JP2010140879A - Ｘ線管用ターゲットおよびそれを用いたｘ線管、ｘ線検査装置ならびにｘ線管用ターゲットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高温強度に優れ、コストダウンを可能にしたＸ線管用ターゲットおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】 グラファイト基材と、Ｍｏ基材もしくはＭｏ合金基材とを接合層を介して接合したＸ線管用ターゲットにおいて、前記接合層についてＥＰＭＡにより組成比を検出したとき、前記接合層はＭｏＴａＴｉの拡散相、ＴａＴｉ合金相、Ｔａリッチ相、ＺｒＴａ合金相を具備することを特徴とする。また、ＭｏＴａＴｉの拡散相は、ＭｏＴａＴｉの固溶体を具備していることが好ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、高温耐熱性の優れたＸ線管用ターゲットおよびそれを用いたＸ線管、Ｘ線検査装置ならびにＸ線管用ターゲットの製造方法に関する。

Ｘ線管は、Ｘ線の透過力を利用して人体などの被検体内部の状況を把握するＸ線ＣＴ装置、Ｘ線透視装置、構造物内部の欠陥やケース内部等を検出する非破壊検査用分析装置（例えば荷物検査装置）といった各種Ｘ線検査装置に用いられている。
Ｘ線検査装置は、Ｘ線を発生させるＸ線管と、被検体を透過したＸ線を検出するためのシンチレータ（イメージ増幅管含む）を具備したＸ線検出部を備えている。
Ｘ線管は、一般にガラスバルブ、金属またはセラミックス製容器内に対向するように配置された一対の陰極および陽極を具備しており、陰極はタングステンフィラメント等から構成され、また陽極はタングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ）またはその合金からなるターゲットから構成されている。このＸ線管の動作原理は、陰極のタングステンフィラメントを加熱することによって電子が放出され、それらが陽極と陰極間に印加した電圧により加速され、電子ビームとして運動エネルギーをもって陽極となるターゲットに衝突し、その結果、ターゲットからX線が所定方向に放出させるというものである。
近年、Ｘ線ＣＴやＸ線透視装置、非破壊検査装置にはＸ線画像の高精細化による解像力の向上、および動画像取得や検査時間の短縮が求められている。Ｘ線CTの解像力向上のためには、Ｘ線検出部に用いられるＸ線シンチレータ１個１個を小型化し、同一検出面積に多数配列することが必要となる。しかしながらＸ線シンチレータが小型になると、単位面積あたり同一のＸ線入射エネルギーに対するＸ線検出感度は低下してしまう。この感度低下は、Ｘ線管のＸ線出力をより大きくすることで補うことが可能である。さらにまた動画像取得や検査時間の短縮もＸ線管のＸ線出力をより大きくすることにより実現できる。このようなことから、従来以上に強力なＸ線を発生させることができる高出力Ｘ線管が求められるており、その開発実用化が行われている。

一般にＸ線管のＸ線出力を大きくするには、ターゲットへ衝突する電子の運動エネルギーを増加させる必要がある。しかしながら電子の運動エネルギーの一部は熱エネルギーとしてターゲット上の電子衝突部分の温度を上昇させてしまい、ターゲット自体の溶融や温度上昇によるターゲットの金属相の劣化を引き起こしてしまう。
そのため多くの高出力Ｘ線管は、ターゲットを軸対称回転体(例えば円板状)とし、電子ビームに対して２０００ｒｐｍ〜１００００ｒｐｍ以上の高速度で回転させて電子ビーム照射を受けるターゲットの焦点面を常に変化させ、局所的な温度上昇を防止するような構造を採っている。このようなターゲットをもつＸ線管は回転陽極(ターゲット)Ｘ線管と呼ばれている。
このような回転陽極Ｘ線管のさらなる高出力化のためには、（１）ターゲットの回転速度をさらに高めて冷却効率を向上させた上で、ターゲットに衝突する電子ビームの運動エネルギーを大きくする、（２）ターゲットを大型化し、電子ビームが衝突する面積を広くする等の方法がある。
Ｘ線ＣＴやＸ線検査装置のＸ線管は連続照射ではなく、一つのＣＴ検査、一つの非破壊検査が終了すると次の検査までの間にＸ線照射をしない時間（ターゲットにエネルギー入力のない時間）がある。このため、ターゲット全体の熱容量を大きくしておくことにより、Ｘ線照射時のターゲットの最高温度を抑えることが可能となるとともにターゲットの平均温度を高めることが可能となりＸ線管の高出力に対応できる。ターゲット全体の熱容量を大きくする際にターゲットは回転体となるため、その質量はなるべく小さくすることが望ましい。ターゲットの電子ビームが衝突する部分は前記のとおり、Ｗ、Ｍｏやその合金が必要とされるが、密度が大きく比熱の小さいＷ、Ｍｏやその合金のみでターゲットを構成するには質量が過大となり適当でない。そこで大きな熱容量とターゲットの重量増加抑制のためには高温での機械的強度に問題がなく、比熱の大きい材料である炭素をＷ、Ｍｏやその合金と接合して使用することが望ましいことになる。

