 0.01-1.
0%, Tm: 0.01% to 1%, Rh: 0.01 to 1.
0%, Dy prepares an aluminum alloy in the range of 0.01 to 1.0%. The additive element exists in a solid solution state, a precipitate, or an intermetallic compound in the aluminum alloy, but is prepared so as to be uniformly dispersed in the aluminum alloy. At this time, it is preferable that 30% or more of the additional element is in solid solution and that the additional element does not form an intermetallic compound exceeding 15 μm. Further, an aluminum alloy may be prepared by adding two or more kinds of additive elements. In aluminum substrate processing manufacture S12, the molten aluminum to which the alloy element is added is cooled to form an ingot, and an aluminum alloy plate having a desired thickness and a metal structure is obtained by face milling, rolling, and heat treatment.
Optimum conditions are selected depending on the type of element, such as the amount of addition, the cooling rate when producing an ingot from the molten metal, the combination of hot rolling or cold rolling, and the heat treatment during that time.
【００２９】また、図１にステップＳ２で示すα−アル
ミナ皮膜形成工程においては、図１にステップＳ２１で
示すように、上記に製造したアルミニウム基体表面に通
常の陽極酸化皮膜を生成し（非晶質陽極酸化皮膜形
成）、その後、図１にステップＳ２２で示すように、重
硫酸塩浴で陽極酸化し、前記酸化皮膜をα−転移させる
（陽極酸化によるα−アルミナ皮膜形成）ことができ
る。ここで、ステップＳ２１の非晶質陽極酸化皮膜形成
における、通常の陽極酸化皮膜には多孔質陽極酸化皮膜
とバリヤー型陽極酸化皮膜とがあるが、多孔質酸化皮膜
の形成は、硫酸、シュウ酸、クロム酸、リン酸、あるい
はこれらの混酸などの酸性電解浴中、あるいはアルカリ
電解浴中でアルミニウムを陽極酸化することによってお
こなう。その他、硫酸、シュウ酸、またはこれらの混酸
による低温硬質皮質、５−スルホサリチル酸、４−スル
ホフタル酸、シュウ酸、マロン酸などの有機酸の混酸に
よる電解発色皮膜などによってもおこなう。なお、これ
らの皮膜生成においては、直流、交流、交流重畳、パル
ス、ＰＲ、不完全整流などの電源波形により皮膜を形成
する。バリヤー型陽極酸化皮膜の形成は、ホウ酸やホウ
酸アンモニウムなどの中性水溶液中での陽極酸化により
おこなう。上記のα−アルミナ皮膜形成工程Ｓ２におい
て、浴組成、電圧、電流、温度、電解時間等の電解条件
を適切に設定することにより、生成されるα−アルミナ
皮膜の組織状態、膜厚等を所定の状態に設定することが
できる。In the α-alumina film forming step shown in step S2 in FIG. 1, as shown in step S21 in FIG. 1, a normal anodic oxide film is formed on the surface of the aluminum substrate produced above (amorphous film). Thereafter, as shown in step S22 in FIG. 1, anodization is performed in a bisulfate bath to α-transform the oxide film (α-alumina film formation by anodic oxidation). Here, in the formation of the amorphous anodic oxide film in step S21, there are a porous anodic oxide film and a barrier type anodic oxide film as the normal anodic oxide film. This is performed by anodizing aluminum in an acidic electrolytic bath such as chromic acid, phosphoric acid, or a mixed acid thereof, or in an alkaline electrolytic bath. In addition, a low-temperature hard cortex made of sulfuric acid, oxalic acid, or a mixed acid thereof, or an electrolytic color-developing film made of a mixed acid of an organic acid such as 5-sulfosalicylic acid, 4-sulfophthalic acid, oxalic acid, and malonic acid can be used. In forming these films, the films are formed by a power supply waveform such as DC, AC, AC superposition, pulse, PR, and incomplete rectification. The barrier type anodic oxide film is formed by anodic oxidation in a neutral aqueous solution such as boric acid or ammonium borate. In the above α-alumina film forming step S2, by appropriately setting the electrolysis conditions such as bath composition, voltage, current, temperature, electrolysis time, etc., the structure state, film thickness, etc. of the generated α-alumina film are determined. Can be set to the state.
【００３０】非晶質陽極酸化皮膜形成Ｓ２１では、アル
ミ板を硫酸、修酸、燐酸、クロム酸など酸性電解浴中、
あるいは水酸化ナトリクム、炭酸ナトリウムなどアルカ
リ浴中で、常法により多孔質陽極酸化皮膜を形成させ
る。電解質の種類や電解液濃度、浴温、電流密度、電解
時間を適切な条件に設定し、膜厚１〜１００μｍの多孔
質陽極酸化皮膜を得る。例えば、１５℃、１５ｗｔ％硫
酸電解液中で、３Ａ／ｄｍ2 ×３０ｍｉｎの陽極酸化に
より膜厚３０μｍの皮膜を得る。バリヤー型陽極酸化皮
膜の形成は、ホウ酸やホウ酸アンモニウムなどの中性水
溶液中での陽極酸化によりおこなう。例えば、４０℃、
３重量％ホウ酸アンモニウム水溶液中で、５０ｍＡ／ｄ
ｍ2 ×１０ｍｉｎの電解で５００Ｖまで陽極酸化し、膜
厚０．５μｍの皮膜が得られる。In the formation of the amorphous anodic oxide film S21, the aluminum plate is placed in an acidic electrolytic bath such as sulfuric acid, oxalic acid, phosphoric acid, and chromic acid.
Alternatively, a porous anodic oxide film is formed by an ordinary method in an alkaline bath such as sodium hydroxide or sodium carbonate. The type of the electrolyte, the concentration of the electrolyte, the bath temperature, the current density, and the electrolysis time are set to appropriate conditions to obtain a porous anodic oxide film having a thickness of 1 to 100 μm. For example, a film having a thickness of 30 μm is obtained by anodic oxidation at 15 ° C. and 15 wt% sulfuric acid electrolyte at 3 A / dm 2 × 30 min. The barrier type anodic oxide film is formed by anodic oxidation in a neutral aqueous solution such as boric acid or ammonium borate. For example, at 40 ° C.
50 mA / d in a 3% by weight aqueous solution of ammonium borate
Anodization is performed up to 500 V by electrolysis of m 2 × 10 min to obtain a film having a thickness of 0.5 μm.
【００３１】陽極酸化によるα−アルミナ皮膜形成Ｓ２
２において、生成された皮膜の結晶構造としては、α−
アルミナ単独の場合の他に非晶質−アルミナ、あるいは
γ−アルミナと共存した状態でもよい。ただし、α−ア
ルミナ結晶が皮膜内に均一に分布していることが望まれ
る。ここで、電解液には重硫酸塩を溶融させて用いる。
この溶融塩中で試料アルミニウム合金板を陽極として電
解を行い、α−アルミナ皮膜を形成する。重硫酸塩の種
類としては、重硫酸水素ナトリウム，重硫酸水素カリウ
ム，重硫酸水素カルシウム、重硫酸水素ストロンチウ
ム，重硫酸アンモニウムなど重硫酸のアルカリ金属塩、
アルカリ土類金属、アンモニウム塩を用いるか、これら
の重硫酸塩を２種類以上混合して用いてもよい。例えば
重硫酸ナトリウムと重硫酸アンモニウムを１：１（モル
比）の比率で混合し、加熱して溶融し、温度１７０℃で
陽極酸化を行う。電解は試料を陽極として、電流密度
０．５〜３Ａ／ｄｍ２×数十分，電圧０〜２００Ｖで直
流電解を行う。電解浴の種類は重硫酸溶融塩の他に、電
解中に火花放電をしながら陽極酸化が進行するものが適
用される。Formation of α-alumina film by anodic oxidation S2
2, the crystal structure of the formed film is α-
In addition to the case of using alumina alone, it may be in a state of coexisting with amorphous-alumina or γ-alumina. However, it is desired that α-alumina crystals are uniformly distributed in the film. Here, bisulfate is melted and used for the electrolytic solution.
