JP2013089377A - Target for x-ray tube and x-ray tube using the same, x-ray inspection device, and method of manufacturing target for x-ray tube - Google Patents

Target for x-ray tube and x-ray tube using the same, x-ray inspection device, and method of manufacturing target for x-ray tube Download PDF

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Shinichi Yamamoto
慎一 山本
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Toshiba Corp
Toshiba Materials Co Ltd
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Toshiba Corp
Toshiba Materials Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a target for X-ray tube which has high temperature strength and is reduced in cost, and a method of manufacturing the same.SOLUTION: The target for X-ray tube having a carbon base and an Mo base or Mo alloy base joined together through a joining layer is characterized in that when the joining layer has a composition ratio detected by EPMA, the joining layer has a diffusion phase of MoVX with 1-100 μm in thickness, a VX alloy layer of 10-500 μm in thickness, an X rich phase of 1-600 μm in thickness, an XZr alloy layer phase of 10-1,500 μm in thickness, where X includes at least one or more kinds selected from Nb, Ta, and W.

Description

本発明は、X線管ターゲットおよびそれを用いたX線管、X線検査装置並びにX線管タ
ーゲットの製造方法に関する。
The present invention relates to an X-ray tube target, an X-ray tube using the X-ray tube target, an X-ray inspection apparatus, and an X-ray tube target manufacturing method.

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。
X-ray tube is an X-ray CT device, X-ray fluoroscopy device that uses X-ray transmission power to grasp the inside of a subject such as a human body, non-destructive inspection that detects defects inside a structure, case inside, etc. Analyzer (
For example, it is used for various X-ray inspection apparatuses such as luggage inspection apparatuses.
The X-ray inspection apparatus includes an X-ray detector that includes an X-ray tube that generates X-rays and a scintillator (including an image amplification tube) for detecting X-rays that have passed through the subject.
An X-ray tube generally includes a glass bulb, a pair of cathodes and an anode disposed so as to face each other in a metal or ceramic container, the cathode is composed of a tungsten filament or the like, and the anode is tungsten (W). , Molybdenum (Mo) or a target made of an alloy thereof. The operating principle of this X-ray tube is that electrons are emitted by heating the tungsten filament of the cathode, they are accelerated by the voltage applied between the anode and the cathode, and collide with the target that becomes the anode with kinetic energy as an electron beam. ,
As a result, X-rays are emitted from the target in a predetermined direction.
In recent years, X-ray CT, X-ray fluoroscopy devices, and nondestructive inspection devices are required to improve resolution by increasing the definition of X-ray images and to acquire moving images and shorten inspection times. In order to improve the resolution of X-ray CT, it is necessary to reduce the size of each X-ray scintillator used in the X-ray detection unit and arrange a large number of them in the same detection area. However, when the X-ray scintillator is reduced in size, the X-ray detection sensitivity for the same X-ray incident energy per unit area decreases. This reduction in sensitivity can be compensated for by increasing the X-ray output of the X-ray tube. Furthermore, moving image acquisition and inspection time can be shortened by increasing the X-ray output of the X-ray tube. For this reason, a high-power X-ray tube capable of generating stronger X-rays than before has been demanded, and its development and practical use have been performed.

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。
In general, in order to increase the X-ray output of the X-ray tube, it is necessary to increase the kinetic energy of electrons colliding with the target. However, a part of the kinetic energy of electrons raises the temperature of the electron collision part on the target as thermal energy, causing the target itself to melt or the metal phase of the target to deteriorate due to the temperature rise.
For this reason, many high-power X-ray tubes have an axisymmetric rotating body (for example, a disk shape) as a target, and the focal plane of the target that receives electron beam irradiation by rotating at a high speed of 2000 rpm to 10,000 rpm or more with respect to the electron beam. It has a structure that constantly changes and prevents local temperature rise. An X-ray tube having such a target is called a rotating anode (target) X-ray tube.
In order to further increase the output of such a rotary anode X-ray tube, (1) the kinetic energy of the electron beam colliding with the target is increased after further increasing the rotation speed of the target to improve the cooling efficiency. (2) There are methods such as enlarging the target and widening the area where the electron beam collides.

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)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)を使用して接合
する方法を用いている。
X-ray CT or X-ray tube of X-ray inspection equipment is not continuous irradiation, but when one CT inspection and one nondestructive inspection are completed, the time during which X-ray irradiation is not performed before the next inspection (the energy input to the target) There is no time). Therefore, by increasing the heat capacity of the target as a whole, the maximum temperature of the target during X-ray irradiation can be suppressed and the average temperature of the target can be increased, thus supporting the high output of the X-ray tube. it can. Since the target becomes a rotating body when increasing the heat capacity of the entire target, it is desirable to reduce its mass as much as possible. As mentioned above, W, Mo and its alloys are required for the part of the target where the electron beam collides. However, the mass is too large to construct the target with only W, Mo and its alloys having high density and low specific heat. Not appropriate. Therefore, there is no problem in the mechanical strength at high temperature in order to suppress the large heat capacity and the weight increase of the target.
In addition, it is desirable to use it by joining with an alloy thereof.
Further, as a method for realizing an X-ray tube target of a high-power X-ray tube, a method of enlarging the heat radiation area by enlarging the target size of W, Mo or an alloy thereof can be considered. A significant increase in weight and size is required for the X-ray tube including the structure and bearings in consideration of the rigidity of the rotating body. Furthermore, when used in CT apparatuses where high-speed scanning is a trend, the entire X-ray tube of the CT apparatus needs to be rotated at the CT scanning speed, and thus it is very difficult to construct a structure that can withstand such a large centrifugal force.
As described above, an X-ray tube in which W, Mo and carbon are bonded can reduce the weight of the target. Japanese Patent No. 3040203 (Patent Document 1) has been proposed as such an X-ray tube target. Patent Document 1 uses a method of joining using V (vanadium) as a brazing material.

