JP2002506274A - Ｘ線管の回転型アノード - Google Patents

Ｘ線管の回転型アノード

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JP2002506274A
JP2002506274A JP2000535024A JP2000535024A JP2002506274A JP 2002506274 A JP2002506274 A JP 2002506274A JP 2000535024 A JP2000535024 A JP 2000535024A JP 2000535024 A JP2000535024 A JP 2000535024A JP 2002506274 A JP2002506274 A JP 2002506274A
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carbon
fibers
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リー，デーヴィッド・エス
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バリアン・アソシエイツ・インコーポレーテッド
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    • H01J35/10—Rotary anodes; Arrangements for rotating anodes; Cooling rotary anodes
    • H01J35/108—Substrates for and bonding of emissive target, e.g. composite structures

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Abstract

(57)【要約】 高速回転及び高熱応力にさらされるＸ線装置で使用される新規な標的アノードであって、Ｘ線放出性の高Ｚ金属材料、又は焦点トラックとして機能する金属炭化物にて被覆された基板から成り、高Ｚ金属材料又は金属炭化物を付着させ且つ結合させる基板の表面が高熱伝導率で指向的に方向決めされた繊維から成り、指向的に方向決めされた繊維が基板に結合され且つ基板とＸ線放出性の高Ｚ金属材料又は金属炭化物との間の結合を促進するようにした、標的アノードである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は、全体として、Ｘ線管の技術、より具体的には、内部応力が減少する
ため、回転アノードの寿命を延ばすことを可能にする、性能特徴が改良されたＸ
線管の回転アノード構造体に関する。
【０００２】 従来のＸ線管の回転標的アノードは、その構造体に使用される材料の異方性的
性質のため、欠点がある。異方性材料の性質上の制限のため、回転する標的アノ
ードは熱膨張率が一致しないことに起因して疲労を生じる。
【０００３】 回転するアノードを有するＸ線管は、Ｘ線を発生させるために使用される。こ
のことは、回転するアノード上の標的材料に高エネルギの電子を衝突させること
により行われる。典型的に、標的材料は、タングステン、モリブデン又はその合
金のような非反応性金属である。
【０００４】 標的の小さい表面積のみに電子が衝突する。この小さい表面積は、焦点スポッ
トと称され、Ｘ線源を形成する。標的に供給される高レベルの瞬間的な力は、焦
点スポットの小さい寸法と組み合わさり、Ｘ線管の設計者は標的アノードを回転
させて、これにより、標的アノードのより大きい領域の全体に亙って熱束を分配
する設計とすることになる。例えば、焦点トラックに沿った任意の所定の位置に
て熱エネルギを減少することを許容する、より速い回転速度又は標的アノードの
寸法をより大きくするとするといった、熱束を分配するための色々な技術が存在
する。
【０００５】 しかしながら、標的アノードを回転させることのできる最高速度、及び実用的
な標的アノードの寸法には実用面で制限がある。標的アノードの材料は、特定の