Electrolysis is performed in this molten salt using the sample aluminum alloy plate as an anode to form an α-alumina film. Examples of the type of bisulfate include alkali metal salts of bisulfuric acid such as sodium hydrogen bisulfate, potassium hydrogen bisulfate, calcium hydrogen bisulfate, strontium hydrogen bisulfate, and ammonium bisulfate;
Alkaline earth metals and ammonium salts may be used, or two or more of these bisulfates may be used in combination. For example, sodium bisulfate and ammonium bisulfate are mixed at a ratio of 1: 1 (molar ratio), melted by heating, and anodized at a temperature of 170 ° C. In the electrolysis, DC electrolysis is performed at a current density of 0.5 to 3 A / dm2 × several tens of minutes and a voltage of 0 to 200 V using the sample as an anode. As the type of the electrolytic bath, one in which anodic oxidation proceeds while spark discharge occurs during electrolysis in addition to the bisulfuric acid molten salt is applied.
【００３２】このようなビーム検知用素子の製造方法に
よれば、クロムなどの発光付活剤をあらかじめ合金元素
としてアルミニウムに添加しておき、このアルミニウム
合金を陽極酸化することによりα−アルミナ皮膜を生成
させることで、ビームを検知するα−アルミナ皮膜と、
高エネルギー荷電粒子をほとんど散乱しないアルミニウ
ム基体とを一体に形成することができる。このため、ア
ルミニウム基体に添加する発光付活剤の種類および添加
量，α−アルミナ皮膜の膜厚を適切に設定することによ
り、かつ、発光付活剤を均一に添加することにより、発
光効率が高く、かつ定量的な発光を得ることができて、
「にじみ」と発光むらのないものができる。According to such a method for manufacturing a beam detecting element, a light-emitting activator such as chromium is added to aluminum in advance as an alloy element, and the aluminum alloy is anodized to form an α-alumina film. By generating, an α-alumina coating that detects the beam,
An aluminum substrate that hardly scatters high-energy charged particles can be integrally formed. Therefore, by appropriately setting the type and amount of the luminescent activator to be added to the aluminum substrate and the film thickness of the α-alumina film, and by uniformly adding the luminescent activator, the luminous efficiency is improved. High and quantitative luminescence can be obtained,
A product with no bleeding and uneven light emission is created.
【００３３】本実施形態のアルミニウム合金とこれを用
いたビーム検知用素子およびその製造方法は、以下のよ
うな特徴を有する。The aluminum alloy of the present embodiment, a beam detecting element using the same, and a method of manufacturing the same have the following features.
【００３４】１）耐放射線性に優れる 基体のアルミニウム合金は放射線に対して非常に安定で
放射化されることがなく、２次的に発生するγ線による
損傷も受けない。また、α−アルミナ皮膜も耐放射線性
に非常に優れており、長期間使用しても劣化による特性
の低下がない。さらに、アルミニウムは入射してくる高
エネルギー荷電粒子はほとんど散乱させずに通過させる
ので、散乱による精度の低下は無視できる。1) Excellent radiation resistance The base aluminum alloy is very stable to radiation, is not activated, and is not damaged by secondary gamma rays. Further, the α-alumina coating is also extremely excellent in radiation resistance, and there is no deterioration in characteristics due to deterioration even after long-term use. Furthermore, since aluminum passes incident high-energy charged particles with little scattering, the reduction in accuracy due to scattering can be ignored.
【００３５】２）発光特性に優れる 発光付活剤の種類として、Ｃｒ，Ｅｕ，Ｍｎ，Ｔｂ，Ｔ
ｍ，Ｒｈ，Ｄｙを用いていることにより、発光が視覚で
観察でき、しかも測定が容易な可視波長範囲になる。例
えば、Ｃｒではピンク色，Ｅｕでは赤色，Ｍｎでは黄
色，Ｔｂでは緑色，Ｔｍでは青色，Ｒｈでは赤色の発光
を得ることができる。また、これらの発光付活剤は発光
効率が高く、かつ定量的に発光するために、ビーム検知
精度をよりいっそう向上することができる。さらに、こ
れらの発光強度は、α−アルミナ皮膜中の発光付活剤の
存在量に依存している。ここで、基体のアルミニウム合
金中に添加する発光付活剤の種類および添加量，α−ア
ルミナ皮膜の膜厚を適切に選ぶことによって、この発光
付活剤の最適な存在量を得ることができる。上述したよ
うに、アルミニウム合金への発光付活剤の添加量が、Ｃ
ｒでは０．１％〜１．０％，Ｅｕでは０．０１％〜１．
０％，Ｍｎでは０．１％〜５．０％，Ｔｂでは０．０１
％〜１．０％，Ｔｍでは０．０１％〜１％，Ｒｈでは
０．０１％〜１．０％，Ｄｙでは０．０１％〜１．０％
の範囲に設定されることにより、ビーム検知に必要かつ
十分な発光付活剤の最適な存在量を得ることが可能にな
る。また、これにより十分な発光強度を得ることがで
き、アルミニウム合金中の添加元素の不均一分散による
発光むらを生じることがなく、また、発光強度が強くな
りすぎてハレーションを起こすことがない。これらの発
光付活剤を２種類以上添加したアルミニウム合金を用い
てもよい。2) Excellent light emission characteristics As the kind of light emission activator, Cr, Eu, Mn, Tb, T
By using m, Rh, and Dy, light emission can be visually observed, and the visible wavelength range is easily measured. For example, Cr can emit pink light, Eu can emit red light, Mn can emit yellow light, Tb can emit green light, Tm can emit blue light, and Rh can emit red light. In addition, since these luminescence activators have high luminous efficiency and emit light quantitatively, the beam detection accuracy can be further improved. Further, their luminescence intensity depends on the amount of the luminescence activator in the α-alumina film. Here, by appropriately selecting the kind and amount of the light-emitting activator to be added to the aluminum alloy of the base and the film thickness of the α-alumina film, the optimum amount of the light-emitting activator can be obtained. . As described above, the amount of the light-emitting activator added to the aluminum alloy is C
r: 0.1% to 1.0%, Eu: 0.01% to 1.0%.
0%, 0.1% to 5.0% for Mn, 0.01% for Tb
% To 1.0%, 0.01% to 1% for Tm, 0.01% to 1.0% for Rh, 0.01% to 1.0% for Dy
Is set in the range, it becomes possible to obtain an optimal abundance of the light-emitting activator necessary and sufficient for beam detection. In addition, a sufficient luminous intensity can be obtained thereby, and uneven luminescence due to non-uniform dispersion of the additive element in the aluminum alloy does not occur, and halation due to excessively high luminous intensity does not occur. An aluminum alloy to which two or more of these light-emitting activators are added may be used.