また、高出力Ｘ線管のＸ線管ターゲットを実現する方法として、Ｗ、Ｍｏやその合金のターゲットサイズをより大きくして放熱面積を拡大する方法が考えられるが、前記のとおり高速回転に耐える回転体剛性を考慮した構造と軸受けを含めてＸ線管として大幅な重量と寸法の増加が必要となってしまう。さらに高速スキャニングが趨勢となっているＣＴ装置に用いる場合、ＣＴ装置のＸ線管全体もＣＴスキャニング速度で回転させる必要があるため、その大きな遠心力に耐える構造にするには大きな困難が伴う。
前記のようにＷ，Ｍｏと炭素を接合したＸ線管であればターゲットの軽量化をなし得ることができる。このようなＸ線管用ターゲットとして特許第３０４０２０３号公報（特許文献１）や特表２００７−５１２９５９号公報（特許文献２）が提案されている。特許文献１はろう材としてＶ（バナジウム）を使用し、特許文献２は金属基材にあらかじめろう材をスパッタリング法により被着させてから接合する方法を用いている。

特許第３０４０２０３号公報 特表２００７−５１２９５９号公報

特許文献１および特許文献２の方法を用いることにより、高温下での接合強度に優れたＸ線管用ターゲットが得られている。しかしながら、特許文献１のようにバナジウムを使ったろう材はバナジウムが非常に高価であることから製造コストがかかる。さらにバナジウムは毒性があることから人体や環境への負担が大きい。また、特許文献２はろう材の接合時にスパッタリング法を使用することから製造管理が煩雑であり、製造コストがかかる。このため、製造工程を簡素化でき、かつ高温下での接合強度に優れたＸ線管用ターゲットが求められていた。
本発明は、このような問題を解決するためのもので高温下での接合強度を高めると共に安価な接合方法によりＸ線管用ターゲットおよびその製造方法並びにＸ線検出器を提供するものである。

本発明のＸ線管用ターゲットは、炭素基材と、Ｍｏ基材もしくはＭｏ合金基材とを接合層を介して接合したＸ線管用ターゲットにおいて、前記接合層についてＥＰＭＡにより組成比を検出したとき、前記接合層はＭｏＴａＴｉの拡散相、ＴａＴｉ合金相、Ｔａリッチ相、ＺｒＴａ合金相を具備することを特徴とするものである。
前記ＭｏＴａＴｉの拡散相は、ＭｏＴａＴｉの固溶体を具備していることが好ましい。また前記ＴａＴｉ合金相は、Ｍｏ含有量が１０質量％以下（０含む）であることが好ましい。また前記Ｔａリッチ相は、Ｔａが９０質量％以上であることが好ましい。さらにまた前記ＺｒＴａ合金相は、ＺｒＣ相を具備していることが好ましい。
なお前記接合層の厚さは２０〜２０００μｍであることが好ましい。また前記ＭｏＴａＴｉの拡散相の厚さは１〜６０μｍ、前記ＴａＴｉ合金相の厚さは１０〜５００μｍ、前記Ｔａリッチ相は１〜６００μｍ、残り前記ＴａＺｒ相であることが好ましい。また炭素基材の接合層接触面には凹部が設けられていることが好ましい。このようなＸ線管用ターゲットはＸ線管、さらにはＸ線検査装置に最適である。