速度及びより大きい寸法のとき、最終的に破砕する。
【０００６】 熱応力を減少させようとして、異なる設計の標的アノードが使用されている。
かかる設計の全ては、全体として、ディスクの形態をした、基部又は基板を備え
ている。しかしながら、この点に関し、設計は構造が相違する。
【０００７】 図１には、基板１２を有する従来の標的アノード１０の外形を示す断面図が図
示されている。基板１２は、典型的に、炭素材料（例えば、黒鉛）から出来てい
る。黒鉛材料は、比較的弱体ではあるが、単位質量当たりの熱容量の性質が優れ
ている。これと代替的に、基板について炭素−炭素複合材料を使用することがで
きる。炭素−炭素複合材料は、炭素繊維を二次的又は三次的に相互に絡み合わせ
、次に、そのメッシュを炭素マトリックスにて充填して形成された繊維織地であ
り、ここにおいて、炭素織地及び炭素マトリックス材料が複合体を形成する。炭
素−炭素複合体は、その好ましい熱的及び機械的性質を有することが知られてい
る。
【０００８】 基板１２は、金属キャップ１４に結合される。金属キャップ１４は、典型的に
、チタンジルコニウムモリブデン（ＴＺＭ*）のようなモリブデン合金から出来 ている。*ＴＺＭは、メタルワークプランゼー（Ｍｅｔａｌｌｗｏｒｋ Ｐｌａ ｎｓｅｅ）の登録商標名である。典型的に、基板１２及び金属キャップ１４は、
共に融接されており、融接接合部１６を形成する。焦点トラックを形成する金属
キャップ１４の外端縁にて、Ｘ線放出性の標的材料１８の層が付着されている。
このＸ線放出性材料は、典型的に、タングステン又はその他の同様の材料又は合
金である。一般に、金属キャップ１４上における標的材料の層は、粉体金属法（
Ｐ／ｍ）により形成される。
【０００９】 図１の説明から、標的アノード１０は異なる材料層から成ることが明らかであ
ろう。不都合なことに、材料は異質であり、このため、熱膨張特性が相違する。
材料は可能な限り、その熱特性の点にて近いように選択されるが、相違は不可避
である。この熱膨張の不一致の結果として、ろう付け結合部１６は熱疲労により
弱体となるため、金属キャップ１４は基板１２から分離し勝ちとなる。このよう
にろう付け結合部１６は、亀裂を生じ、この亀裂は、標的アノード１０を破局的
に機能しなくする。
【００１０】 図２には、別の従来の標的アノードの外形が断面図で図示されている。標的ア
ノード２０は、基板２２と、該基板に付着させたＸ線放出性の標的材料２４とか
ら成っている。この型式のアノードにおけるＸ線放出性の標的材料２４は、化学
的気相成長法（ＣＶＤ）又は物理的気相成長法（ＰＶＤ）のような技術を使用し
て付着される。
【００１１】 標的アノード２０は、ろう付け結合が存在しないので、熱応力の影響が小さく
なる。しかしながら、標的アノードは、Ｘ線放出性の標的材料２４が基板２２に
結合される場合、材料に固有の熱応力を受ける。Ｘ線放出性材料と黒鉛（又はそ
の他の炭素支持材料）との間の境が焦点に近ければ近い程、その境における熱応
力は大きくなる。その結果、Ｘ線放出性の標的材料２４が基板２２から層剥離す
ることが依然問題として残る。
【００１２】 標的アノードに供給されるエネルギの９９％以上が熱として放散される一方、
供給されたエネルギの実質的に１％以下しかＸ線に変換されないから、熱管理は
、標的アノードが良好であるために極めて重要である。標的アノードへのエネル
ギーの伝達量が比較的多いことを考えると、標的アノードは、効率良く熱を放散
しなければならない。
【００１３】 従って、高速回転が可能であり、また、熱応力に対する感受性が小さい標的ア
ノード構造体及び材料を提供し得るならば、現在の技術に優る有利さか得られよ
う。また、層剥離を生じない標的アノード基板の上にＸ線放出性材料層を形成す
る新しい方法を提供することも有利なことであろう。
【００１４】
【発明の概要】
本発明の１つの目的は、熱疲労の効果に耐える、Ｘ線装置内にて使用するため
の標的アノードを提供することである。
【００１５】 本発明の１つの有利な点は、標的アノードがＸ線放出性材料を基板の頂部層に
内蔵させ、これにより、Ｘ線放出性材料が層剥離する可能性を少なくすることで
ある。