【００３６】これらのアルミニウム合金中の発光付活剤
は化学的に安定であり、発光付活剤はα−アルミナ皮膜
中にほぼ全量取り込まれる。また、α−アルミナ皮膜の
厚さは厚いほど発光強度が強くなるが、陽極酸化処理時
の電流密度と電解時間を適切に選ぶことにより所望の膜
厚を得る。膜厚は０．１μｍ〜１００μｍの範囲に設定
することにより、十分な発光強度を得ることができる。
また、本発明によれば均一な厚さのα−アルミナ皮膜が
得られるため、膜厚の不均一による発光むらを起こすこ
とはない。また、アルミニウム合金の添加元素を均一に
分布させることができるので、例えば大面積のアルミニ
ウム板でも容易に表面全体が発光むらのない一様な発光
特性を有するものができる。The luminescence activator in these aluminum alloys is chemically stable, and the luminescence activator is almost completely incorporated into the α-alumina film. Although the emission intensity increases as the thickness of the α-alumina film increases, a desired film thickness can be obtained by appropriately selecting the current density and the electrolysis time during the anodic oxidation treatment. By setting the film thickness in the range of 0.1 μm to 100 μm, a sufficient emission intensity can be obtained.
Further, according to the present invention, an α-alumina film having a uniform thickness can be obtained, so that uneven light emission due to uneven film thickness does not occur. Further, since the additive elements of the aluminum alloy can be uniformly distributed, for example, even with a large-area aluminum plate, the entire surface can easily have uniform light emission characteristics without uneven light emission.
【００３７】３）測定精度の高いＢＰＭを作成できる 生成されたα−アルミナ皮膜は０．１μｍ〜１００μｍ
と十分に薄いため、以下の理由により、測定精度を向上
することができる。ＢＰＭ（ビーム・プロファイル・モ
ニタ）に入射してくる荷電粒子ビーム等および蛍光はα
−アルミナ皮膜中で散乱されるが、この散乱が大きいと
測定精度が低くなる。α−アルミナセラミックス板の厚
さの製造限界は１ｍｍであるが、本発明によれば、はる
かに薄いものを製造することができる。このため、空間
分解能の非常に優れたＢＰＭ素子を得ることができる。
さらに、基体のアルミニウム合金板は、入射する荷電粒
子ビームをほとんど散乱せずに通過させるので散乱の影
響は無視できる。3) BPM with high measurement accuracy can be produced. The generated α-alumina film is 0.1 μm to 100 μm.
Therefore, the measurement accuracy can be improved for the following reasons. The charged particle beam and the fluorescence incident on the BPM (beam profile monitor) are α
-Scattered in the alumina coating, but large scattering reduces the measurement accuracy. Although the production limit of the thickness of the α-alumina ceramic plate is 1 mm, according to the present invention, a much thinner one can be produced. For this reason, a BPM element having extremely excellent spatial resolution can be obtained.
Further, since the aluminum alloy plate as the base allows the incident charged particle beam to pass therethrough with little scattering, the influence of the scattering can be ignored.
【００３８】４）電気伝導性があり、チャージアップす
ることはない 基体のアルミニウム合金はもちろん電気の良伝導体であ
り、このアルミニウム基体をアースに導くことにより、
電荷はビームを検出するα−アルミナ皮膜に蓄積される
ことはない。従って、アルミニウム基体をアースに接続
すること以外には、特に対策を講じなくても、蓄積され
た電荷によりビームが曲げられることはなく、忠実にビ
ームプロファイルを検出することがができる。4) It is electrically conductive and does not charge up. The aluminum alloy of the base is, of course, a good conductor of electricity. By guiding this aluminum base to the ground,
No charge is stored on the α-alumina coating that detects the beam. Therefore, except for connecting the aluminum substrate to the ground, the beam is not bent by the accumulated electric charges and the beam profile can be detected faithfully without any special measures.
【００３９】５）熱伝導性があり、温度上昇を防止でき
る 基体のアルミニウム合金は熱の良伝導体であり、このア
ルミニウム基体が温度が上昇した場合に放熱することが
できる。従って、異常高温状態に曝されることはないの
で、基体のアルミニウム合金とα−アルミナ皮膜の熱膨
張係数の差による熱変形を受けることはない。常に忠実
にビームプロファイルを検出することができる。5) It has thermal conductivity and can prevent temperature rise. The aluminum alloy of the base is a good conductor of heat, and can radiate heat when the temperature of the aluminum base rises. Therefore, since it is not exposed to an abnormally high temperature state, it is not subjected to thermal deformation due to a difference in thermal expansion coefficient between the base aluminum alloy and the α-alumina coating. The beam profile can always be detected faithfully.
【００４０】６）任意の形状のＢＰＭをつくれる ＢＰＭの形状は、基体のアルミニウム合金の形状により
決まる。ここで、アルミニウムは非常に加工性に優れた
金属であるため、圧延、絞り、プレス、切断、切削など
の機械加工を施すことにより、任意の厚さおよび任意の
形状に容易に加工することができる。従って、任意の形
状のα−アルミナ皮膜を有する、つまりＢＰＭ素子を形
成することが可能となる。α−アルミナ皮膜を形成して
からの加工も可能であるが、複雑な加工は皮膜形成前が
望ましい。6) BPM of any shape can be made The shape of BPM is determined by the shape of the base aluminum alloy. Here, since aluminum is a metal with excellent workability, it can be easily processed into any thickness and any shape by performing machining such as rolling, drawing, pressing, cutting, and cutting. it can. Therefore, it is possible to form a BPM element having an α-alumina coating having an arbitrary shape. Processing after forming the α-alumina film is also possible, but complicated processing is desirable before forming the film.
【００４１】７）機械的に非常に丈夫である 基体とされるアルミニウム合金板の厚さは圧延の加工度
により、薄いものから厚いものまで任意の厚さのものが
できる。薄いものでは５μｍのものまで可能であるが、
通常は０．１〜２．０ｍｍ厚の板を用いる。基体のアル
ミニウムはもちろん靱性に富んでおり機械強度も強い。
このアルミニウム合金板を挟んでその表面にα−アルミ
ナ皮膜を形成するが、このアルミニウム合金板とα−ア
ルミナ皮膜とは強固な化学結合で結ばれており、外力が
加わっても皮膜は剥離および破損することはなく、取扱
性を向上することができ、また、半永久的に使用可能で
ある。7) Very mechanically strong The thickness of the aluminum alloy plate as a base can be any thickness from a thin one to a thick one depending on the degree of rolling. Although it is possible to use a thin one up to 5 μm,
Usually, a plate having a thickness of 0.1 to 2.0 mm is used. Aluminum of the base is of course rich in toughness and has high mechanical strength.
An α-alumina film is formed on the surface of the aluminum alloy plate, and the aluminum alloy plate and the α-alumina film are connected by a strong chemical bond, and the film peels and breaks even when an external force is applied. Therefore, it is possible to improve the handleability, and it can be used semi-permanently.
【００４２】８）各種耐性に優れる α−アルミナは、非晶質やγ−アルミナとは違って、耐
アルカリ性、耐酸性、耐塩水噴霧などの化学的性能に優
れ、また、耐磨耗性、引っかきなどに対する物理的特性
も優れている。また、極めて結晶性が高くまた均一な物
理的構造を有する。また、アルミニウム合金も耐食性、
耐薬品性に非常に優れているため、腐食環境下などでの
測定に使用することも可能である。また、α−アルミナ
皮膜は１０００℃を超える耐熱性を有しており、アルミ
ニウム合金の許容できる数百℃の高温下での測定もで
き、このように、検知時における適用条件の範囲を拡大
することができる。8) α-alumina, which is excellent in various resistances, is different from amorphous or γ-alumina in excellent chemical performance such as alkali resistance, acid resistance, salt water spray, etc. Excellent physical properties against scratching and the like. Further, it has extremely high crystallinity and a uniform physical structure. In addition, aluminum alloy also has corrosion resistance,
Since it is extremely excellent in chemical resistance, it can be used for measurement in a corrosive environment or the like. Further, the α-alumina coating has heat resistance exceeding 1000 ° C., and can be measured at a high temperature of several hundred ° C., which is acceptable for aluminum alloys, thus expanding the range of application conditions at the time of detection. be able to.