特許第3040203号公報Japanese Patent No. 3040203

特許文献1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。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。
By using the method of patent document 1, the target for X-ray tubes excellent in the joining strength under high temperature is obtained. However, the brazing material using vanadium as disclosed in Patent Document 1 requires a manufacturing cost because vanadium is very expensive. In order to solve such problems, the present invention provides an X-ray tube target, a method for manufacturing the same, and an X-ray detector by increasing the bonding strength at high temperatures and using an inexpensive bonding method.

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、前記接合層をEPMAにより組成比を
検出したとき、前記接合層は、厚さ1〜100μmのMoVXの拡散相、厚さ10〜50
0μmのVX合金相、厚さ1〜600μmのXリッチ相、厚さ10〜1500μmのXZ
r合金相、ただし、XはNb、Ta、Wから選ばれる少なくとも1種以上、を具備するこ
とを特徴とするものである。
また、前記MoVX拡散相は、MoVXの固溶体を具備していることが好ましい。また
、前記VX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Xリッチ相はXが90質量%以上であることが好ましい。また、前記XZr合金相
は、ZrC相を具備し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。
The X-ray tube target of the present invention is a target for an X-ray tube in which a carbon base material and a Mo base material or a Mo alloy base material are bonded via a bonding layer. When the composition ratio of the bonding layer is detected by EPMA, The bonding layer is a MoVX diffusion phase having a thickness of 1 to 100 μm and a thickness of 10 to 50.
0 μm VX alloy phase, 1 to 600 μm thick X-rich phase, 10 to 1500 μm thick XZ
An r alloy phase, wherein X is at least one selected from Nb, Ta, and W.
Further, the MoVX diffusion phase preferably includes a solid solution of MoVX. The VX alloy phase preferably has a Mo content of 10% by mass or less (including 0). Moreover, it is preferable that X is 90 mass% or more in the said X rich phase. The XZr alloy phase preferably includes a ZrC phase. Such X-ray tube targets are X-ray tubes,
Furthermore, it is most suitable for an X-ray inspection apparatus.

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M
o基材またはMo合金基材との間に、厚さ0.001mm以上0.01mm未満のVから
なる第一ろう材層、厚さ0.1〜0.6mmのNb、Ta、Wから選ばれる少なくとも1
種以上を主成分とする第二ろう材層、厚さ0.1〜0.3mmのZrからなる第三ろう材
層を作製するろう材層作製工程、および1730〜1900℃の温度で接合する接合工程
を具備することを特徴とするものである。
また、ろう材層作製工程は、第一ろう材層、第二ろう材層、第三ろう材層のクラッド材
を作製する工程であることが好ましい。また、ろう材層作製工程は、第二ろう材層上に、
第一ろう材層となるV膜を成膜する工程を含むことが好ましい。また、接合工程は173
0〜1860℃の温度で行うであることが好ましい。また、接合工程は1〜200kPa
の圧力を付加しながら行うことが好ましい。また、接合工程は真空中または不活性雰囲気
中で行うことが好ましい。
Moreover, the manufacturing method of the target for X-ray tubes of this invention WHEREIN: In the manufacturing method of the target for X-ray tubes which joined the carbon base material and Mo base material or Mo alloy base material through the joining layer, a carbon base material and M
o A first brazing filler metal layer made of V having a thickness of 0.001 mm or more and less than 0.01 mm, or Nb, Ta, or W having a thickness of 0.1 to 0.6 mm between the base material or the Mo alloy base material. At least one
Joining at a temperature of 1730 to 1900 ° C., a second brazing filler metal layer comprising a seed as a main component, a brazing filler metal layer producing step for producing a third brazing filler metal layer made of Zr having a thickness of 0.1 to 0.3 mm, and It comprises a joining process.
Moreover, it is preferable that a brazing material layer production process is a process of producing the clad material of a 1st brazing material layer, a 2nd brazing material layer, and a 3rd brazing material layer. Moreover, the brazing filler metal layer production process is performed on the second brazing filler metal layer.
It is preferable to include a step of forming a V film serving as the first brazing material layer. The joining process is 173.
It is preferable to carry out at the temperature of 0-1860 degreeC. The joining process is 1 to 200 kPa.
It is preferable to carry out while applying the pressure of. Moreover, it is preferable to perform a joining process in a vacuum or inert atmosphere.

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な材料の使用量を減らすことができるので、製
造コストを低減することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the target for X-ray tubes excellent in the joining strength under high temperature can be provided. In addition, since the bonding strength at high temperatures is excellent, a highly reliable X-ray detector can be obtained. In addition, since the amount of expensive material such as vanadium used can be reduced, the manufacturing cost can be reduced.