また本発明のＸ線管用ターゲットの製造方法は、炭素基材とＭｏ基材またはＭｏ合金基材とを接合層を介して接合したＸ線管用ターゲットの製造方法において、炭素基材とＭｏ基材またはＭｏ合金基材との間にＴａＴｉ合金からなる第１ろう材層、ＴａまたはＴａ合金からなる第２ろう材層、Ｚｒからなる第３ろう材層を設ける工程、１７５０〜１９５０℃の温度下で接合する工程を具備するものである。また接合時の温度は、１８１０〜１８９０℃であることが好ましい。また接合は、１〜２００ｋＰａの圧力を付加しながら行うことが好ましい。また接合は、真空中または非酸化性雰囲気中で行うことが好ましい。また第１ろう材層、第２ろう材層、第３ろう材層の形状は箔体状であることが好ましい。

本発明によれば、高温下での接合強度に優れたＸ線管用ターゲットを提供することができる。また高温下での接合強度が優れていることから、信頼性の高いＸ線検出器を得ることができる。またバナジウムのような高価でかつ毒性が高い材料を使用する必要がなく、製造コストが低い上に人体や環境への負担が非常に少ない。また接合製造において、スパッタ成膜等が必要ないことから、大幅なコストダウンを図ることができる。

本発明のＸ線管用ターゲットは炭素基材と、Ｍｏ基材もしくはＭｏ合金基材とを接合層を介して接合した構造を具備するものである。図１にＸ線管用ターゲットの一例を示す断面を示す。図中、１はＸ線管用ターゲット、２はＭｏ基材（もしくはＭｏ合金基材）、３は接合層、４は炭素基材、５は回転軸を挿入するための穴部である。
Ｍｏ（モリブデン）基材２は、電子線照射面となる部材である。Ｍｏは比重が高いため、Ｍｏ基材のみでＸ線管用ターゲットを構成するとターゲットが重くなり、高速回転させるための保持具（回転軸）、回転機構（モータ）などの補強が必要となる。そのため、ターゲットの一部を炭素基材４に置き換えることが重要である。また、Ｍｏ合金としては高温強度を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えばＴｉやＺｒを合計で０．２〜１０質量％含有したＭｏ合金が挙げられ、もしくはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｌａ、Ｔａ、Ｙ、Ｎｂ、Ｗ、Ｒｅ等を金属単体、酸化物、炭化物のいずれか１種を０．２〜１０質量％含有したＭｏ合金が挙げられる。また、電子線照射面には、必要に応じてＷ（タングステン）やＲｅ−Ｗ合金（レニウムタングステン合金）を設けても良い。また、炭素基材としてはグラファイト基材などが挙げられる。

Ｘ線管用ターゲットの軽量化と高温下での接合強度を両立するためにはＭｏ基材２と炭素基材４を強固に接合する接合層３が必要である。本発明では接合層についてＥＰＭＡにより組成比を検出したとき、前記接合層はＭｏＴａＴｉの拡散相、ＴａＴｉ合金相、Ｔａリッチ相、ＺｒＴａ合金相を具備することを特徴としている。
なお本発明においてＥＭＰＡを用いるのは、化学分析ではなかなか困難は微小領域での面分析が可能であるからである。具体的には、まず接合層を厚さ方向に切断し、切断面の表面粗さ(Ｒａ)が１μｍ以下になるようにダイヤモンド等で研磨する。そしてＥＰＭＡにより定性・定量分析等を行う。
本発明の接合層の一例を図２に示す。図２中、２はＭｏ基材、３は接合層、４は炭素基材、６はＭｏＴａＴｉの拡散相、７はＴａＴｉ合金相、８はＴａリッチ相、９はＺｒＴａ合金相である。
本発明の接合層はＴａ（タンタル）、Ｔｉ（チタン）、Ｚｒ（ジルコニウム）を必須成分として具備するものである。一般にＺｒと炭素は強固な接合を得ることができる一方で、ＺｒとＭｏは融点の低い共晶合金を形成してしまう。融点の低い共晶合金が存在すると、高温下での接合強度が低下する。このようなＺｒＭｏ共晶合金の形成を防ぐために、ＺｒとＭｏの間にＴａを設置することが望ましい。ＴａはＭｏと合金化しても融点は低くならないため、Ｚｒの拡散防止に効果的である。

