JP3181604B2 - マトリックスに埋め込んだ高ｚ粒子を有するｘ線ターゲット - Google Patents
マトリックスに埋め込んだ高ｚ粒子を有するｘ線ターゲットInfo
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- H01J35/00—X-ray tubes
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- H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
- H01J35/08—Anodes; Anti cathodes
- 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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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、陽極Ｘ線ターゲットに関し、特に、炭素−
炭素マトリックスのようなマトリックス構造に埋め込ん
だ高Ｚ物質の粒子を有する回転ターゲットに関する。
炭素マトリックスのようなマトリックス構造に埋め込ん
だ高Ｚ物質の粒子を有する回転ターゲットに関する。
従来のＸ線ターゲットは、典型的に、グラファイトの
ような炭素製の裏材に鑞接されるTZM合金上に焼結した
タングステン又はタングステン−レニウム合金のような
高Ｚ物質のＸ線発生上部層から構成される。上部にある
この高Ｚ物質は、Ｘ線源として働き、その厚さは、約1m
mである。TZM層を使用する理由の一つは、10,000rpmま
での速度と1100℃以上のバルク温度で回転させていると
きにターゲットを保持するために高いフープ強度を得る
ためであり、すなわち、回転中に炭素製の裏材及び／又
は高Ｚ物質の飛び出しを防ぐためである。同一量の熱を
蓄熱するために必要な炭素の質量が高Ｚ物質の質量より
も小さいので、質量に対する比熱の比が高い炭素製の裏
材は、蓄熱材として使用される。TZM層と炭素製の裏材
とを一緒に保持するグラファイトに鑞接したTZMは、約1
100−1400℃の温度限界を有し、この温度は、ターゲッ
トの他の層で到達する温度よりも非常に低い。この鑞接
箇所の温度は、その限界以上に上昇し、ターゲットの寿
命に悪影響を及ぼす。よって、鑞接箇所の温度限界は、
Ｘ線ターゲットを設計するうえで、重要な制限要素であ
った。TZM層をより厚くすると、高Ｚ物質の上部層と、
鑞接箇所との間の熱通路が長くなり、鑞接箇所をより低
温に保持するだけでなく高速で回転したときに、ターゲ
ットを保持するベアリングに、より大きな負荷を加わえ
ることになる。
ような炭素製の裏材に鑞接されるTZM合金上に焼結した
タングステン又はタングステン−レニウム合金のような
高Ｚ物質のＸ線発生上部層から構成される。上部にある
この高Ｚ物質は、Ｘ線源として働き、その厚さは、約1m
mである。TZM層を使用する理由の一つは、10,000rpmま
での速度と1100℃以上のバルク温度で回転させていると
きにターゲットを保持するために高いフープ強度を得る
ためであり、すなわち、回転中に炭素製の裏材及び／又
は高Ｚ物質の飛び出しを防ぐためである。同一量の熱を
蓄熱するために必要な炭素の質量が高Ｚ物質の質量より
も小さいので、質量に対する比熱の比が高い炭素製の裏
材は、蓄熱材として使用される。TZM層と炭素製の裏材
とを一緒に保持するグラファイトに鑞接したTZMは、約1
100−1400℃の温度限界を有し、この温度は、ターゲッ
トの他の層で到達する温度よりも非常に低い。この鑞接
箇所の温度は、その限界以上に上昇し、ターゲットの寿
命に悪影響を及ぼす。よって、鑞接箇所の温度限界は、
Ｘ線ターゲットを設計するうえで、重要な制限要素であ
った。TZM層をより厚くすると、高Ｚ物質の上部層と、
鑞接箇所との間の熱通路が長くなり、鑞接箇所をより低
温に保持するだけでなく高速で回転したときに、ターゲ
ットを保持するベアリングに、より大きな負荷を加わえ
ることになる。
介在する層を有するか又は有さない炭素又は炭素−炭
素基板の上部への高Ｚ物質及び／又は合金又はそのカー
バイドの堆積は、従来技術において既知である。この技