本発明のX線管用ターゲットの一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of the target for X-ray tubes of this invention. 本発明の接合層の一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of the joining layer of this invention. 本発明の接合層の他の一例を示す断面図。Sectional drawing which shows another example of the joining layer of this invention. 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。Sectional drawing which shows an example which provided the recessed part in the graphite base material of this invention. 本発明の製造方法の一例を示す図。The figure which shows an example of the manufacturing method of this invention. 試験片の一例を示す図。The figure which shows an example of a test piece.

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、T
a、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。
The X-ray tube target of the present invention has a structure in which a carbon base material and a Mo base material or Mo alloy base material are joined via a joining layer. FIG. 1 shows a cross section showing an example of an X-ray tube target. In the figure, 1 is an X-ray tube target, 2 is an Mo base (or Mo alloy base), 3
Is a bonding layer, 4 is a carbon substrate, and 5 is a hole for inserting a rotating shaft.
The Mo (molybdenum) substrate 2 is a member that becomes an electron beam irradiation surface. Since Mo has a high specific gravity, if the X-ray tube target is composed of only the Mo base, the target becomes heavy, and it is necessary to reinforce a holder (rotating shaft), a rotating mechanism (motor), and the like for high-speed rotation. Therefore, it is important to replace a part of the target with the carbon substrate 4. In addition, the Mo alloy is not particularly limited as long as it has high-temperature strength. For example, a Mo alloy containing Ti and Zr in a total amount of 0.2 to 10% by mass, or Ti, Zr, Hf, La, T
A Mo alloy containing 0.2 to 10% by mass of any one of a single metal, an oxide, and a carbide of a, Y, Nb, W, Re, and the like. Further, W (tungsten) or a Re—W alloy (rhenium tungsten alloy) may be provided on the electron beam irradiation surface as necessary. Moreover, a graphite base material etc. are mentioned as a carbon base material.

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、厚さ1〜100μmのMoVXの拡散相、厚
さ10〜500μmのVX合金相、厚さ1〜600μmのXリッチ相、厚さ10〜150
0μmのXZr合金相、ただし、XはNb、Ta、Wから選ばれる少なくとも1種以上、
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な微小領域で
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砥石等で研磨する。そしてEP
MAにより定性・定量分析等を行う。
In order to achieve both the weight reduction of the X-ray tube target and the bonding strength at high temperatures, the bonding layer 3 for firmly bonding the Mo base 2 and the carbon base 4 is necessary. In the present invention, when the composition ratio of the bonding layer is detected by EPMA, the bonding layer is composed of a MoVX diffusion phase having a thickness of 1 to 100 μm, a VX alloy phase having a thickness of 10 to 500 μm, and an X-rich phase having a thickness of 1 to 600 μm. , Thickness 10-150
An XZr alloy phase of 0 μm, wherein X is at least one selected from Nb, Ta, and W;
It is characterized by comprising.
Note that EMPA is used in the present invention because it is possible to perform surface analysis in a very small region, which is difficult to perform by chemical analysis. Specifically, the bonding layer is first cut in the thickness direction and polished with a diamond grindstone or the like so that the surface roughness (Ra) of the cut surface is 1 μm or less. And EP
Qualitative and quantitative analysis is performed by MA.

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MoVXの拡散相、7はVX合金相、8はXリッチ相、9はXZr合金相である

本発明の接合層はV(バナジウム)、X成分(Nb、Ta、Wから選ばれる少なくとも
1種以上)、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VやX成分を
設置することが望ましい。VやX成分はMoと合金化しても融点は低くならないため、Z
rの拡散防止に効果的である。
また、一般にVとMoを接合するには、Vの融点(1890℃)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、あまり高い温度下(2200℃以上)ではM
o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。また、あまり
高い温度で接合するとZrの拡散が進行し、強度の弱いMoZr合金を形成してしまう。
一方、1400℃程度の温度では液相化が不十分であり、接合強度が低下する。そこでそ
のような問題を解決するため、本発明ではX成分を用いている。すなわち、X成分(Nb
,Ta,Wの少なくとも1種以上)を使ってZrがMo基材まで拡散するのを防いでいる
。また、Zrの拡散を防止しつつVが液相化する温度での接合を可能としている。
An example of the bonding layer of the present invention is shown in FIG. In FIG. 2, 2 is an Mo base, 3 is a bonding layer, 4 is a carbon base, 6 is a MoVX diffusion phase, 7 is a VX alloy phase, 8 is an X-rich phase, and 9 is an XZr alloy phase.
The bonding layer of the present invention comprises V (vanadium), an X component (at least one selected from Nb, Ta, and W) and Zr (zirconium) as essential components.
In general, Zr and carbon can obtain a strong bond, while Zr and Mo form a eutectic alloy having a low melting point. When a eutectic alloy having a low melting point is present, the bonding strength at high temperatures is lowered. In order to prevent the formation of such a ZrMo eutectic alloy, it is desirable to install a V or X component between Zr and Mo. V and X components do not decrease in melting point even when alloyed with Mo.
It is effective in preventing r diffusion.
In general, in order to join V and Mo, the liquid phase must be changed to a temperature higher than the melting point of V (1890 ° C.). However, at very high temperatures (over 2200 ° C), M
o The mechanical strength of the substrate is greatly reduced, and the quality of the product is deteriorated. Moreover, if it joins at too high temperature, the diffusion of Zr will progress and a MoZr alloy with weak intensity | strength will be formed.
On the other hand, at a temperature of about 1400 ° C., the liquid phase is insufficient and the bonding strength is lowered. Therefore, in order to solve such a problem, the X component is used in the present invention. That is, the X component (Nb
, Ta, W) is used to prevent Zr from diffusing into the Mo substrate. Further, it is possible to perform bonding at a temperature at which V becomes a liquid phase while preventing diffusion of Zr.