また一般にＴａとＭｏを接合するには、Ｔａの融点（２９９６℃）以上の温度に加熱して液相化しなければならない。しかしながらそのような温度下ではＭｏ基材の機械的強度が大幅に低下し、製品としての品質が劣化してしまう。そこでそのような問題を解決するため、本発明ではＴａＴｉ合金を用いている。すなわちＴａＴｉ合金は、ＴａとＴｉの組成比を制御することにより、Ｔａの融点（２９９６℃）とＴｉの融点（１６６８℃）の間で任意の融点を持つ固溶体となる。これにより、Ｍｏ基材の機械的強度の劣化が起こりにくい温度領域にて融点を持つＴａＴｉ合金を作製することができる。さらにまた、Ｔｉは高温下では酸化物よりも酸素を固溶した状態の方がエネルギー的に安定ため接合面上の酸素がＴｉ中に取り込まれ、その結果、接合に適した清浄な表面を得ることができる。

以上のことから、本発明の接合層はＴａ（タンタル）、Ｔｉ（チタン）、Ｚｒ（ジルコニウム）を必須成分としている。以下に各相について説明する。
ＭｏＴａＴｉの拡散相は、Ｍｏ基材のＭｏとろう材として用いるＴａＴｉ合金が相互に拡散してできた相で、ｂｃｃ結晶構造をもつ固溶体を形成している。また拡散相中のＭｏ含有量は、１０質量％を超えた量である。ＭｏＴａＴｉの拡散相の厚さは１〜６０μｍ、好ましくは５〜４０μｍである。例えば、後述する製造方法を用いれば、Ｍｏが拡散したＴａＴｉ合金相（固溶体）を形成することができる。

ＭｏＴａＴｉの拡散相は連続した層としてＭｏ基材上に形成されていることが望ましいが、Ｍｏ基材上の面積比で８０％以上に拡散相が形成されていればよい。一方、ＭｏＴａＴｉの拡散相の厚さが１μｍ未満であると拡散相が形成されない部分が生じやすい（面積比で１０％未満になりやすい）。一方、６０μｍを超えると高温下での接合強度の改善効果が飽和するだけではなく、厚さのばらつきが大きくなり接合強度の低下が生じる可能性がある。

また、ＴａＴｉ合金相は、Ｔｉが１０質量％以上５０質量％以下、Ｍｏ含有量１０質量％以下（０含む）、残部Ｔａである相のことである。前記したようにＴａＴｉ合金相はＴａとＴｉの固溶体を形成している。
ＴａＴｉ合金相の厚さは１０〜５００μｍ、さらには３０〜３００μｍが好ましい。厚さが１０μｍ未満では連続した層状にならない部分ができてしまう可能性がある。一方、３００μｍを超えるとＴａＴｉ合金相を設ける効果が飽和する。またＴｉはろう材表面の酸素を内部に取り込むことができるため、前記したろう材表面のクリーニング効果を得ることができる。このため、ＴａＴｉ合金相は連続した層状であることが好ましい。