【００４３】９）その他の特性 ・α−アルミナ皮膜とアルミニウム合金はともに密度が
小さいため、軽量で取り扱い易いビーム検知素子とする
ことができる。 ・本発明にかかるビーム検知用素子は、荷電粒子ビーム
のみならず、紫外線やＸ線、γ線、レーザー光などに対
しても発光する。よって、これらの電磁波のビーム検知
にも使用できる。9) Other properties: Since both the α-alumina film and the aluminum alloy have low densities, a light-weight and easy-to-handle beam detecting element can be obtained. The beam detecting element according to the present invention emits not only a charged particle beam but also ultraviolet rays, X-rays, γ-rays, laser beams, and the like. Therefore, it can be used for beam detection of these electromagnetic waves.
【００４４】なお、本実施形態で、図１にステップＳ２
で示すα−アルミナ皮膜形成工程においては、ステップ
Ｓ２１で示す非晶質陽極酸化皮膜形成工程と、ステップ
Ｓ２２で示す陽極酸化によるα−アルミナ皮膜形成工程
とによりα−アルミナ陽極酸化皮膜を形成しているが、
図２に示すように、ステップＳ１で示す発光付活剤添加
アルミニウム基体製造工程の後に、ステップＳ２２’で
示すα−アルミナ皮膜直接形成工程によりアルミニウム
基体に非晶質陽極酸化皮膜を形成させずに、陽極酸化に
よりα−アルミナ皮膜を直接形成させてもよく、この場
合製造工程を削減することができる。In this embodiment, FIG.
In the α-alumina film forming step shown by, an α-alumina anodic oxide film is formed by the amorphous anodic oxide film forming step shown in step S21 and the α-alumina film forming step by anodic oxidation shown in step S22. But
As shown in FIG. 2, after the step of producing the aluminum substrate with the light-emitting activator shown in step S1, the amorphous anodic oxide film is not formed on the aluminum substrate by the α-alumina film direct forming step shown in step S22 ′. Alternatively, an α-alumina film may be directly formed by anodic oxidation, in which case the number of manufacturing steps can be reduced.
【００４５】以下、本発明に係るアルミニウム合金とこ
れを用いたビーム検知用素子およびその製造方法の第２
実施形態を、図面に基づいて説明する。本実施形態にお
いて、図１，図２に基づいて説明した第１実施形態と異
なる点は、前記発光付活剤が前記アルミニウム基体に添
加される添加領域が、前記アルミニウム基体の一部分、
特に、前記アルミニウム基体の表面付近に設定されてい
る点である。Hereinafter, an aluminum alloy according to the present invention, a beam detecting element using the same, and a second method of manufacturing the same will be described.
Embodiments will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the difference from the first embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2 is that an addition region where the luminescence activator is added to the aluminum base is a part of the aluminum base,
In particular, it is set near the surface of the aluminum base.
【００４６】ここで、前記添加領域が前記アルミニウム
基体の表面付近に設定される厚みを、α−アルミナを含
有する陽極酸化皮膜が形成される膜厚より厚く設定する
ことが好ましく、α−アルミナを含有する陽極酸化皮膜
の形成される膜厚が、上述した第１実施形態のように、
０．１μｍ〜１００μｍの範囲に設定することから、前
記添加領域の厚みは、０．１μｍ〜１００μｍの範囲に
設定することが好ましい。この添加領域が形成される厚
みを、０．１μｍより小さい値に設定するとα−アルミ
ナを含有する陽極酸化皮膜中で、発光添加剤が不足し発
光むらを起こす可能性がある。Here, it is preferable that the thickness in which the addition region is set in the vicinity of the surface of the aluminum substrate is set to be larger than the thickness in which the anodic oxide film containing α-alumina is formed. The thickness of the anodic oxide film to be formed is, as in the first embodiment described above,
Since the thickness is set in the range of 0.1 μm to 100 μm, the thickness of the addition region is preferably set in the range of 0.1 μm to 100 μm. If the thickness at which the addition region is formed is set to a value smaller than 0.1 μm, there is a possibility that the light emitting additive becomes insufficient in the anodic oxide film containing α-alumina, causing uneven light emission.
【００４７】本実施形態のビーム検知用素子は、前述の
第１実施形態と同様に、荷電粒子等のビームがビーム検
知用素子に入射すると、入射部分においてドープされて
いるクロムなどの発光付活剤が励起されて蛍光を放射す
るため、この蛍光をモニターすることにより、荷電粒子
等のビームにおける位置、形状等を検知することができ
る。ここで、ビームを検知するα−アルミナ皮膜が、高
エネルギー荷電粒子をほとんど散乱しないアルミニウム
基体上に形成されているため、アルミニウム基体による
ビーム散乱の影響が無視できる状態においてビーム検知
が可能で、かつ、α−アルミナ皮膜でビームを散乱して
「にじみ」が発生することがない。また、α−アルミナ
皮膜が靭性に富んだアルミニウム基体に形成されている
ため、任意の厚さおよび任意の形状に容易に加工できる
とともに、α−アルミナ皮膜が剥離，破損することがな
い。さらに、α−アルミナ皮膜とアルミニウム基体とが
耐食性、耐薬品性に非常に優れているため、腐食環境下
などでの測定も可能であり、軽量で取り扱い易い。ま
た、α−アルミナ皮膜が電気伝導性および熱伝導性を有
するアルミニウム基体上に形成されているため、アルミ
ニウム基体を介してα−アルミナ皮膜の電荷および熱を
逃がすことができる。As in the first embodiment, when a beam of charged particles or the like enters the beam detecting element, the beam detecting element of this embodiment emits light such as chromium doped at the incident portion. Since the agent is excited to emit fluorescent light, the position, shape, and the like in the beam of charged particles or the like can be detected by monitoring the fluorescent light. Here, since the α-alumina film for detecting the beam is formed on the aluminum substrate that hardly scatters the high-energy charged particles, the beam can be detected in a state where the influence of the beam scattering by the aluminum substrate can be ignored, and No bleeding occurs due to scattering of the beam by the α-alumina coating. Further, since the α-alumina film is formed on the aluminum substrate having high toughness, it can be easily processed into an arbitrary thickness and an arbitrary shape, and the α-alumina film does not peel or break. Further, since the α-alumina film and the aluminum substrate are extremely excellent in corrosion resistance and chemical resistance, measurement in a corrosive environment or the like is also possible, and it is lightweight and easy to handle. Further, since the α-alumina film is formed on an aluminum substrate having electric conductivity and heat conductivity, the charge and heat of the α-alumina film can be released through the aluminum substrate.
【００４８】また、ビームを検知するα−アルミナ皮膜
が、高エネルギー荷電粒子をほとんど散乱しないアルミ
ニウム基体の表面に形成されているため、アルミニウム
基体によるビーム散乱の影響が無視できる状態において
ビーム検知が可能である。Further, since the α-alumina film for detecting the beam is formed on the surface of the aluminum substrate which hardly scatters the high energy charged particles, the beam can be detected in a state where the influence of the beam scattering by the aluminum substrate can be ignored. It is.
【００４９】次に、本実施形態におけるビーム検知用素
子の製造方法を、図面に基づいて説明する。図３は本実
施形態のビーム検知用素子の製造方法における作業工程
を示すフローチャートである。Next, a method for manufacturing a beam detecting element according to this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a flowchart showing the working steps in the method for manufacturing a beam detecting element of the present embodiment.