以上のことから、本発明の接合層はV(バナジウム)、X成分(Nb、Ta、Wから選
ばれる少なくとも1種以上)、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。
MoVXの拡散相は、Mo基材のMoとろう材として用いるVおよびX成分が相互に拡
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。MoVXの拡散相の厚さは1〜100μm、好ま
しくは10〜50μmである。
MoVX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、MoVX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、100μm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、MoVXの拡散相はMoVXの固溶体を具備することが好ましい。固溶体とする
ことにより、化学的に安定したものとすることができる。
From the above, the bonding layer of the present invention contains V (vanadium), X component (at least one selected from Nb, Ta, W) and Zr (zirconium) as essential components. Each phase will be described below.
The diffusion phase of MoVX is a phase formed by mutual diffusion of Mo and Mo used as a Mo base material, and V and X components, and forms a solid solution having a bcc crystal structure. The Mo content in the diffusion phase is an amount exceeding 10% by mass. The thickness of the diffusion phase of MoVX is 1 to 100 μm, preferably 10 to 50 μm.
The diffusion phase of MoVX is preferably formed on the Mo substrate as a continuous layer,
The diffusion phase should just be formed in 80% or more by the area ratio on Mo base material. On the other hand, when the thickness of the diffusion phase of MoVX is less than 1 μm, a portion where the diffusion phase is not formed is likely to occur (area ratio of 10
%). On the other hand, when the thickness exceeds 100 μm, not only the improvement effect of the bonding strength at high temperature is saturated, but also the thickness variation becomes large, and the bonding strength may be lowered. Further, the MoVX diffusion phase preferably comprises a solid solution of MoVX. By using a solid solution, it can be chemically stabilized.

また、VX合金相は、X成分が10質量%以上50質量%以下、Mo含有量10質量%
以下(0含む)、残部Vである相のことである。前記したようにVX合金相はVとX成分
の固溶体を形成していることが好ましい。
VX合金相の厚さは10〜500μm、さらには20〜300μm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、30
0μmを超えるとVX合金相を設ける効果が飽和する。また、NbTi合金相は連続した
層状であることが好ましい。
Xリッチ相はX成分を90質量%以上100質量%以下となる相のことである。Xリッ
チ相中のX以外の成分としてV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。V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XZr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、X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。Xリッチ相のさらに好ましい厚さは、30〜400μmで
ある。
X成分としては、Nb,Ta,Wの中でNbが価格が安いので好ましい。
The VX alloy phase has an X component of 10% by mass to 50% by mass and a Mo content of 10% by mass.
Hereinafter (including 0), it is the phase which is the balance V. As described above, the VX alloy phase preferably forms a solid solution of V and X components.
The thickness of the VX alloy phase is preferably 10 to 500 μm, more preferably 20 to 300 μm. If the thickness is less than 10 μm, there is a possibility that a portion that does not form a continuous layer is formed. Meanwhile, 30
If it exceeds 0 μm, the effect of providing the VX alloy phase is saturated. The NbTi alloy phase is preferably a continuous layer.
The X-rich phase is a phase in which the X component is 90% by mass or more and 100% by mass or less. As components other than X in the X-rich phase, V may be contained in an amount of 10% by mass or less (including 0), and Zr may be contained in an amount of 1% by mass or less (including 0). By providing the region having a V content of 10% by mass or less (including 0% by mass), it is possible to prevent Zr from diffusing more than necessary from the XZr alloy phase described later. By preventing the diffusion of Zr more than necessary, it is possible to prevent the formation of a low melting point MoZr eutectic alloy. The X-rich phase preferably has a thickness of 1 to 600 μm. 1μm
If it is less than the range, the effect of preventing the diffusion of Zr may be insufficient, and if it exceeds 600 μm, the effect of preventing the diffusion of Zr cannot be improved. A more preferable thickness of the X-rich phase is 30 to 400 μm.
As the X component, Nb is preferable among Nb, Ta, and W because of its low price.

XZr合金相は、X成分を含有しているZr相のことである。このXZr合金相は、Z
r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、XZn合金相中に微細な析出物を分散すること
によってXZr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、XZr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XZr合金相、10はZrC相)に示したようにXZ
r合金相中に微細に分散した状態であることが好ましく、XZr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。また、その厚さは10〜1500μm、さ
らには100〜500μmが好ましい。
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MoNbTiの拡散相からZrNb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。
The XZr alloy phase is a Zr phase containing an X component. This XZr alloy phase is Z
In some cases, r reacts with carbon to form a ZrC phase. Further, the ZrC phase is fine precipitation (precipitation of fine particles) due to the reaction of Zr and C, and has the effect of increasing the mechanical strength of the XZr alloy phase by dispersing fine precipitates in the XZn alloy phase. Bonding strength at high temperatures can be further improved. The XZr alloy phase is preferably a continuous layer. The ZrC phase is XZ as shown in FIG. 3 (in FIG. 3, 9 is the XZr alloy phase and 10 is the ZrC phase).
It is preferably in a state of being finely dispersed in the r alloy phase, and 0.1 to several percent in the XZr alloy phase.
If present (volume ratio), the effect is sufficient. Moreover, the thickness is 10-1500 micrometers, Furthermore, 100-500 micrometers is preferable.
The bonding layer as described above preferably has a total thickness of 20 to 2000 μm. The bonding layer is a range in which the thicknesses from the diffusion phase of MoNbTi to the ZrNb alloy phase (including the ZrC phase when there is a ZrC phase) are totaled. Further, when the thickness of the bonding layer is not uniform (for example, when a concave portion is provided on a bonding surface described later), the shortest distance is set as the thickness of the bonding layer.