Ｔａリッチ相はＴａを９０質量％以上１００質量％以下となる相のことである。Ｔａリッチ相中のＴａ以外の成分としてＴｉを１０質量％以下（０含む）、Ｚｒを１質量％以下（０含む）含有していてもよい。Ｔｉ含有量が１０質量％以下（０質量％含む）の領域を具備することにより、後述するＺｒＴａ合金相からＺｒが必要以上に拡散するのを防ぐことができる。必要以上のＺｒの拡散を防ぐことにより、低融点のＭｏＺｒ共晶合金ができるのを防ぐことができる。また、Ｔａリッチ相は厚さが１〜６００μｍであることが好ましい。１μｍ未満ではＺｒの拡散防止効果が不足するおそれがあり、６００μｍを超えるとＺｒの拡散防止効果の改善が見られない。Ｔａリッチ相のさらに好ましい厚さは、３０〜４００μｍである。

ＺｒＴａ合金相は、Ｔａを含有しているＺｒ相のことである。このＺｒＴａ合金相は、Ｚｒが炭素と反応してＺｒＣ相を形成する場合がある。また、ＺｒＣ相はＺｒとＣの反応による微細析出（微細粒子の析出）であり、ＺｎＴａ合金相中に微細な析出物を分散することによってＺｒＴａ合金相の機械的強度を高める効果があるため、高温下での接合強度をより向上させることができる。また、ＺｒＴａ合金相は連続した層状であることが好ましい。また、ＺｒＣ相は図３（図３中、９はＺｒＴａ合金相、１０はＺｒＣ相）に示したようにＺｒＴａ合金相中に微細に分散した状態であることが好ましく、ＺｒＴａ合金相中に０．１〜数％（体積比）存在すればその効果が十分となる。

以上のような接合層は合計の厚さが２０〜２０００μｍであることが好ましい。なお前記接合層とはＭｏＴａＴｉの拡散相からＺｒＴａ合金相（ＺｒＣ相がある場合はＺｒＣ相を含む）までの厚さを合計した範囲である。また接合層の厚さが均一でないとき（例えば、後述する接合面に凹部を設ける場合）は、最も短い距離を接合層の厚さとする。
このような接合層を具備することにより、高価でかつ毒性が高いバナジウム等を使用することなく高温下での接合強度が高いＸ線管用ターゲットを得ることができる。しかも本製造方法は工程が簡素なため、コスト低減を図ることが可能である。

また、さらに接合強度を高めるために炭素基材の接合層接触面には凹部を設けることも有効である。図４に凹部を設ける一例を示した。図４中、４は炭素基材、９はＺｒＴａ合金相、１１は凹部である。凹部を設けることによりアンカー効果が得られる。凹部は図４に示したＶ（ブイ）字型に限られるものではなく、断面凹状、Ｕ字型などが挙げられる。また、凹部は、ドット状、縦溝、横溝、格子状、円状、多角形状、渦巻き状など特に限定されるものではない。また、凹部はグラファイト基材接合面の面積比１０〜５０％の範囲で設けることが好ましい。１０％未満では凹部を設ける効果が小さく、５０％を超えると炭素基材の強度が低下するおそれがある。

本発明のＸ線管用ターゲットは高温下での接合強度に優れているため、２０００ｒｐｍ以上、さらには１００００ｒｐｍ強の高速回転するＸ線管、直径９ｃｍ以上の大型ターゲット、印加電圧１００ｋＶ以上の高出力Ｘ線管等に用いた場合、最適である。そのため、本発明のＸ線管用ターゲットを用いることで、Ｘ線検査装置の信頼性を向上させることができる。
本発明のＸ線管用ターゲットは上記構成を具備すれば製造方法は特に限定されるものではないが、効率よく得る方法として次の方法が挙げられる。

まず、ろう材として、ＴａＴｉ合金からなる第１ろう材層、ＴａまたはＴａ合金からなる第２ろう材層、Ｚｒからなる第３ろう材層を調整する。第１ろう材層、第２ろう材層、第３ろう材層の製造方法は、各金属の箔体を設置する方法、もしくは各金属粉末をペースト状にして塗布する方法等があるが、箔体を設置する方法の方が取り扱い上、容易である。特に、直径９ｃｍ以上の大型ターゲットを製造する際は、金属粉末によるペーストでは塗布ムラが生じやすくなるため、連続した層状を得るには箔体を用いた方がより好ましい。図５にろう材層を設ける工程の一例を示す。図５中、２はＭｏ基材、４は炭素基材、１２は第１ろう材層、１３は第２ろう材層、１４は第３ろう材層である。Ｍｏ基材と炭素基材の間に、Ｍｏ基材／第１ろう材層／第２ろう材層／第３ろう材層／炭素基材の積層構造となるように各ろう材層を設置する工程を行う。