術は、上部の層が剥離又はひび割れを受けやすいという
欠点を有しており、このため、Ｘ線ターゲットの寿命を
低減させている。Ｘ線発生電子がターゲットの表面に衝
突すると、この表面は加熱され、その温度は、非常に上
昇し、最上部の層が最も加熱される。熱膨張係数のそれ
ぞれ異なった結合した層の間の温度差は、高い応力を発
生し、これら層に剥離又はひび割れを生じさせる。この
問題を解決するための試みとしては、基板と高Ｚ物質を
含む層との間に層を介在させて、熱膨張問題を最適化
し、応力を低減させることであった。
素基板の上部への高Ｚ物質及び／又は合金又はそのカー
バイドの堆積は、従来技術において既知である。この技
術は、上部の層が剥離又はひび割れを受けやすいという
欠点を有しており、このため、Ｘ線ターゲットの寿命を
低減させている。Ｘ線発生電子がターゲットの表面に衝
突すると、この表面は加熱され、その温度は、非常に上
昇し、最上部の層が最も加熱される。熱膨張係数のそれ
ぞれ異なった結合した層の間の温度差は、高い応力を発
生し、これら層に剥離又はひび割れを生じさせる。この
問題を解決するための試みとしては、基板と高Ｚ物質を
含む層との間に層を介在させて、熱膨張問題を最適化
し、応力を低減させることであった。
発明の概要 本発明は、熱膨張の異なる層がファイバーマトリック
スの内部に一緒に保持されるので、剥離やひび割れに関
係した異なる熱膨張という問題を低減する。上部層が加
熱され膨張し始めると、ファイバーにより圧縮され、次
いで引っ張られ、層の剥離を低減する。上部層が冷却さ
れると、緊縮され、ファイバーが圧縮や、剥離を起こさ
ない他の状態になる。
スの内部に一緒に保持されるので、剥離やひび割れに関
係した異なる熱膨張という問題を低減する。上部層が加
熱され膨張し始めると、ファイバーにより圧縮され、次
いで引っ張られ、層の剥離を低減する。上部層が冷却さ
れると、緊縮され、ファイバーが圧縮や、剥離を起こさ
ない他の状態になる。
したがって、本発明の目的は、より小形で軽量の改良
した回転陽極Ｘ線ターゲットを提供することである。
した回転陽極Ｘ線ターゲットを提供することである。
本発明の他の目的は、TZM層や同様の重い層を使用せ
ず、Ｘ線発生上部層と、熱貯留層として働く炭素製の裏
材とを一緒に保持する改良した上記のＸ線ターゲットを
提供することである。
ず、Ｘ線発生上部層と、熱貯留層として働く炭素製の裏
材とを一緒に保持する改良した上記のＸ線ターゲットを
提供することである。
本発明のその他の目的は、低い限界温度の鑞接箇所の
使用を要しない上記のＸ線ターゲットを提供することで
ある。
使用を要しない上記のＸ線ターゲットを提供することで
ある。
上記及び他の目的を達成する本発明を実施する回転陽
極Ｘ線ターゲットは、マトリックス構造から構成される
ところに特徴があり、このマトリックス構造は、炭素−
炭素マトリックスと、このマトリックス構造に埋め込ま
れた（単なる堆積ではない）高Ｚ物質とから構成され
る。この高Ｚ物質は、少なくとも72の原子番号の耐火性
金属、その合金又はカーバイドであり、離散的粒子とし
て又は非離散的層として、上記のマトリックスに埋め込
まれる。これは、化学的蒸着法や化学的蒸気浸潤法のよ
うな多数の既知の方法のいずれによっても達成し得る。
極Ｘ線ターゲットは、マトリックス構造から構成される
ところに特徴があり、このマトリックス構造は、炭素−
炭素マトリックスと、このマトリックス構造に埋め込ま
れた（単なる堆積ではない）高Ｚ物質とから構成され
る。この高Ｚ物質は、少なくとも72の原子番号の耐火性
金属、その合金又はカーバイドであり、離散的粒子とし
て又は非離散的層として、上記のマトリックスに埋め込
まれる。これは、化学的蒸着法や化学的蒸気浸潤法のよ
うな多数の既知の方法のいずれによっても達成し得る。
熱伝導性マトリックスの内部に埋め込まれた高Ｚ物質
を有する本発明に従って構成されたＸ線ターゲットで
は、鑞接の必要性が全くなく、これにより、従来技術に
従ってこれに係る手間が完全に省かれる。大気圧での炭
素の昇華温度は、ターゲットに使用する耐火性金属の融
点付近にある。このことから、耐火性金属が溶融したと
しても、それがマトリックスの内部に収容され、ターゲ
ットのＸ線特性を変化させないので、本発明に従ったタ
ーゲットのピーク温度は、従来のターゲットで許容され