このような接合層を具備することにより、高価なバナジウムの使用量を低減した上で高
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。
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XZr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50%以上、さらには
80%以上の範囲で設けることが好ましい。50%未満では凹部を設ける効果が小さい。
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。
By providing such a bonding layer, it is possible to obtain an X-ray tube target having a high bonding strength at a high temperature while reducing the amount of expensive vanadium used.
It is also effective to provide a concave portion on the bonding layer contact surface of the carbon substrate in order to further increase the bonding strength. FIG. 4 shows an example in which a recess is provided. In FIG. 4, 4 is a carbon substrate, 9 is an XZr alloy phase, and 11 is a recess. An anchor effect can be obtained by providing the recess. The concave portion is not limited to the V (buoy) shape shown in FIG. 4, and may include a concave cross section, a U shape, and the like. Moreover, a recessed part is not specifically limited, such as a dot shape, a vertical groove | channel, a horizontal groove | channel, a grid | lattice shape, a circular shape, a polygonal shape, and a spiral shape. Moreover, it is preferable to provide a recessed part in 50% or more of area ratio of a graphite base-material joint surface, and also 80% or more of range. If it is less than 50%, the effect of providing a recess is small.
Since the X-ray tube target of the present invention is excellent in bonding strength at high temperature, 2000 rpm
As described above, it is optimal when used for an X-ray tube rotating at a high speed of over 10,000 rpm, a large target having a diameter of 9 cm or more, a high output X-ray tube having an applied voltage of 100 kV or more, and the like. for that reason,
By using the X-ray tube target of the present invention, the reliability of the X-ray inspection apparatus can be improved.

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、ろう材層として、厚さ0.001mm以上0.01mm未満のVからなる第一ろ
う材層、厚さ0.1〜0.6mmのNb、Ta、Wから選ばれる少なくとも1種以上を主
成分とする第二ろう材層、厚さ0.1〜0.3mmのZrからなる第三ろう材層を作製す
るろう材層作製工程、を行う。
ろう材層の作製方法は、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。
また、ろう材層作製工程は、第一ろう材層、第二ろう材層、第三ろう材層のクラッド材
を作製する工程とすることも可能である。この方法であれば、金属ペーストを塗布する方
法と比較して、各ろう材層を均一な厚さに制御し易い。
また、ろう材層作製工程は、第二ろう材層上に、第一ろう材層となるV膜を成膜する工
程を含むことも可能である。この方法であれば、V層を薄くできるので、特に高価なVの
使用量を減らしたいときに効果的である。
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、1
2は第一ろう材層、13は第二ろう材層、14は第三ろう材層である。Mo基材と炭素基
材の間に、Mo基材/第一ろう材層/第二ろう材層/第三ろう材層/炭素基材の積層構造
なるように各ろう材層を設置する工程を行う。
また、各ろう材層は純度が98%以上の高純度のものを用いることが好ましい。
The production method of the X-ray tube target of the present invention is not particularly limited as long as it has the above-described configuration, but the following method can be mentioned as a method for obtaining it efficiently.
First, as the brazing material layer, a first brazing material layer made of V having a thickness of 0.001 mm or more and less than 0.01 mm, at least one selected from Nb, Ta, and W having a thickness of 0.1 to 0.6 mm is used. A brazing filler metal layer producing step is carried out for producing a second brazing filler metal layer as a main component and a third brazing filler metal layer made of Zr having a thickness of 0.1 to 0.3 mm.
As a method for producing the brazing material layer, there are a method of installing a foil body of each metal, a method of applying each metal powder in a paste form, and the like.
Further, the brazing material layer production step can be a step of producing a clad material of the first brazing material layer, the second brazing material layer, and the third brazing material layer. With this method, it is easy to control each brazing filler metal layer to a uniform thickness as compared with the method of applying a metal paste.
Further, the brazing material layer manufacturing step can include a step of forming a V film to be the first brazing material layer on the second brazing material layer. If this method is used, the V layer can be thinned, which is particularly effective when it is desired to reduce the amount of expensive V used.
FIG. 5 shows an example of a process for providing a brazing material layer. In FIG. 5, 2 is a Mo substrate, 4 is a carbon substrate, 1
2 is a first brazing filler metal layer, 13 is a second brazing filler metal layer, and 14 is a third brazing filler metal layer. Step of installing each brazing filler metal layer between Mo base and carbon base so as to have a laminated structure of Mo base / first brazing filler metal layer / second brazing filler metal layer / third brazing filler metal layer / carbon base material I do.
Moreover, it is preferable to use each brazing material layer having a high purity of 98% or more.