また第１ろう材層のＴａＴｉ合金の組成比は、Ｔｉが３０〜８０質量％、残部Ｔａからなるものである。この範囲であれば融点を１７５０〜１９５０℃に設定できるので、接合時の温度を１７５０〜１９００℃の範囲にすることができる。また第２ろう材層はＴａまたはＴａ合金を用いるが、Ｔａのみの場合は純度が９９％以上（不純物１質量％以下）のものが好ましい。また第３ろう材層はＺｒを用いるが、その純度は９８％以上（Ｈｆ等の不純物２質量％以下）のものが好ましい。
また第１ろう材層、第２ろう材層、第３ろう材層の厚みは目的とする接合層の厚さの２０％増し程度が望ましいが、例えば、好ましい範囲として第１ろう材層は０．０２〜０．２ｍｍ、第２ろう材層は０．２〜０．６ｍｍ、第３ろう材層は０．１〜０．３ｍｍである。例えば、第１ろう材層の厚さが薄すぎると作製が困難となり接合後の接合層組成ばらつきが大きくなる。また第２ろう材層および第３ろう材層は薄すぎるとＺｒが接合相を拡散してＭｏＺｒ共晶相が形成されてしまう。この相が形成されると、前記のように高温下での接合強度が大幅に低下する。また各ろう材層が厚すぎると、接合時に液相となったろう材がターゲット外部へ漏れ出てしまう危険性が高い。

次に積層構造としたものを、１７５０〜１９００℃の温度下で接合する工程を行う。この時、温度が１７５０℃未満では各ろう材層が十分に液相化しない。また、１９００℃を超えるとＭｏ基材の機械的強度が大幅に劣化してしまう可能性がある。さらに好ましい温度は１８１０〜１８９０℃である。Ｚｒの融点(１８５２℃)と同等以下の温度領域であれば、Ｚｒがターゲット外部へ漏れ出てしまう危険性が低い。

また、接合する際、圧力１〜２００ｋＰａを付加しながら行うことが望ましい。圧力を付加しながら接合することで接合強度を向上させることができる。圧力が１ｋＰａ未満では圧力を加える効果が不十分であり、２００ｋＰａを超えると接合時にろう材層が液相となりターゲット外に溢れ出るおそれがある。さらに好ましい圧力は２〜５０ｋＰａである。
また接合工程は、真空中または非酸化性雰囲気中で行うことが好ましい。この真空とは、1×１０^−２Ｐａ以下が好ましい。また非酸化性雰囲気とは、窒素、アルゴン雰囲気等が挙げられ、特にアルゴン雰囲気が好ましい。また真空中または非酸化性雰囲気中で行うことにより、ろう材層が必要以上に酸化されることを防止することができる。また接合する際は、前処理として水素雰囲気中での熱処理も有効である。このように接合面を水素雰囲気にさらすことにより、接合を阻害する要因となる吸着酸素や酸化物等を除去することができ、接合強度をさらに高めることができる。