【００５０】図３に示すように、本実施形態の製造方法
は図１に示す第１実施形態と同様に、発光付活剤の添加
されたアルミニウム基体を製造する工程（Ｓ１：発光付
活剤添加アルミニウム基体製造工程）と、前記アルミニ
ウム基体の表面にα−アルミナを含有する陽極酸化皮膜
を形成する工程（Ｓ２：α−アルミナ皮膜形成工程）と
を有する。As shown in FIG. 3, the manufacturing method of this embodiment is similar to that of the first embodiment shown in FIG. 1 in the step of manufacturing an aluminum substrate to which a luminescence activator is added (S1: luminescence activator). (A step of producing an added aluminum substrate) and a step of forming an anodic oxide film containing α-alumina on the surface of the aluminum substrate (S2: α-alumina film forming step).
【００５１】本実施形態において図１に示す第１実施形
態と異なる点は、Ｓ１：発光付活剤添加アルミニウム基
体製造工程において、ステップＳ１３アルミニウム基体
加工製造、および、ステップＳ１４発光付活剤添加合金
層形成とを有することである。The present embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that S1: in the step of manufacturing a light-emitting activator-added aluminum base, step S13: processing and manufacturing of an aluminum base, and step S14: light-emitting activator-added alloy. Layer formation.
【００５２】図３にステップＳ１３で示すアルミニウム
基体加工製造においては、任意のアルミニウムまたはア
ルミニウム合金を、面削、圧延および熱処理等の加工処
理により所望の形状、金属組織を有するアルミニウム基
体を製造する。図３にステップＳ１４で示す発光付活剤
添加合金層形成においては、前記発光付活剤がアルミニ
ウム基体に添加される添加領域を、前記アルミニウム基
体の表面付近に設定し、このアルミニウム基体にイオン
注入等により、前記発光付活剤が前記アルミニウム基体
の表面付近のみに添加される発光付活剤添加合金層が形
成されたアルミニウム基体を製造する。この際、イオン
注入条件を設定することにより、前述した第１実施形態
と同様に発光付活剤の添加量および添加状態（均一性、
種類）を適切に設定することができる。In the manufacturing of the aluminum substrate shown in step S13 in FIG. 3, an aluminum substrate having a desired shape and a metal structure is manufactured from a given aluminum or aluminum alloy by processing such as facing, rolling and heat treatment. In the formation of the light-emitting activator-added alloy layer shown in step S14 in FIG. 3, an addition region where the light-emitting activator is added to the aluminum substrate is set near the surface of the aluminum substrate, and ion implantation is performed on the aluminum substrate. Thus, an aluminum substrate having a light-emitting activator-added alloy layer in which the light-emitting activator is added only near the surface of the aluminum substrate is manufactured. At this time, by setting ion implantation conditions, the amount and the state of addition of the light-emitting activator (uniformity,
Type) can be set appropriately.
【００５３】本実施形態のビーム検知用素子の製造方法
は、前述した図１に示す第１実施形態と同様に、クロム
などの発光付活剤をあらかじめ合金元素としてアルミニ
ウムに添加しておき、このアルミニウム合金を陽極酸化
することによりα−アルミナ皮膜を生成させることで、
ビームを検知するα−アルミナ皮膜と、高エネルギー荷
電粒子をほとんど散乱しないアルミニウム基体とを一体
に形成することができる。このため、アルミニウム基体
に添加する発光付活剤の種類および添加量，α−アルミ
ナ皮膜の膜厚を適切に設定することにより、かつ、発光
付活剤を均一に添加することにより、発光効率が高く、
かつ定量的な発光を得ることができて、「にじみ」と発
光むらのないものができる。In the method of manufacturing the beam detecting element of this embodiment, a light-emitting activator such as chromium is added in advance to aluminum as an alloying element, as in the first embodiment shown in FIG. By generating an α-alumina film by anodizing aluminum alloy,
An α-alumina film for detecting a beam and an aluminum substrate that hardly scatters high-energy charged particles can be integrally formed. Therefore, by appropriately setting the type and amount of the luminescent activator to be added to the aluminum substrate and the film thickness of the α-alumina film, and by uniformly adding the luminescent activator, the luminous efficiency is improved. high,
In addition, it is possible to obtain a quantitative light emission, and to obtain a light emission having no "bleeding" and uneven light emission.
【００５４】また、非常に加工性に優れ、圧延、絞り、
プレス、切断、切削などの機械加工により任意の厚さお
よび任意の形状に容易に加工できる金属のアルミニウム
基体に、α−アルミナ皮膜を生成するため、所望の形状
にビーム検知素子をつくれる。また、α−アルミナ皮膜
の密着性が良く、かつ、靭性に富んだアルミニウム基体
に形成されているため、α−アルミナ皮膜を生成した後
に加工する際にも、剥離、破損することがない。また、
前記添加領域を前記アルミニウム基体の表面付近に設定
し、アルミニウム基体を加工する工程と、イオン注入等
によりアルミニウム基体上に発光付活剤をドープして、
合金層をアルミニウム表面に形成させて添加領域を形成
する工程と、非晶質陽極酸化皮膜を形成する工程と、陽
極酸化によりα−アルミナ皮膜を形成する工程とにより
製造する。なお、図３に示す第１実施形態と同様に、ア
ルミニウム基体に非晶質陽極酸化皮膜を形成させずに、
図４にステップＳ２”で示しように、陽極酸化によりα
−アルミナ皮膜を直接形成させてもよく、この場合に
は、製造工程を削減することができる。Also, it has very good workability, and can be rolled, drawn,
Since an α-alumina film is formed on a metal aluminum substrate that can be easily processed to an arbitrary thickness and an arbitrary shape by machining such as pressing, cutting, and cutting, a beam detecting element can be formed in a desired shape. Further, since the α-alumina film has good adhesion and is formed on an aluminum substrate having high toughness, it does not peel or break even when processing after forming the α-alumina film. Also,
The addition region is set near the surface of the aluminum substrate, a step of processing the aluminum substrate, and doping a luminescence activator on the aluminum substrate by ion implantation or the like,
It is manufactured by a process of forming an addition region by forming an alloy layer on an aluminum surface, a process of forming an amorphous anodic oxide film, and a process of forming an α-alumina film by anodic oxidation. As in the first embodiment shown in FIG. 3, without forming an amorphous anodic oxide film on the aluminum base,
As shown in step S2 ″ in FIG.
-An alumina film may be directly formed, in which case the number of manufacturing steps can be reduced.
【００５５】また、イオン注入等により基体アルミニウ
ム上に発光付活剤をドープして、合金層をアルミニウム
表面に形成させて添加領域を形成することにより、発光
付活剤の総量を低減することができ、また、アルミニウ
ム基体表面のみをイオン注入等によりあらかじめ発光付
活剤が添加された合金としておき、このアルミニウム合
金を陽極酸化することによりα−アルミナ皮膜を生成さ
せることで、合金調整工程が必要なくなる。イオン注入
条件を適切に設定することにより、発光付活剤の添加状
態を適切に設定することができる。Further, the total amount of the light-emitting activator can be reduced by doping the light-emitting activator on the aluminum substrate by ion implantation or the like and forming an alloy layer on the aluminum surface to form an additional region. It is also possible to prepare an α-alumina film by anodic oxidation of the aluminum alloy by leaving only the surface of the aluminum substrate as an alloy to which a light-emitting activator has been added by ion implantation or the like. Disappears. By appropriately setting the ion implantation conditions, the state of addition of the light emission activator can be set appropriately.