また、第一ろう材層の厚さは0.001mm以上0.01mm未満、さらには0.00
3〜0.008mmの範囲であることが好ましい。第一ろう材層の厚さが0.001mm
未満ではバナジウム量が少な過ぎて均一なMoVX拡散相を形成できない恐れがある。一
方、0.01mm以上では、バナジウム使用の効果が飽和するだけでなく、コストアップ
の要因となる。
また、第二ろう材層は厚さ0.1〜0.6mm、第三ろう材層は厚さ0.1〜0.3m
mの範囲であることが好ましい。第二ろう材層の厚さが0.1mm身m未満では、Zrの
拡散を十分防止できない恐れがある。また、第三ろう材層(Zr層)の厚さが0.1mm
未満では炭素基材との接合強度が低下する恐れがある。一方、第二ろう材層の厚さが0.
6mmを超えることまたは第三ろう材層の厚さが0.3mmを超えて厚いと目的とする接
合層が得られない恐れがあるだけでなく、接合工程中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、1730〜1900℃の温度下で接合する接合工程を行う
。この時、温度が1730℃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1730〜1860℃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。
Further, the thickness of the first brazing filler metal layer is 0.001 mm or more and less than 0.01 mm, and further 0.00
A range of 3 to 0.008 mm is preferable. The thickness of the first brazing material layer is 0.001 mm
If the amount is less than 1, the amount of vanadium is too small, and a uniform MoVX diffusion phase may not be formed. On the other hand, if it is 0.01 mm or more, the effect of using vanadium is not only saturated, but also causes an increase in cost.
The second brazing filler metal layer has a thickness of 0.1 to 0.6 mm, and the third brazing filler metal layer has a thickness of 0.1 to 0.3 m.
A range of m is preferable. If the thickness of the second brazing material layer is less than 0.1 mm, there is a possibility that Zr diffusion cannot be sufficiently prevented. The thickness of the third brazing filler metal layer (Zr layer) is 0.1 mm.
If it is less than the range, the bonding strength with the carbon substrate may be lowered. On the other hand, the thickness of the second brazing filler metal layer is 0.
If the thickness exceeds 6 mm or the thickness of the third brazing filler metal layer exceeds 0.3 mm, the target joining layer may not be obtained, and the brazing material that has become a liquid phase during the joining process may be used as a target. There is a high risk of leakage to the outside.
Next, the joining process which joins what was made into the laminated structure at the temperature of 1730-1900 degreeC is performed. At this time, when the temperature is lower than 1730 ° C., each brazing filler metal layer is not sufficiently liquid phase. Also 1900
If it exceeds ° C., the mechanical strength of the Mo substrate may be significantly deteriorated. A more preferable temperature is 1730 to 1860 ° C. If the temperature is equal to or lower than the melting point of Zr (1852 ° C.), the risk of Zr leaking out of the target is low.

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。また、バナジウム層が
薄くても十分な接合強度を得ることができる。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。
Moreover, when joining, it is desirable to carry out while applying a pressure of 1 to 200 kPa. Bonding strength can be improved by bonding while applying pressure. Moreover, even if the vanadium layer is thin, sufficient bonding strength can be obtained. If the pressure is less than 1 kPa, the effect of applying pressure is insufficient, and if it exceeds 200 kPa, the brazing filler metal layer becomes a liquid phase at the time of joining and may overflow from the target. A more preferable pressure is 2 to 50 kPa.
Moreover, it is preferable to perform a joining process in a vacuum or non-oxidizing atmosphere. The vacuum is preferably 1 × 10 −2 Pa or less. Examples of the non-oxidizing atmosphere include nitrogen and argon atmospheres, and an argon atmosphere is particularly preferable. Moreover, it can prevent that a brazing filler metal layer is oxidized more than necessary by performing in a vacuum or non-oxidizing atmosphere. When joining, heat treatment in a hydrogen atmosphere is also effective as a pretreatment. By exposing the bonding surface to a hydrogen atmosphere in this manner, adsorbed oxygen, oxides, and the like that can hinder bonding can be removed, and the bonding strength can be further increased.

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。
Moreover, although the heating time at the time of joining is based on the said conditions, holding | maintenance of 1 minute-1 hour is preferable. The heating time is 1 minute after the temperature of the bonding layer falls within the range of ± 10 ° C. with respect to the target bonding temperature.
It is preferable to hold for 1 hour.
Moreover, after joining, post-processes, such as a side surface grinding | polishing process, are performed as needed. Furthermore, when assembling into an X-ray tube, it is assembled by being joined to a rotating shaft (shaft). The X-ray tube target of the present invention is suitable for a rotating anode, and is excellent in high-temperature strength, so a large target having a rotational speed of 2000 rpm or more, a diameter of 9 cm or more, further 12 cm or more, or an applied voltage of 100 kV or more, high speed, large size, high Suitable for output X-ray tube. Further, an X-ray inspection apparatus can be obtained by combining the X-ray tube of the present invention with a detector such as a scintillator. Since the X-ray tube can cope with high speed, large size or high output, the performance as an X-ray inspection apparatus can be improved. In particular, it is suitable for an X-ray inspection apparatus for CT and an X-ray inspection apparatus for fluoroscopy. CT is an inspection apparatus that can process an image three-dimensionally (three-dimensional image), and the one for fluoroscopy is an inspection apparatus that can obtain a two-dimensional image in a shorter time than CT. In either case, high speed, large size or high output of the X-ray tube is required.