また接合時の加熱時間は、上記条件にもよるが１分〜１時間の保持が好ましい。前記加熱時間は接合層の温度が目的とする接合温度に対し±１０℃の範囲内になってから１分〜１時間保持することが好ましい。
また接合後、必要に応じ側面の研磨加工等の後工程を行う。さらにまたＸ線管に組込む際は、回転軸（シャフト）に接合して組み込む。本発明のＸ線管用ターゲットは回転陽極に好適であり、高温強度に優れているので回転速度２０００ｒｐｍ以上の、直径９ｃｍ以上さらには１２ｃｍ以上の大型ターゲット、または印加電圧１００ｋＶ以上の高速、大型、高出力のＸ線管に好適である。また、本発明のＸ線管はシンチレータ等の検出器と組み合わせることによりＸ線検査装置を得ることができる。Ｘ線管が高速、大型または高出力に対応できるのでＸ線検査装置としての性能も向上できる。特に、ＣＴ用Ｘ線検査装置や透視用Ｘ線検査装置に好適である。ＣＴは画像を立体的（３次元画像）に処理できる検査装置であり、透視用はＣＴに比べ短時間で２次元画像を得ることのできる検査装置である。どちらの場合もＸ線管の高速、大型または高出力が必要である。

［実施例］
以下、本発明の実施形態について、実施例および比較例により具体的に説明する。
（実施例１）
第１ろう材層として厚さ０．０５ｍｍのＴａＴｉ合金箔（Ｔｉ含有量４５質量％）、第２ろう材層として厚さ０．２ｍｍのＴａ箔（純度９９質量％以上）、第３ろう材層として厚さ０．１５ｍｍのＺｒ箔（純度９８質量％以上）の箔体状ろう材層を調整した。
Ｍｏ基材／第１ろう材層／第２ろう材層／第３ろう材層／グラファイト基材となるように積層させた後、真空中（１×１０^−２Ｐａ以下）、１８６０℃×２０分、圧力の付加１０ｋＰａの条件下で接合することにより、実施例１にかかるＸ線管用ターゲットを作製した。なお、ターゲットの直径は１０ｃｍであり、Ｍｏ基材としてＴｉを０．５質量％、Ｚｒを０．０８質量％、残部ＭｏからなるＭｏ合金基材を用いた。また、グラファイト基材の接合面側には断面Ｖ字の溝を渦巻き状に面積比２０％で形成した。
得られたＸ線管用ターゲットの接合部断面を切り出し、表面粗さＲａが１μｍになるまで研磨した後、ＥＰＭＡにて接合部断面の各相の組成、厚さ等を調査した。その結果を表２に示す。

（実施例２〜５）
ろう材層の厚さ、合金組成、接合条件等を表１に示すように変えたものを作製し、実施例１と同様にＥＰＭＡに調査した。その結果を表２に示す。
（比較例１）
グラファイト基材上に、厚さ１００μｍのＺｒ箔、Ｍｏ基材を乗せて真空中（１×１０^−２Ｐａ以下）、１７２０℃×５分、圧力の付加１０ｋＰａの条件下で接合した。

表２から分かるとおり、実施例と比較例ではその接合層の層構造が全く異なることが判明した。なお、ＭｏＴａＴｉ拡散相はすべて固溶体であった。また、ＴａＴｉ合金相はＭｏが１０質量％以下の領域であった。また、Ｔａリッチ相はＴａが９０質量％以上（残りＴｉが１０質量％以下、Ｚｒが１質量％以下）の領域であった。また、ＺｒＴａ合金相中にはＺｒＣ相があったがいずれも体積比で０．２〜２．０％の範囲であった。
次に実施例および比較例にかかるＸ線管用ターゲットから図６のような試験片を切りだし、４点曲げ法により接合層の曲げ強度を測定した。その際、試験片を室温から高温領域まで真空中で加熱し、各温度に対する曲げ強度を測定し、その強度が急激に低下する直前の温度 (接合耐熱温度)を調査した。その結果を表３に示す。

本実施例にかかるＸ線管用ターゲットは比較例以上の高温強度が得られている。さらに、高価なバナジウムを用いないで済むので大幅なコストダウンが可能である。
（実施例９〜１１）
次にグラファイト基材に凹部を設けたもの、ターゲットサイズを変更した以外は実施例４と同様のものを作製した。実施例４と同様の方法により高温強度を測定した。その結果を表４に示す。

表４から分かるとおり、凹部を設けることにより高温強度の大幅な向上は見られなかったが高温強度のばらつきは凹部を設けないものは０〜−６％低下していた。そのため、凹部を設けた方が効率よく高温強度を向上させることができることが分かった。また、ターゲットの大型化に十分対応できることが分かった。