【００５６】[0056]
【実施例】以下、本発明における実施例を説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【００５７】（実施例１）Ｃｒを０．４％含有し、この
添加元素（Ｃｒ）が組織中に実質的に均一分散し、大き
さ０．５ｍｍ×２５ｍｍ×５０ｍｍのアルミニウム合金
板を用意し、これに前処理として、液温２０℃の過塩素
酸−エタノール溶液中で電流密度０．２Ａ／ｃｍ2 、電
解時間４分の電解研磨を行なった。電解研磨後湯で洗浄
し、さらにアセトンで洗浄後、乾燥して試験片とした。
この試験片を液温２０℃、濃度１５ｗｔ％の硫酸電解液
中で陽極として、電流密度３３ｍＡ／ｃｍ2 で２０分間
の直流定電流電解を行った。その結果、膜厚２０μｍの
薄い黄色の陽極酸化皮膜が生成した。さらに、モル比１
／１で混合した重硫酸ナトリウムと重硫酸アンモニウム
との１７０℃溶融塩液中で、試験片を陽極として電流密
度１０ｍＡ／ｃｍ2 で２０分間の直流定電流電解を行っ
た。生成した皮膜の膜厚は渦電流式膜厚計で測定して３
０μｍで、色調は薄いピンクがかった灰白色であった。
この皮膜はＸ線回折で測定した結果、α−アルミナにわ
ずかのγ−アルミナが混在していることが確認された。
この試験片に波長３９０ｎｍの紫外光を照射し、放射さ
れてくるピンク色の光のスペクトル分析を行い、Ｃｒに
よる波長６９６ｎｍの蛍光であることを確認した。(Example 1) An aluminum alloy plate having a size of 0.5 mm × 25 mm × 50 mm was prepared, containing 0.4% of Cr, in which the added element (Cr) was substantially uniformly dispersed in the structure. As a pretreatment, electrolytic polishing was performed in a perchloric acid-ethanol solution at a liquid temperature of 20 ° C. for a current density of 0.2 A / cm 2 and an electrolysis time of 4 minutes. After electropolishing, the test piece was washed with hot water, further washed with acetone, and dried to obtain a test piece.
The test piece was subjected to DC constant current electrolysis at a current density of 33 mA / cm 2 for 20 minutes as an anode in a sulfuric acid electrolytic solution having a liquid temperature of 20 ° C. and a concentration of 15 wt%. As a result, a thin yellow anodic oxide film having a thickness of 20 μm was formed. Furthermore, a molar ratio of 1
DC constant current electrolysis was performed at a current density of 10 mA / cm 2 for 20 minutes in a 170 ° C. molten salt solution of sodium bisulfate and ammonium bisulfate mixed at a ratio of 1: 1. The film thickness of the formed film was measured with an eddy current type film thickness meter.
At 0 μm, the color was light pinkish grayish white.
As a result of measuring this film by X-ray diffraction, it was confirmed that a slight amount of γ-alumina was mixed with α-alumina.
The test piece was irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 390 nm, and the emitted pink light was subjected to spectral analysis to confirm that the fluorescence was 696 nm in fluorescence due to Cr.
【００５８】（実施例２）実施例１と同様に処理した試
験片において、硫酸皮膜の膜厚を５μｍ，１０μｍ，３
０μｍ，４０μｍ，７０μｍに変えてそれぞれ生成し
た。最終処理後の膜厚はそれぞれ７μｍ，１５μｍ，４
２μｍ，５５μｍ，９０μｍで、色調は膜厚が厚くなる
にしたがいピンク色が濃くなった。いずれの試験片も波
長３９０ｎｍの紫外光照射で、Ｃｒによる波長６９６ｎ
ｍの蛍光が確認された。Example 2 In a test piece treated in the same manner as in Example 1, the thickness of the sulfuric acid film was 5 μm, 10 μm,
The thickness was changed to 0 μm, 40 μm, and 70 μm, respectively. The film thickness after the final treatment is 7 μm, 15 μm, 4
At 2 μm, 55 μm and 90 μm, the color tone became deeper in pink as the film thickness increased. All of the test pieces were irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 390 nm, and a wavelength of 696 n by Cr was used.
m was confirmed.
【００５９】（実施例３）実施例１と同様に大きさが
０．５ｍｍ×２５ｍｍ×５０ｍｍのアルミニウム合金板
を試験片とし、このアルミニウム合金板の試験片におい
て、Ｃｒが組織中に実質的に均一分散した、Ｃｒ含有量
０．０１％，０．１％，０．２％，０．６％，０．８
％，１．０％のものをそれぞれ作成した。このアルミニ
ウム合金板の試験片に実施例１と同様に２０μｍ厚の硫
酸皮膜処理と溶融塩電解処理を行った。膜厚はいずれの
試験片も約３０μｍであり、色調はＣｒ濃度が高くなる
にしたがいピンク色が濃くなった。いずれの試験片も波
長３９０ｎｍの紫外光照射で、Ｃｒによる波長６９６ｎ
ｍの蛍光が確認された。Example 3 As in Example 1, an aluminum alloy plate having a size of 0.5 mm × 25 mm × 50 mm was used as a test piece. In the test piece of this aluminum alloy plate, Cr was substantially contained in the structure. Cr content 0.01%, 0.1%, 0.2%, 0.6%, 0.8 uniformly dispersed
% And 1.0%, respectively. A test piece of this aluminum alloy plate was subjected to a 20 μm thick sulfuric acid film treatment and a molten salt electrolytic treatment in the same manner as in Example 1. The thickness of each test piece was about 30 μm, and the color tone became deeper in pink as the Cr concentration increased. All of the test pieces were irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 390 nm, and a wavelength of 696 n by Cr was used.
m was confirmed.
【００６０】（実施例４）実施例１と同様に大きさが
０．５ｍｍ×２５ｍｍ×５０ｍｍのアルミニウム合金板
を試験片とし、このアルミニウム合金板の試験片におい
て、Ｃｒが組織中に実質的に均一分散した、Ｃｒ含有量
０．０１％，０．１％，０．２％，０．４％，０．６
％，０．８％，１．０％のものをそれぞれ作成した。そ
して、硫酸皮膜処理は行わずに溶融塩電解を電流密度１
０ｍＡ／ｃｍ2 、電解時間２０分で行った。いずれの試
験片も膜厚には約１０μｍで、色調はピンクがかった灰
白色でＣｒ濃度が高い程ピンク色が濃くなった。皮膜の
結晶はＸ線回析の結果、α−アルミナにわずかのγ−ア
ルミナが混在していた。いずれの試験片も波長３９０ｎ
ｍの紫外光照射で、Ｃｒによる波長６９６ｎｍの蛍光が
確認された。Example 4 An aluminum alloy plate having a size of 0.5 mm × 25 mm × 50 mm was used as a test piece in the same manner as in Example 1, and in the test piece of this aluminum alloy plate, Cr was substantially contained in the structure. Uniformly dispersed, Cr content 0.01%, 0.1%, 0.2%, 0.4%, 0.6
%, 0.8%, and 1.0%, respectively. Then, the molten salt electrolysis was performed at a current density of 1 without performing the sulfuric acid film treatment.
The electrolysis was performed at 0 mA / cm 2 for 20 minutes. Each test piece had a film thickness of about 10 μm, the color tone was pinkish gray white, and the higher the Cr concentration, the deeper the pink color. As a result of X-ray diffraction, a slight amount of γ-alumina was mixed with α-alumina in the crystal of the film. Each test piece has a wavelength of 390n
By m ultraviolet light irradiation, fluorescence of 696 nm in wavelength was confirmed by Cr.
【００６１】（比較例）比較例として、市販の厚さ１ｍ
ｍのＣｒ０．５％含有α−アルミナセラミックス板を用
意し試験片とした。(Comparative Example) As a comparative example, a commercially available thickness of 1 m
A 0.5% Cr-containing α-alumina ceramic plate was prepared and used as a test piece.