【００１６】 本発明の別の有利な点は、基板と結合する性質に従って、標的が、内蔵される
基板に対する熱伝導特性が改良された、焦点トラックに対するＸ線放出性材料を
利用することである。
【００１７】 本発明の更に別の有利な点は、標的が、Ｘ線放出性材料と基板との間の結合を
促進する境界面を基板とＸ線放出性材料との間に提供することである。 本発明の更に別の有利な点は、標的アノードが、Ｘ線放出性材料の粒子を基板
中に一体化することを容易にし、また、充填すべきＸ線放出性材料が毛状の突起
の全体に浸透を容易にする、表面を基板上に提供することである。
【００１８】 本発明は、Ｘ線装置用の標的アノードにて実現され、この場合、このアノード
には、高速回転及び応力が加えられ、標的アノードは、焦点トラックとして機能
するＸ線放出性の高Ｚ金属材料がその上に被覆されており、高Ｚ金属材料が被覆
された基板の表面は、高熱伝導性で指向的に方向決めされた炭素繊維から成り、
この指向的に方向決めされた炭素繊維が基板に結合され且つ基板とＸ線放出性の
高Ｚ金属材料との間の結合を促進する。該指向的に方向決めされた炭素繊維は、
基板と同一の高伝導性材料で形成される。この指向的に方向決めされた繊維の直
径は変更可能である。
【００１９】 炭素繊維と高Ｚ金属材料との間に生じるであろう、繊維との反応を少なくする
ため、指向的に方向決めされた繊維の一体性を向上させる拡散バリアが設けられ
る。
【００２０】 本発明の上記及びその他の目的、特徴、有利な点及び代替的な特徴は、添付図
面と併せて以下の詳細な説明を検討することにより、当業者に明らかになるであ
ろう。
【００２１】 ［発明の詳細な説明］ 次に、本発明の色々な要素が参照番号で表示され、当業者が本発明を具体化し
且つ使用することを可能にし得るように本発明を示す、図面に関して説明する。
以下の説明は、本発明の原理の単に一例にしか過ぎず、特許請求の範囲を限定す
るものと解釈されるべきではないと理解する。
【００２２】 本発明の好ましい実施の形態は、熱管理を向上させる診断用Ｘ線装置で使用さ
れるＸ線アノード用の構造体である。本発明によれば、熱特性の相違する少なく
とも２つの材料（Ｘ線放射性材料及びＸ線放射性材料が取り付けられる基板の材
料）をＸ線アノード内で組み合わせ、及びその間の結合を向上させ且つその結果
、Ｘ線アノードの寿命を引き延ばすことが必要である。
【００２３】 図３には、本発明の好ましい実施の形態が図示されている。Ｘ線アノード２８
は、標的材料３４に結合された炭素−炭素基板３２（以下に、炭素基板と称する
）から成る複合的構造体であり、該標的材料３４は、焦点トラックを形成する高
Ｚ金属材料（基板３２に対して誇張した寸法で図示）である。本発明の必須の要
素は、炭素基板に対し高Ｚ標的材料３４を結合する新規な機構を使用することで
ある。要するに、炭素基板３２は、適当な方法により炭素繊維に結合される。こ
の好ましい実施の形態において、結合は、ＣＶＤ法又は繊維と炭素基板との間に
て結合材料を炭素化することにより行われる。
【００２４】 炭素基板３２は炭素−炭素の複合材料からディスクとして形成される。炭素−
炭素複合体は、全体として、炭素繊維の間の空隙を充填する炭素基板の炭素マト
リックスにより共に保持された誇張した高さを有する炭素繊維３０（図３に図示
）を意味するものとする。炭素繊維は、織り型式又は不織型式とすることができ
、これにより、異なる特徴の性能を提供することができる。炭素基板３２は、回
転軸線３８の周りに中心がある、全体として同心状の円として形成された基板の
基部表面３６を有している。基板の基部表面３６は、高Ｚ標的材料３４が結合さ
れる高密度の繊維構造体を形成する、指向的に方向決めされた複数の繊維３０が
付着されている（図４、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃにより詳細に図示）。標的材料
３４は、Ｗ、Ｗ／Ｒｅ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＺｒＣ、ＮｂＣ又はその他の金属又は
金属炭化物或いはその組み合わせを使用して形成され、また、Ｘ線アノードに使