[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)
第一ろう材層として厚さ0.005mmのV箔(純度99質量%以上)、第二ろう材層
として厚さ0.3mmのNb箔(純度99質量%以上)、第三ろう材層として厚さ0.2
mm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/第一ろう材層/第二ろう材層/第三ろう材層/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)、1850℃×30分、圧力の付加1
0kPa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%、Z
r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80%以上で形成した。
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2〜6)
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。なお、ろう材作製工程におい
て「スパッタリングによりV膜形成」とは第二ろう材箔の表面にスパッタリング法にてバ
ナジウム膜を形成したことを示す。また、「予めクラッド材に加工」は、第一〜第三ろう
材箔を圧延工程にてクラッド材に一体化したものを示す。
[Example]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to examples and comparative examples.
Example 1
As a first brazing material layer, a 0.005 mm thick V foil (purity 99% by mass or more), as a second brazing material layer 0.3 mm thick Nb foil (purity 99% by mass or more), as a third brazing material layer Thickness 0.2
A foil brazing filler metal layer of mm Zr foil (purity 98 mass% or more) was prepared.
After being laminated so as to be Mo base / first brazing filler metal layer / second brazing filler metal layer / third brazing filler metal layer / graphite base material, in vacuum (1 × 10 −2 Pa or less), 1850 ° C. × 30 Minute, pressure addition 1
The X-ray tube target according to Example 1 was manufactured by bonding under the condition of 0 kPa. The diameter of the target is 10 cm, and 0.5 mass% of Ti is used as the Mo base.
The Mo alloy base material which consists of 0.08 mass% r and remainder Mo was used. Further, a groove having a V-shaped cross section was formed in a spiral shape on the joining surface side of the graphite base material with an area ratio of 80% or more.
The joint section of the obtained X-ray tube target was cut out and polished until the surface roughness Ra became 1 μm, and then the composition, thickness, etc. of each phase of the joint section were investigated by EPMA. The results are shown in Table 2.
(Examples 2 to 6)
What changed the thickness of the brazing filler metal layer, the alloy composition, the joining conditions and the like as shown in Table 1 was prepared, and investigated by EPMA in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2. In the brazing material manufacturing step, “V film formation by sputtering” means that a vanadium film was formed on the surface of the second brazing material foil by sputtering. Further, “processing into a clad material in advance” indicates that the first to third brazing material foils are integrated with the clad material in the rolling process.

(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。
(比較例2)
Mo基材/厚さ0.07mmのバナジウム箔/厚さ0.3mmのタングステン箔/厚さ
0.1mmのNbZr合金(Nb20質量%)箔/グラファイト基材の積層構造体を真空
中(10−4Torr以下)、1700℃×10分、圧力は付加しない、で加熱接合した
(Comparative Example 1)
A Zr foil with a thickness of 100 μm and a Mo substrate are placed on a graphite substrate in vacuum (1 × 10
−2 Pa or less), 1720 ° C. × 5 minutes, and pressure was applied under the conditions of 10 kPa.
(Comparative Example 2)
A laminated structure of Mo base material / vanadium foil with a thickness of 0.07 mm / tungsten foil with a thickness of 0.3 mm / NbZr alloy (Nb 20 mass%) with a thickness of 0.1 mm / graphite base material in a vacuum (10 − (4 Torr or less) 1700 ° C. × 10 minutes, no pressure was applied, and heat bonding was performed.

Figure 2013089377
Figure 2013089377

Figure 2013089377
Figure 2013089377

表2から分かる通り、実施例に係るX線管用ターゲットの接合層は所定の相構造を具備
していた。また、実施例のMoVX拡散相はすべて固溶体であった。また、VX合金相は
Moが10質量%以下の領域であった。また、Xリッチ相はX成分が90質量%以上(残
りVが10質量%以下、Zrが1質量%以下)の領域であった。また、XZr合金相中に
はZrC相があったがいずれも体積比で0.2〜2.5%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。
As can be seen from Table 2, the bonding layer of the X-ray tube target according to the example had a predetermined phase structure. Moreover, all the MoVX diffusion phases of the examples were solid solutions. Further, the VX alloy phase was a region where Mo was 10% by mass or less. The X-rich phase was an area where the X component was 90% by mass or more (the remaining V was 10% by mass or less and Zr was 1% by mass or less). Further, although there was a ZrC phase in the XZr alloy phase, all were in the range of 0.2 to 2.5% by volume ratio.
Next, a test piece as shown in FIG. 6 was cut out from the X-ray tube target according to Examples and Comparative Examples, and the bending strength of the bonding layer was measured by a four-point bending method. At that time, the test piece was heated in a vacuum from room temperature to a high temperature region, the bending strength at each temperature was measured, and the temperature (joining heat resistance temperature) immediately before the strength suddenly decreased was investigated. The results are shown in Table 3.

Figure 2013089377
Figure 2013089377

本実施例にかかるX線管用ターゲットは比較例と同等以上の高温強度が得られている。
つまり、同等の特性であるにも関わらず、高価なバナジウムの使用量を低減して優れた接
合強度が得られた。
The X-ray tube target according to this example has a high temperature strength equal to or higher than that of the comparative example.
In other words, despite the same characteristics, excellent bonding strength was obtained by reducing the amount of expensive vanadium used.