るものよりも高くなる。本発明の炭素−炭素複合物ター
ゲットは、十分に高い固有のフープ強度を有するので、
高速で回転させても飛び出すことがない。TZMがないの
で、ターゲットの全重量が十分に低減され、このことか
ら、回転ターゲットを支持するベアリングにかかる負荷
が減少するという好ましい効果がある。マトリックス材
料の好適な例としては、炭素濃度を高めた炭素−炭素マ
トリックスと、高Ｚ物質とである。このマトリックス
は、電子を十分に透過でき、高Ｚ物質をカプセル封じで
きる材料であればよい。
を有する本発明に従って構成されたＸ線ターゲットで
は、鑞接の必要性が全くなく、これにより、従来技術に
従ってこれに係る手間が完全に省かれる。大気圧での炭
素の昇華温度は、ターゲットに使用する耐火性金属の融
点付近にある。このことから、耐火性金属が溶融したと
しても、それがマトリックスの内部に収容され、ターゲ
ットのＸ線特性を変化させないので、本発明に従ったタ
ーゲットのピーク温度は、従来のターゲットで許容され
るものよりも高くなる。本発明の炭素−炭素複合物ター
ゲットは、十分に高い固有のフープ強度を有するので、
高速で回転させても飛び出すことがない。TZMがないの
で、ターゲットの全重量が十分に低減され、このことか
ら、回転ターゲットを支持するベアリングにかかる負荷
が減少するという好ましい効果がある。マトリックス材
料の好適な例としては、炭素濃度を高めた炭素−炭素マ
トリックスと、高Ｚ物質とである。このマトリックス
は、電子を十分に透過でき、高Ｚ物質をカプセル封じで
きる材料であればよい。
図面の簡単な説明 本明細書に添付の図面は、本発明の実施例を図示し、
その説明とともに、本発明の原理を説明するものであ
る。
その説明とともに、本発明の原理を説明するものであ
る。
図１は、本発明を実施する回転陽極Ｘ線ターゲットの
平面図である。
平面図である。
図２は、図１の２−２線断面図である。
図３−15は、本発明を実施する異なるＸ線ターゲット
の一部分の各々の断面図であり、これらの層の構造を示
す。
の一部分の各々の断面図であり、これらの層の構造を示
す。
好適実施例の詳細な説明 図１及び２は、本発明を実施する回転陽極Ｘ線ターゲ
ット10を示し、ターゲット10は、中央開口部22（直径0.
5インチ）を有するディスク状（直径５インチ、厚さ0.2
5インチ）の炭素−炭素マトリックス構造12から構成さ
れる。ディスクの中央対称軸線20によって画成される回
転軸に関してターゲットを回転させるための回転手段の
駆動シャフトが中央開口部22を通じて固定される。マト
リックス構造12の炭素−炭素複合物のマトリックスは、
交差する斜線にて図２に示される。ただし、これは、略
示を意図とするものであり、実物を忠実に再現したもの
ではない。変形的に、粒子を注入できる熱伝導性セラミ
ックマトリックスが、以下で説明するように、本発明の
目的物のための炭素−炭素マトリックスに代えて使用で
きる。
ット10を示し、ターゲット10は、中央開口部22（直径0.
5インチ）を有するディスク状（直径５インチ、厚さ0.2
5インチ）の炭素−炭素マトリックス構造12から構成さ
れる。ディスクの中央対称軸線20によって画成される回
転軸に関してターゲットを回転させるための回転手段の
駆動シャフトが中央開口部22を通じて固定される。マト
リックス構造12の炭素−炭素複合物のマトリックスは、
交差する斜線にて図２に示される。ただし、これは、略
示を意図とするものであり、実物を忠実に再現したもの
ではない。変形的に、粒子を注入できる熱伝導性セラミ
ックマトリックスが、以下で説明するように、本発明の
目的物のための炭素−炭素マトリックスに代えて使用で
きる。
ハフニウムカーバイドのような高Ｚ物質を含む離散的
粒子が、図２に小さな点で略示するように、構造12のマ
トリックス内に埋め込まれ、ここで、濃さの変化（又
は、点の密度）は、粒子の密度の変化を表す。図２に示
すように、高Ｚ物質の密度が十分に大きい厚さ0.005イ
ンチの高密度層14が、外部に露出した一方の表面16
（“上部表面”という）のマトリックス構造12の内部に
形成され、ターゲット10がＸ線管で使用され、その上部
表面に既知のＸ線発生方法で加速された電子を衝突させ
ると、特定の目的のために実用的な強度のＸ線が発生で
きる。