用すべく高Ｚ金属を適正に選択することに詳しい当業者により選択される。
【００２５】 上述したように、繊維構造体は、指向的に方向決めされた複数の炭素繊維３０
から成っている。炭素繊維３０は高熱伝導性（例えば、４００乃至１０００Ｗ／
ｍＫ以上）を有する。結合又はインプラントのような、望ましい炭素繊維構造体
とすることのできる任意の適当な方法を使用することができる。指向的に方向決
めされた複数の繊維は、板の基部表面３６の上に提供することが重要である。
【００２６】 図４には、かかる炭素繊維構造体の詳細が示されている。この図において、基
板の基部表面３６上に炭素繊維３０を提供すべく結合方法を選択した。従って、
炭素繊維が基板の基部表面３６に取り付けられる箇所である、各炭素繊維３０の
基部に炭素支持結合材料４２が図示されている。炭素繊維３０は、全体として、
炭素基板３２の基板の基部表面３６から垂直に伸長する毛状繊維又はストランド
と類似している。炭素繊維３０は、共に緊密に配置され且つ基板３２の表面を亙
って全体として均一に分配されている。炭素繊維３０の分配及び基板の基部表面
３６に対するその方向は、特定のパラメータの範囲内で変更が可能である。基板
への繊維の結合は、高温度、高負圧の加熱炉の環境内にて結合材料を炭素化する
間に行われる。
【００２７】 繊維構造体から得られる利点は、標的の表面３６に対して炭素繊維３０をより
一層不規則に分配し且つ方向決めすることにより得られる。換言すれば、炭素繊
維３０は、全て、基板の表面３６に対して多少の角度（例えば、３°乃至１０°
）だけ傾斜してもよいが、それでも依然として、基板３２と付着し且つ結合すべ
き金属の焦点トラックとの間に優れた結合状態を提供する。
【００２８】 図４のスケールは、説明の目的のために選択したものである。基板３２の厚さ
は、図示した炭素繊維３０の厚さと比較して遥かに厚くなる可能性がある。更に
、炭素繊維３０の長さは、かなり長くなり、結合材料４２の厚さもまた、図示し
たものと多少、相違する可能性がある。より正確な対象物の寸法範囲については
後で説明するが、図４は、本発明の要素を示すことを目的としている。
【００２９】 結合強度を増すための方法として、繊維構造体を使用することの有利な特徴を
検討するに伴い、少なくとも４つの特徴が明らかとなる。第一に、十分な数の炭
素繊維が存在しなければならない。第二に、炭素繊維は、望ましい寸法（幅）を
有しなければならない。第三に、炭素繊維は、基板の基部表面３６から十分な距
離を伸長し、炭素に対し何らかの「深さ」を持たせ、これにより、十分に大きい
遷移領域が形成されるようにしなければならない。第四に、基板の表面の所定の
領域内における充填密度、すなわち繊維の数もまた、比較的大でなければならな
い。要するに、これら特徴の全ては、焦点トラックを形成する金属材料を結合さ
せることのできる十分に多数の繊維を提供するという機械的な特徴に関係してい
る。
【００３０】 より具体的には、好ましい実施の形態において、Ｘ線アノードは、Ｘ線出力に
必要な最小限の高Ｚ材料被覆を用いる。しかしながら、こうした必要条件は、Ｘ
線アノードの用途に従って相違する可能性がある。例えば、金属材料被覆の厚さ
は、数１０μｍから数１００μｍまで相違する可能性がある。
【００３１】 炭素繊維３０自体に関し、炭素繊維３０は、比較的均一な円筒状の形状を有す
るとして図示したが、繊維は、断面が多少不規則な状態から粗状態のものにする
ことができる。例えば、各炭素繊維３０の頂部４４は、ギザギザや、図４に示す
ような丸味、或いは、比較的平滑で且つ平坦な構造体でもよい。炭素繊維３０の
長さは、０．０７６ｍｍ（０．００３インチ）乃至０．７６２ｍｍ（０．０３０
インチ）にて変化させることができる。適当な炭素繊維は、直径も変化させるこ
とができ、高充填密度とするためには、幾つかの直径寸法を組み合わせることが
可能である。典型的に、繊維の直径は８乃至１２μｍの範囲にあり、長さは約０
．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）乃至０．３８１ｍｍ（０．０１５インチ）の
範囲にある。更に、この好ましい実施の形態において、繊維密度は、１０％から