【００６２】実施例１〜４で作成した試験片、および比
較例の試験片にプロトンビームを照射して、そのとき蛍
光の波長の確認と蛍光強度の相対比較を行った。ここ
で、プロトンビームの照射装置としてバンデグラフを使
用し、試験片を１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさに切り出
し、真空チャンバー内のホルダーに取り付けた。プロト
ンビームエネルギーは１ＭｅＶとし、ビームは直流で電
流１ｎＡで照射した。発光は試験チャンバー内に設置し
たレンズ付き光ファイバーで導きＯＭＡ（Optical Mult
i-channel Analayzer ）で観測した。測定はＯＭＡのゲ
ートを１０ｎｓ開き、それを１０００回積算して行っ
た。発光スペクトル測定の結果、いずれの試験片からも
波長６９６ｎｍの発光が確認された。発光強度の相対比
較を、これらの６９６ｎｍの光で行った。その結果を表
１に示す。The test pieces prepared in Examples 1 to 4 and the test piece of the comparative example were irradiated with a proton beam. At that time, the wavelength of the fluorescence was confirmed and the relative intensity of the fluorescence was compared. Here, a test piece was cut out into a size of 10 mm × 10 mm using a bandeograph as a proton beam irradiation device, and attached to a holder in a vacuum chamber. The proton beam energy was 1 MeV, and the beam was irradiated with a direct current at a current of 1 nA. Light emission is guided by an optical fiber with a lens installed in the test chamber, and OMA (Optical Mult)
Observed by i-channel Analyzer). The measurement was performed by opening the OMA gate for 10 ns and integrating it 1000 times. As a result of the emission spectrum measurement, emission at a wavelength of 696 nm was confirmed from each of the test pieces. A relative comparison of the emission intensities was made with these 696 nm lights. Table 1 shows the results.
【００６３】[0063]
【表１】 [Table 1]
【００６４】表１に示す結果から、膜厚が厚いほうが発
光強度が高く、また、発光付活剤としてのＣｒ濃度が高
いほうが、発光強度が高く、また、硫酸皮膜処理を行っ
たほうが行わなかったものよりも発光強度が高いことが
解る。From the results shown in Table 1, it is found that the thicker the film thickness, the higher the luminous intensity, the higher the Cr concentration as the luminescent activator, the higher the luminous intensity, and the higher the film thickness, the lower the luminous intensity. It can be seen that the emission intensity is higher than that obtained by the method.
【００６５】（実施例５）表２に示す合金組成を有する
大きさ０．５ｍｍ×２５ｍｍ×５０ｍｍのアルミニウム
合金板を準備し、実施例１と同様に２０μｍ厚さの硫酸
皮膜処理、および液温１７０℃の溶融塩電解を２０分間
行った。いずれの試験片も膜厚は約３０μｍで、結晶構
造はα−アルミナにわずかのγ−アルミナが混在するも
のであった。３９０ｎｍ紫外線照射による発光スペクト
ルとプロトンビーム照射による発光スベクトルの測定を
行った。Example 5 A 0.5 mm × 25 mm × 50 mm aluminum alloy plate having the alloy composition shown in Table 2 was prepared, and a 20 μm thick sulfuric acid film was treated in the same manner as in Example 1; The molten salt electrolysis at 170 ° C. was performed for 20 minutes. All the test pieces had a film thickness of about 30 μm, and the crystal structure was a mixture of α-alumina and a small amount of γ-alumina. The emission spectrum under 390 nm ultraviolet irradiation and the emission spectrum under proton beam irradiation were measured.
【００６６】[0066]
【表２】 [Table 2]
【００６７】その結果、いずれの試験片とも各添加元素
特有の波長の蛍光を放射することを確認した。これによ
り各元素を有する合金によりビーム検知用素子として使
用可能とすることが確認できた。As a result, it was confirmed that all the test pieces emitted fluorescence having a wavelength specific to each additive element. Thereby, it was confirmed that the alloy having each element can be used as a beam detecting element.
【００６８】[0068]
【発明の効果】本発明のアルミニウム合金とこれを用い
たビーム検知用素子およびその製造方法によれば、以下
の効果を奏する。 （１）ビームを検知する発光添加剤の添加されたα−ア
ルミナ皮膜が、高エネルギー荷電粒子をほとんど散乱し
ないアルミニウム合金からなるアルミニウム基体上に形
成されているため、アルミニウム基体によるビーム散乱
の影響が無視できる状態においてビーム検知が可能で、
かつ、α−アルミナ皮膜でのビーム散乱がなく、「にじ
み」がない。また、α−アルミナ皮膜が靭性に富んだア
ルミニウム基体に形成されているため、任意の厚さおよ
び任意の形状に容易に加工できるとともに、α−アルミ
ナ皮膜が剥離，破損することはない。さらに、α−アル
ミナとアルミニウム基体とが耐食性、耐薬品性に非常に
優れているため、腐食環境下などでの測定も可能であ
り、軽量で取り扱い易い。また、α−アルミナ皮膜が電
気伝導性および熱伝導性を有するアルミニウム基体上に
形成されているため、アルミニウム基体を介してα−ア
ルミナ皮膜の電荷および熱を逃がすことができる。 （２）クロムなどの発光付活剤をあらかじめ合金元素と
してアルミニウムに添加しておき、このアルミニウム合
金を陽極酸化することによりα−アルミナ皮膜を生成さ
せることで、ビームを検知するα−アルミナ皮膜と、高
エネルギー荷電粒子をほとんど散乱しないアルミニウム
基体の上に一体に形成される。このため、アルミニウム
基体に添加する発光付活剤の種類および添加量，α−ア
ルミナ皮膜の膜厚を適切に設定することにより、かつ、
発光付活剤を均一に添加することにより、発光効率が高
く、かつ定量的な発光を得ることができて、「にじみ」
と、発光むらのないものができる。また、非常に加工性
に優れ、圧延、絞り、プレス、切断、切削などの機械加
工により任意の厚さおよび任意の形状に容易に加工でき
る金属のアルミニウム基体に、α−アルミナ皮膜を生成
するため、所望の形状のビーム検知素子をつくれる。ま
た、α−アルミナ皮膜が密着性がよく、かつ、靭性に富
んだアルミニウム基体に形成されているため、α−アル
ミナ皮膜を生成した後に加工する際にも、剥離、破損す
ることがない。また、前記添加領域を前記アルミニウム
基体全体に設定し、発光付活剤添加アルミニウム合金を
調製する工程と、このアルミニウム合金を所定の形状の
アルミニウム基体に加工する工程と、非晶質陽極酸化皮
膜を形成する工程と、陽極酸化によりα−アルミナ皮膜
を形成する工程とにより製造することができる。ここ
で、アルミニウム基体に非晶質陽極酸化皮膜を形成させ
ずに、直接陽極酸化によりα−アルミナ皮膜を形成させ
てもよく、製造工程を削減することができる。 （３）以上により、荷電粒子等のビーム状態検知におけ
る精度の向上を図ることができ、ビーム検知用素子にお
ける取扱性の向上，測定作業性の向上，適用可能な測定
環境範囲の拡大、向上を図ることができ、製造コストの
削減を図ることを可能とすることができる。According to the aluminum alloy of the present invention, a beam detecting element using the same, and a method of manufacturing the same, the following effects can be obtained. (1) Since the α-alumina film to which the light emitting additive for detecting the beam is added is formed on an aluminum substrate made of an aluminum alloy that hardly scatters high-energy charged particles, the effect of beam scattering by the aluminum substrate is reduced. Beam detection is possible in a state where it can be ignored,
In addition, there is no beam scattering on the α-alumina film, and there is no “bleeding”. In addition, since the α-alumina film is formed on a highly tough aluminum substrate, it can be easily processed into an arbitrary thickness and an arbitrary shape, and the α-alumina film does not peel or break. Further, since α-alumina and the aluminum base are extremely excellent in corrosion resistance and chemical resistance, measurement in a corrosive environment or the like is also possible, and it is lightweight and easy to handle. Further, since the α-alumina film is formed on an aluminum substrate having electric conductivity and heat conductivity, the charge and heat of the α-alumina film can be released through the aluminum substrate. (2) A luminescence activator such as chromium is added to aluminum in advance as an alloying element, and an aluminum oxide film is formed by anodizing the aluminum alloy to form an α-alumina film for detecting a beam. , Are integrally formed on an aluminum substrate that hardly scatters high energy charged particles. Therefore, by appropriately setting the type and amount of the luminescent activator to be added to the aluminum substrate and the film thickness of the α-alumina film, and
By adding the luminescence activator uniformly, high luminous efficiency and quantitative luminescence can be obtained.