本発明のＸ線管用ターゲットの一例を示す断面図。 本発明の接合層の一例を示す断面図。 本発明の接合層の他の一例を示す断面図。 本発明のグラファイト基材に凹部を設けた一例を示す断面図。 本発明の製造方法の一例を示す図。 試験片の一例を示す図

符号の説明

１…Ｘ線管用ターゲット
２…Ｍｏ基材
３…接合層
４…グラファイト基材
５…穴部
６…ＭｏＴａＴｉの拡散相
７…ＴａＴｉ合金相
８…Ｔａリッチ相
９…ＺｒＴａ合金相
１０…ＺｒＣ相
１１…凹部
１２…第１ろう材層
１３…第２ろう材層
１４…第３ろう材層

Claims (17)

1. 炭素基材と、Ｍｏ基材もしくはＭｏ合金基材とを接合層を介して接合したＸ線管用ターゲットにおいて、前記接合層についてＥＰＭＡにより組成比を検出したとき、前記接合層はＭｏＴａＴｉの拡散相、ＴａＴｉ合金相、Ｔａリッチ相、ＺｒＴａ合金相を具備することを特徴とするＸ線管用ターゲット。
2. 前記ＭｏＴａＴｉの拡散相は、ＭｏＴａＴｉの固溶体を具備していることを特徴とする請求項１記載のＸ線管用ターゲット。
3. 前記ＴａＴｉ合金相はＭｏ含有量が１０質量％以下（０含む）であることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載のＸ線管用ターゲット。
4. 前記Ｔａリッチ相はＴａが９０質量％以上であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のＸ線管用ターゲット。
5. 前記ＺｒＴａ合金相は、ＺｒＣ相を具備していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のＸ線管用ターゲット。
6. 前記接合層の厚さが２０〜２０００μｍであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のＸ線管用ターゲット。
7. 前記ＭｏＴａＴｉの拡散相の厚さが１〜６０μｍ、前記ＴａＴｉ合金相の厚さが１０〜５００μｍ、前記Ｔａリッチ相が１〜６００μｍ、残り前記ＺｒＴａ合金相の厚さであることを特徴とする請求項６記載のＸ線管用ターゲット。
8. 炭素基材の接合層接触面には凹部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のＸ線管用ターゲット。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載のＸ線管用ターゲットを具備したことを特徴とするＸ線検出器。
10. 前記Ｘ線管用ターゲットが回転陽極であることを特徴とする請求項９記載のＸ線管。
11. 請求項９または請求項１０のいれか１項に記載のＸ線管用ターゲットを用いたことを特徴とするＸ線検査装置。
12. ＣＴ用または透視用に用いることを特徴とする請求項１１記載のＸ線検査装置。
13. 炭素基材とＭｏ基材またはＭｏ合金基材とを接合層を介して接合したＸ線管用ターゲットの製造方法において、炭素基材とＭｏ基材またはＭｏ合金基材との間にＴａＴｉ合金からなる第１ろう材層、ＴａまたはＴａ合金からなる第２ろう材層、Ｚｒからなる第３ろう材層を作製する工程、および１７５０〜１９００℃の温度で接合する工程を具備することを特徴とするＸ線管用ターゲットの製造方法。
14. 接合する工程は１８１０〜１８９０℃の温度で行うであることを特徴とする請求項１３記載のＸ線管用ターゲットの製造方法。
15. 接合する工程は１〜２００ｋＰａの圧力を付加しながら行うことを特徴とする請求項１３または１４のいずれか１項に記載のＸ線管用ターゲットの製造方法。
16. 接合する工程は真空中または不活性雰囲気中で行うことを特徴とする請求項１３ないし１５のいずれか１項に記載のＸ線管用ターゲットの製造方法。
17. 第１ろう材層、第２ろう材層、第３ろう材層が箔体であることを特徴とする請求項１３ないし１６のいずれか１項に記載のＸ線管用ターゲットの製造方法。

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