４０％に変化し、その残りのスペースは、高Ｚ金属又は炭化物にて充填される。
【００３２】 標的材料３４は、全体として、繊維３０間の殆どの空隙を充填することができ
、また、基板の基部表面３６に達することもある。しかしながら、高充填密度で
あることは、繊維３０が全体として、互いに対して平行であることを意味する。
【００３３】 アノード構造体に対して炭素繊維を使用することは、炭素の大きい熱放散特性
を活用することになる。更に、基板構造体に依存して、基板と繊維との間には、
最小の熱膨張の差が存在する。
【００３４】 繊維構造体を形成した後、その上に高Ｚ標的材料３４を付着させる。ＣＶＤ又
はＰＶＤ法のような当該技術分野にて当業者に公知の熱を付与する方法又はその
他の方法により、標的材料３４は繊維構造体に結合させる。標的材料３４は、高
エネルギの電子を衝突させたとき、Ｘ線放出性の性質が得られるように選択され
る。
【００３５】 標的アノード２０が使用されているとき、標的材料が炭素基板３２と反応して
、炭化物を形成することが標的材料の１つの特徴である。タングステン（又は、
ラングステン−３乃至１０％のレニウム合金）は、標的材料３４として使用され
、その結果は、ラングステン炭化物を形成することであるようである。この反応
の結果として、炭素繊維３０の機械的強度が低下する可能性がある。
【００３６】 図５Ａには、繊維の強度を保つため、本発明の別の特徴に従い、指向的に方向
決めされた繊維３０の一体性を向上させるため、炭素拡散バリア４０が設けられ
る。この拡散バリア４０は、標的材料３４を付着し且つ炭素繊維３０に結合する
前に、付着し且つ炭素繊維３０に結合する。図５Ａには、炭素繊維を基板の表面
３６に結合し、次に、拡散バリア４０を炭素繊維３０に付与し、次に、標的材料
３４を付与したことが示してある。結合材料４２は、全体として、前駆体が炭素
支持材料である、炭化した結合層である。
【００３７】 拡散バリア層４０は、このバリアを形成する材料の選択に依存して、２つの異
なる仕方にて機能することができる。その第一の作用方法は、拡散バリア４０が
標的材料３４と炭素繊維３０との間の反応を防止することである。第二の作用方
法は、炭素繊維３０を反応から保護する追加的な炭素層と相互作用する拡散バリ
ア用の材料を使用することである。
【００３８】 現在の好ましい実施の形態において、拡散バリア４０は、炭化物を形成しない
金属である、レニウムの約３乃至５μｍの層である。レニウムに代えて、任意の
高温度の炭化物非形成金属を使用することができ、また、他の厚さを提供するこ
ともできる。しかしながら、好ましくは、レニウムは、高Ｚ標的材料として使用
することもできる。従って、拡散バリアは、それ自体の構造により、炭素層及び
基板３２の炭素格子に最小程度の応力を生じさせる、炭化物形成金属とすること
もできる。
【００３９】 拡散バリアとして機能する材料を選択するための他の判断基準は、標的材料３
４から繊維３０又は基板３２への熱エネルギの伝導を著しく妨害しないことであ
る。
【００４０】 図５Ｂは、基板３２における炭素繊維３０の特定の構造体に対する１つの実施
の形態として掲げたものである。この図面には、炭素繊維３０と基板３２との間
に結合材料を使用することに代えて、拡散バリア４６を利用して炭素繊維が基板
に結合されることが図示されている。拡散バリア４６は、ＣＶＤ付着炭素層とす
ることができる。次に、高Ｚ標的材料３４を施工する。
【００４１】 図５Ｃは、本発明の別の代替的な実施の形態の図である。この実施の形態は、
基本的に、図５Ａ及び図５Ｂに図示した実施の形態を組み合わせたものである。
具体的には、炭素繊維３０は、ＣＶＤ施工により炭素層４６を使用して基板３２
に結合される。この図は図５Ｂと相違しており、次に、拡散バリア４０が施工さ
れる。この代替的な実施の形態における拡散バリア４０はレニウムである。最後
に、標的材料３４を施工する。
【００４２】 診断用Ｘ線装置に使用するのに適したＸ線アノードを製造する方法は次の基本
的なステップを備えている。第一のステップは、回転軸線の周りに中心がある、
全体として同心状の円として形成された面を有する基板を形成することである。