Thus, a product without uneven light emission can be obtained. In addition, to produce an α-alumina film on a metal aluminum substrate which is extremely excellent in workability and can be easily processed into any thickness and any shape by mechanical processing such as rolling, drawing, pressing, cutting and cutting. , A beam detecting element having a desired shape can be formed. In addition, since the α-alumina film is formed on an aluminum substrate having good adhesion and high toughness, there is no peeling or breakage when processing after forming the α-alumina film. Further, the step of setting the addition region over the entire aluminum substrate, preparing a light-emitting activator-added aluminum alloy, processing this aluminum alloy into an aluminum substrate having a predetermined shape, It can be produced by a step of forming and a step of forming an α-alumina film by anodic oxidation. Here, instead of forming an amorphous anodic oxide film on the aluminum substrate, an α-alumina film may be formed directly by anodic oxidation, so that the number of manufacturing steps can be reduced. (3) As described above, it is possible to improve the accuracy in detecting the beam state of charged particles and the like, and to improve the handling of the beam detecting element, the measurement workability, and the range of applicable measurement environment. The manufacturing cost can be reduced.
【図１】 本発明に係るアルミニウム合金とこれを用い
たビーム検知用素子の第１実施形態における製造方法を
示すフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart showing a method of manufacturing an aluminum alloy and a beam detecting element using the same according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 本発明に係るアルミニウム合金とこれを用い
たビーム検知用素子の第１実施形態における他の製造方
法を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing another method of manufacturing the aluminum alloy according to the present invention and a beam detecting element using the same in the first embodiment.
【図３】 本発明に係るアルミニウム合金とこれを用い
たビーム検知用素子の第２実施形態における製造方法を
示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating a method for manufacturing an aluminum alloy and a beam detecting element using the same according to a second embodiment of the present invention.
【図４】 本発明に係るアルミニウム合金とこれを用い
たビーム検知用素子の第２実施形態における他の製造方
法を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing another method for manufacturing an aluminum alloy according to the present invention and a beam detecting element using the same according to a second embodiment.
Ｓ１…発光付活剤添加アルミニウム基体製造工程，Ｓ１
１…発光付活性剤添加アルミニウム合金の調製，Ｓ１２
…アルミニウム基体加工製造，Ｓ１３…アルミニウム基
体加工製造，Ｓ１４…発光付活剤添加合金層形成，Ｓ２
…α−アルミナ皮膜形成工程，Ｓ２１…非晶質陽極酸化
皮膜形形成，Ｓ２２…陽極酸化によるα−アルミナ皮膜
の形成，Ｓ２２’…陽極酸化によるα−アルミナ皮膜の
直接形成S1: Process for manufacturing a light-emitting activator-added aluminum substrate, S1
1. Preparation of activator-added aluminum alloy with light emission, S12
... Aluminum substrate processing manufacture, S13 ... Aluminum substrate processing manufacture, S14 ... Light emitting activator-added alloy layer formation, S2
... Α-alumina film forming step, S21: formation of amorphous anodic oxide film, S22: formation of α-alumina film by anodic oxidation, S22 ′: direct formation of α-alumina film by anodic oxidation
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 義和 東京都墨田区錦糸一丁目２番１号 スカイ アルミニウム株式会社内 (72)発明者 猿渡 光一 東京都江東区木場１丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 前嶋 正受 東京都江東区木場１丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 Ｆターム(参考） 2G088 FF01 FF02 FF04 FF12 FF14 GG10 JJ09 JJ37 MM04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Yoshikazu Suzuki 1-2-1 Kinshi, Sumida-ku, Tokyo Inside Sky Aluminum Co., Ltd. (72) Koichi Saruwatari 1-1-5-1 Kiba, Koto-ku, Tokyo Stock Company Inside Fujikura (72) Inventor Masatake Maejima 1-5-1, Kiba, Koto-ku, Tokyo F-term in Fujikura Co., Ltd. (Reference)
Claims (4)
るアルミニウム合金。1. An aluminum alloy to which a light-emitting activator has been added.
Ｔｂ，Ｔｍ，Ｒｈ，Ｄｙから選択される１種または２種
以上とされることを特徴とする請求項１記載のアルミニ
ウム合金。2. The method according to claim 1, wherein the light-emitting activator is Cr, Eu, Mn,
The aluminum alloy according to claim 1, wherein the alloy is one or more selected from Tb, Tm, Rh, and Dy.
金からなるアルミニウム基体表面に、前記発光付活剤の
添加されたα−アルミナを含有する陽極酸化皮膜が形成
されてなることを特徴とするビーム検知用素子。3. A beam comprising an aluminum substrate made of the aluminum alloy according to claim 1 and an anodic oxide film containing α-alumina to which the light-emitting activator is added. Sensing element.
金からなるアルミニウム基体を製造する工程と、前記ア
ルミニウム基体の表面にα−アルミナを含有する陽極酸
化皮膜を形成する工程とを有することを特徴とするビー
ム検知用素子の製造方法。4. A process for producing an aluminum substrate made of an aluminum alloy to which a light-emitting activator has been added, and a process for forming an anodic oxide film containing α-alumina on the surface of the aluminum substrate. A method for manufacturing a beam detecting element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21820999A JP2001042047A (en) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | Aluminum alloy, and element for detecting beam using the same and its manufacture |
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| JP21820999A JP2001042047A (en) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | Aluminum alloy, and element for detecting beam using the same and its manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001042047A true JP2001042047A (en) | 2001-02-16 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2001042047A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7036479B1 (en) * | 2021-11-09 | 2022-03-15 | 株式会社クォンタムフラワーズ＆フーズ | Neutron irradiation device |
| CN115044372A (en) * | 2022-06-27 | 2022-09-13 | 散裂中子源科学中心 | Luminescent material for particle beam excitation and preparation method thereof |
| US11980148B2 (en) | 2021-07-29 | 2024-05-14 | Quantum Flowers & Foods Co., Ltd. | Neutron ray irradiation target apparatus, mutation induction method, and irradiation target manufacturing method |
-
1999
- 1999-07-30 JP JP21820999A patent/JP2001042047A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11980148B2 (en) | 2021-07-29 | 2024-05-14 | Quantum Flowers & Foods Co., Ltd. | Neutron ray irradiation target apparatus, mutation induction method, and irradiation target manufacturing method |
| JP7036479B1 (en) * | 2021-11-09 | 2022-03-15 | 株式会社クォンタムフラワーズ＆フーズ | Neutron irradiation device |
| CN115044372A (en) * | 2022-06-27 | 2022-09-13 | 散裂中子源科学中心 | Luminescent material for particle beam excitation and preparation method thereof |
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