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…MoNbTiの拡散相
7…NbTi合金相
8…Nbリッチ相
9…ZrNb合金相
10…ZrC相
11…凹部
12…第一ろう材層
13…第二ろう材層
14…第三ろう材層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Target for X-ray tubes 2 ... Mo base material 3 ... Joining layer 4 ... Graphite base material 5 ... Hole 6 ... MoNbTi diffusion phase 7 ... NbTi alloy phase 8 ... Nb rich phase 9 ... ZrNb alloy phase 10 ... ZrC phase 11 ... concave portion 12 ... first brazing filler metal layer 13 ... second brazing filler metal layer 14 ... third brazing filler metal layer

Claims (14)

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、前記接合層をEPMAにより組成比を検出したとき、前記接合層は、厚
さ1〜100μmのMoVXの拡散相、厚さ10〜500μmのVX合金相、厚さ1〜6
00μmのXリッチ相、厚さ10〜1500μmのXZr合金相、ただし、XはNb、T
a、Wから選ばれる少なくとも1種以上、を具備することを特徴とするX線管用ターゲッ
ト。
In the X-ray tube target in which the carbon base material and the Mo base material or the Mo alloy base material are joined via the joining layer, when the composition ratio of the joining layer is detected by EPMA, the joining layer has a thickness of 1 to 1. 100 μm MoVX diffusion phase, 10-500 μm thick VX alloy phase, 1-6 thick
00 μm X-rich phase, 10 to 1500 μm thick XZr alloy phase, where X is Nb, T
A target for an X-ray tube, comprising at least one selected from a and W.
前記MoVX拡散相は、MoVX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。
The X-ray tube target according to claim 1, wherein the MoVX diffusion phase comprises a solid solution of MoVX.
前記VX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。
The X-ray tube target according to claim 1, wherein the VX alloy phase has a Mo content of 10 mass% or less (including 0).
前記Xリッチ相はXが90質量%以上であることを特徴とする請求項1ないし請求項3
のいずれか1項に記載のX線管用ターゲット。
4. The X-rich phase is characterized in that X is 90% by mass or more.
The target for X-ray tubes of any one of these.
前記XZr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。
The X-ray tube target according to any one of claims 1 to 4, wherein the XZr alloy phase includes a ZrC phase.
請求項1ないし請求項5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。
An X-ray detector comprising the X-ray tube target according to any one of claims 1 to 5.
請求項6記載のX線検出器を用いたことを特徴とするX線検査装置。 An X-ray inspection apparatus using the X-ray detector according to claim 6. CT用または透視用に用いることを特徴とする請求項7記載のX線検査装置。 The X-ray inspection apparatus according to claim 7, which is used for CT or fluoroscopy. 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、厚さ0.00
1mm以上0.01mm未満のVからなる第一ろう材層、厚さ0.1〜0.6mmのNb
、Ta、Wから選ばれる少なくとも1種以上を主成分とする第二ろう材層、厚さ0.1〜
0.3mmのZrからなる第三ろう材層を作製するろう材層作製工程、および1730〜
1900℃の温度で接合する接合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。
In the method for producing a target for an X-ray tube in which a carbon base material and a Mo base material or a Mo alloy base material are joined via a joining layer, a thickness of 0 is provided between the carbon base material and the Mo base material or the Mo alloy base material. .00
First brazing filler metal layer made of V having a thickness of 1 mm or more and less than 0.01 mm, Nb having a thickness of 0.1 to 0.6 mm
, Ta, W, the second brazing filler metal layer, the main component of which is at least one selected from the group consisting of Ta and W,
A brazing filler metal layer producing step for producing a third brazing filler metal layer made of 0.3 mm of Zr, and 1730-
The manufacturing method of the target for X-ray tubes characterized by comprising the joining process joined at the temperature of 1900 degreeC.
ろう材層作製工程は、第一ろう材層、第二ろう材層、第三ろう材層のクラッド材を作製
する工程であることを特徴とする請求項9記載のX線管ターゲットの製造方法。
10. The method of manufacturing an X-ray tube target according to claim 9, wherein the brazing material layer manufacturing step is a step of manufacturing a clad material of the first brazing material layer, the second brazing material layer, and the third brazing material layer. .
ろう材層作製工程は、第二ろう材層上に、第一ろう材層となるV膜を成膜する工程を含
むことを特徴とすることを特徴とする請求項9記載のX線管ターゲットの製造方法。
The X-ray tube target according to claim 9, wherein the brazing material layer manufacturing step includes a step of forming a V film serving as the first brazing material layer on the second brazing material layer. Manufacturing method.
接合工程は1730〜1860℃の温度で行うであることを特徴とする請求項9ないし
請求項11記載のいずれか1項に記載のX線管用ターゲットの製造方法。
The method for manufacturing a target for an X-ray tube according to any one of claims 9 to 11, wherein the joining step is performed at a temperature of 1730 to 1860 ° C.
接合工程は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9ない
し請求項12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。
The method for manufacturing a target for an X-ray tube according to any one of claims 9 to 12, wherein the joining step is performed while applying a pressure of 1 to 200 kPa.
接合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9ないし13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。
The method for manufacturing a target for an X-ray tube according to any one of claims 9 to 13, wherein the joining step is performed in a vacuum or in an inert atmosphere.
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