第二のステップは、本明細書に記載した方法の任意の方法、又は同等の繊維構造
体を形成するその他の方法を利用して、標的の表面上に指向的に方向決めされた
複数の繊維を形成するものである。第三のステップは、指向的に方向決めされた
複数の繊維に標的材料を付着し且つ結合し、これにより、標的に表面を形成する
ものである。
【００４３】 この方法の有利な点は、標的材料を繊維構造体内に完全に付着し且つ／又は次
に図６に図示するように、繊維の頂部面を標的材料で完全に覆うことにより標的
材料が基板から層剥離するのを防止することを含む。この結合は、拡散バリア材
料に依存して、炭素繊維構造体に対しコヒーレントな金属学的又は機械的結合を
通じて為される。また、この方法は、繊維と標的材料との間に拡散バリアを提供
することにより、炭素繊維を弱体にする炭化物が形成されることをも阻止する。
拡散バリアは、繊維構造体及び基板の端子格子の上に比較的僅かな程度の応力を
加える格子構造体を備える炭化物形成金属とすることができる。基板の表面３６
における炭素繊維及び高Ｚ材料の複合層は、２つの異質の材料の間で応力を拡散
する効果的な緩衝領域を提供する。かかる複合的構造体は、基板３２の焦点トラ
ックを破損させ又は層を剥離させる臨界的応力の発生を軽減するのを助ける。
【００４４】 拡散バリアにて使用される材料を選択するとき、考慮する必要のある設計上の
考慮事項は、Ｘ線アノードの複合的構造体を向上させるようにすることである。
このことは、基板３２と標的材料３４との間にて必要な結合特徴を得ることを通
じて簡単に実現される。
【００４５】 同様に、炭素−炭素基板を選択するとき、１つの重要な特徴は、その基板が標
的材料３４から基板３２の全体を通じ且つ全ての方向に向けて熱を放散する高熱
伝導率のヒートシンクとして機能する点である。好ましい実施の形態にとって、
炭素−炭素は複合体の既存の構造体の内、不織構造体のＣＶＤ複合体が最適であ
ると考えられる。それは、ＣＶＤ製造方法より、その熱伝導率が比較的均一で且
つ大きく、また、極めてコヒーレントな繊維対マトリックス構造体となるからで
ある。
【００４６】 上述した構成は、本発明の原理の適用例を単に示すものに過ぎないことを理解
すべきである。本発明の精神及び範囲から逸脱せずに、当業者は多数の改変例及
び代替的な構成を案出することができる。特許請求の範囲はかかる改変例及び構
成を包含することを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 基板を備え、該基板１２が典型的に炭素材料（例えば、黒鉛）で出来た、現在
技術の標的アノードのプロファイル断面図である。
【図２】 標的アノードが、基板と、該基板に付着したＸ線放出性標的材料２４とから成
る、現在の標的アノードをプロファイルの断面図で示す図である。
【図３】 本発明の原理により製造された、現在の好ましい実施の形態の図である。Ｘ線
アノードは、トラックを形成する高Ｚ金属材料に結合された炭素−炭素基板から
成る複合的構造体である。該基板は、ＣＶＤ法により炭素−炭素基板に結合され
た、指向的に方向決めされた複数の炭素繊維を有し、この炭素繊維は炭素−炭素
基板に対する高Ｚ金属材料の結合を向上させる。
【図４】 指向的に方向決めされた炭素繊維が炭素基板の表面に現れる方法を示す図であ
り、この場合、炭素繊維は、全体として炭素基板の表面に対して垂直に方向決め
される。
【図５】 ５Ａは、高Ｚ金属の標的材料と指向的に方向決めされた複数の炭素繊維との間
に拡散バリアを提供する着想の図である。 ５Ｂは、炭素繊維を基板に固着するためＣＶＤ炭素化層が使用され、拡散バリ
アが付与されない、図５Ａの１つの代替的な実施の形態の図である。 ５Ｃは、ＣＶＤ炭素化層を付与した後で且つ標的材料を付与する前、拡散バリ
アが炭素繊維に付与される、図５Ｂの１つの代替的な実施の形態の図である。
【図６】 その間に拡散バリアが付与された、指向的に方向決めされた炭素繊維と、これ
ら繊維の頂部に被覆された高Ｚ材料とが炭素−炭素基板の表面に付着された１つ
の実施の形態の図である。
【手続補正書】
【提出日】平成１３年３月２３日（２００１．３．２３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正内容】

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転軸線を有するＸ線管用の回転可能なアノードにおいて、 炭素−炭素材料で形成され且つ基板の基部表面を有する基板と、 前記基板の基部表面に付着した、指向的に方向決めされた複数の繊維と、 指向的に方向決めされた前記複数の繊維を覆う前記基板の基部表面上に形成さ
    れた標的とを備え、該標的は標的材料を有し、該標的材料は指向的に方向決めさ
    れた前記複数の繊維に結合されたことを特徴とするＸ線管用の回転可能なアノー
    ド。
  2. 【請求項２】 請求項１のＸ線管用の回転可能なアノードにおいて、前記基
    板の基部表面は、前記回転軸線の周りに中心がある実質的に同心状の円であって
    、前記回転軸線に対する基端側の半径から前記回転軸線に対する末端側の半径ま
    で伸長する円の形状とされる、Ｘ線管用の回転可能なアノード。
  3. 【請求項３】 請求項２のＸ線管用の回転可能なアノードにおいて、指向的
    に方向決めされた前記複数の繊維は、前記基板の基部表面に結合された炭素繊維
    にて形成される、Ｘ線管用の回転可能なアノード。
  4. 【請求項４】 請求項３のＸ線管用の回転可能なアノードにおいて、前記炭
    素繊維は離間配置され、該炭素繊維間を前記標的材料が貫通し、もって、前記標
    的材料の少なくとも一部が前記基板と接触するようにした、Ｘ線管用の回転可能
    なアノード。
  5. 【請求項５】 請求項４のＸ線管用の回転可能なアノードにおいて、前記炭
    素繊維は略々平行で且つ前記基板の基部表面に対し略々垂直である、Ｘ線管用の
    回転可能なアノード。
  6. 【請求項６】 請求項５のＸ線管用の回転可能なアノードにおいて、前記標
    的材料は、Ｗ、Ｗ／Ｒｅ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＺｒＣ、ＮｂＣから成る高Ｚ材料の
    群から選択される、Ｘ線管用の回転可能なアノード。
  7. 【請求項７】 請求項６のＸ線管用の回転可能なアノードにおいて、前記炭
    素繊維は、複数の繊維と炭素基板との間の結合材料を炭素化する方法及びその後
    の炭素ＣＶＤ法により高Ｚ材料に結合される、Ｘ線管用の回転可能なアノード。
  8. 【請求項８】 請求項７のＸ線管用の回転可能なアノードにおいて、指向的
    に方向決めされた隣接する繊維の間に拡散バリアを提供し得るように前記指向的
    に方向決めされた繊維に付着された非炭化物形成材料の層を更に備える、Ｘ線管
    用の回転可能なアノード。
  9. 【請求項９】 請求項８のＸ線管用の回転可能なアノードにおいて、非炭化
    物形成材料の前記層はＲｅである、Ｘ線管用の回転可能なアノード。
  10. 【請求項１０】 請求項９のＸ線管用の回転可能なアノードにおいて、非炭
    化物形成材料の前記層は、約３乃至５μｍの厚さにて前記炭素繊維に付着される
    、Ｘ線管用の回転可能なアノード。
  11. 【請求項１１】 請求項８のＸ線管用の回転可能なアノードにおいて、前記
    炭素繊維を前記基板に結合する炭素化した材料層を更に備える、Ｘ線管用の回転
    可能なアノード。
  12. 【請求項１２】 請求項７のＸ線管用の回転可能なアノードにおいて、指向
    的に方向決めされた隣接する繊維の間に拡散バリアを提供し得るように前記指向
    的に方向決めされた繊維に付着された炭化物形成材料の層を更に備える、Ｘ線管
    用の回転可能なアノード。
  13. 【請求項１３】 請求項１２のＸ線管用の回転可能なアノードにおいて、炭
    化物形成材料の前記層は非炭化物形成材料の層にて被覆される、Ｘ線管用の回転
    可能なアノード。
  14. 【請求項１４】 請求項１３のＸ線管用の回転可能なアノードにおいて、炭
    化物形成材料の前記層は、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＺｒＣ、ＮｂＣから成る高Ｚ炭化物
    材料の群から選択され、前記非炭化物形成材料がＲｅである、Ｘ線管用の回転可
    能なアノード。
  15. 【請求項１５】 請求項３のＸ線管用の回転可能なアノードにおいて、前記
    炭素繊維は全体として０．７６２ｍｍ（０．０３インチ）以下の長さである、Ｘ
    線管用の回転可能なアノード。
  16. 【請求項１６】 請求項３のＸ線管用の回転可能なアノードにおいて、前記
    炭素繊維は、前記基板の基部表面における高充填密度を促進し得るように長さの
    異なる複数の直径にて形成される、Ｘ線管用の回転可能なアノード。
  17. 【請求項１７】 請求項３のＸ線管用の回転可能なアノードにおいて、前記
    炭素繊維の各々の直径は８乃至１２μｍの範囲にある、Ｘ線管用の回転可能なア
    ノード。
  18. 【請求項１８】 請求項１のＸ線管用の回転可能なアノードにおいて、指向
    的に方向決めされた前記複数の繊維は１０乃至４０％の繊維密度を有する前記基
    板の基部表面に形成され、前記繊維の間の残りのスペースは前記標的材料で充填
    される、Ｘ線管用の回転可能なアノード。
  19. 【請求項１９】 請求項１のＸ線管用の回転可能なアノードにおいて、前記
    標的材料は、指向的に方向決めされた前記複数の繊維上に約１．０１６ｍｍ（約
    ０．０４インチ）の深さまで付着される、Ｘ線管用の回転可能なアノード。
  20. 【請求項２０】 回転軸線を有するＸ線管用の回転可能なアノードにおいて
    、 炭素−炭素材料にて形成され、基板の基部表面を有する基板であって、前記基
    板の表面が、前記回転軸線に対してそれぞれの基端側から末端側の半径まで伸長
    する、回転軸線の周りに中心がある実質的に同心状の円である基板と、 前記基板の基部表面に付着した、指向的に方向決めされた複数の繊維と、 指向的に方向決めされた前記複数の繊維を覆う前記基板の基部表面に形成され
    た標的であって、高Ｚ標的材料から成り、該標的材料が指向的に方向決めされた
    前記複数の繊維に結合される標的と、 指向的に方向決めされた前記複数繊維と前記標的材料との間に付着された炭化
    物形成材料の中間層とを備える、Ｘ線管用の回転可能なアノード。
  21. 【請求項２１】 請求項２０のＸ線管用の回転可能なアノードにおいて、指
    向的に方向決めされた前記複数の繊維は炭素繊維にて形成される、Ｘ線管用の回
    転可能なアノード。
  22. 【請求項２２】 請求項２１のＸ線管用の回転可能なアノードにおいて、前
    記中間層は非炭化物形成材料により被覆され、該非炭化物形成材料層は前記標的
    材料に隣接する、Ｘ線管用の回転可能なアノード。
  23. 【請求項２３】 回転軸線を有するＸ線管用の回転可能なアノードにおいて
    、 炭素−炭素材料から成るディスクとして形成され、基板の基部表面を有する基
    板と、 前記基板の基部表面に付着した、指向的に方向決めされた複数の炭素繊維と、 指向的に方向決めされた前記複数の繊維を覆う前記基板の基部表面に形成され
    た標的であって、高Ｚ標的材料から成る標的と、 指向的に方向決めされた前記複数の繊維と前記標的材料との間に付着された非
    炭化物形成材料の中間層であって、前記標的材料に結合され且つ前記炭素繊維と
    前記標的材料との間に相互作用を生じさせる炭化物の形成を制限する拡散バリア
    を形成する中間層とを備える、Ｘ線管用の回転可能なアノード。
  24. 【請求項２４】 請求項２３のＸ線管用の回転可能なアノードにおいて、前
    記炭素繊維を結合するため前記基板の基部表面に付着された炭素化層を更に備え
    る、Ｘ線管用の回転可能なアノード。
  25. 【請求項２５】 請求項２４のＸ線管用の回転可能なアノードにおいて、前
    記炭素−炭素基板が、少なくとも一部、不織炭素繊維から成る、Ｘ線管用の回転
    可能なアノード。
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