粒子が、図２に小さな点で略示するように、構造12のマ
トリックス内に埋め込まれ、ここで、濃さの変化（又
は、点の密度）は、粒子の密度の変化を表す。図２に示
すように、高Ｚ物質の密度が十分に大きい厚さ0.005イ
ンチの高密度層14が、外部に露出した一方の表面16
（“上部表面”という）のマトリックス構造12の内部に
形成され、ターゲット10がＸ線管で使用され、その上部
表面に既知のＸ線発生方法で加速された電子を衝突させ
ると、特定の目的のために実用的な強度のＸ線が発生で
きる。
炭素の密度を高めた炭素−炭素マトリックスと、高Ｚ
物質とから構成される厚さ約0.01インチの勾配層18が、
高密度層14に隣接してマトリックス構造12の内部に向け
て形成され、この勾配層18では、高Ｚ物質の密度が、高
密度層14の側から、高Ｚ物質を全く含まず炭素の密度を
高めた底部層に接するその対向する側へと徐々に減少す
る。
物質とから構成される厚さ約0.01インチの勾配層18が、
高密度層14に隣接してマトリックス構造12の内部に向け
て形成され、この勾配層18では、高Ｚ物質の密度が、高
密度層14の側から、高Ｚ物質を全く含まず炭素の密度を
高めた底部層に接するその対向する側へと徐々に減少す
る。
このように構成されるターゲット10は、電子ビーム源
として働く陰極（図示せず）に対向して既知のＸ線管に
取り付けられる。適当な電圧が、電子放射陰極と、陽極
として働くターゲット10との間に印加される。ターゲッ
ト10は、上述したように、中央開口部22を通過する回転
手段（図示せず）によってその対称軸線20に関して回転
され、また、陰極から放射され、陰極と陽極との間の電
圧差によって加速された電子ビームが、空間的に固定し
た領域（図示せず）にわたってターゲット10に衝突す
る。ここで、ターゲット10が対称軸線20に関して回転す
ると、上部表面16がこの空間的に固定した領域を通過す
る。
として働く陰極（図示せず）に対向して既知のＸ線管に
取り付けられる。適当な電圧が、電子放射陰極と、陽極
として働くターゲット10との間に印加される。ターゲッ
ト10は、上述したように、中央開口部22を通過する回転
手段（図示せず）によってその対称軸線20に関して回転
され、また、陰極から放射され、陰極と陽極との間の電
圧差によって加速された電子ビームが、空間的に固定し
た領域（図示せず）にわたってターゲット10に衝突す
る。ここで、ターゲット10が対称軸線20に関して回転す
ると、上部表面16がこの空間的に固定した領域を通過す
る。
本発明は、一つの例についてのみ、以上で説明した
が、この例は、その範囲を制限することを意図としたも
のではない。多数の変更物及び変形物が、本発明の範囲
内で可能であるが、このような変更物及び変形物の全て
は個別に図説されない。例えば、略ディスク状のマトリ
ックス構造12は、図２に示すように、平坦な上部面を有
する必要がないが、外方向に傾斜した周縁部分を含み得
る。本明細書を通じ、表現“高Ｚ物質”は、意図的に、
広く解釈される。十分に大きい原子番号を有し、且つ高
エネルギー電子の衝突によるＸ線発生用ターゲットのた
めの材料として使用されてきた全ての元素を含むことを
意図とする。本明細書で使用される表現“高Ｚ物質”の
好適な例は、耐火物として知られ、又は比較的高い溶融
温度を有する、少なくとも72の原子番号を有する金属元
素、これらの合金及びカーバイドを含む。このような元
素は、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウ
ム、オスミウム及びイリジウムを含む。耐火性金属のよ
うに共通的に参照される金属よりも低い融点を有する
が、プラチナや金のような幾つかの高Ｚ元素も本発明の
範囲内に含まれる。
が、この例は、その範囲を制限することを意図としたも
のではない。多数の変更物及び変形物が、本発明の範囲
内で可能であるが、このような変更物及び変形物の全て
は個別に図説されない。例えば、略ディスク状のマトリ
ックス構造12は、図２に示すように、平坦な上部面を有
する必要がないが、外方向に傾斜した周縁部分を含み得
る。本明細書を通じ、表現“高Ｚ物質”は、意図的に、
広く解釈される。十分に大きい原子番号を有し、且つ高
エネルギー電子の衝突によるＸ線発生用ターゲットのた
めの材料として使用されてきた全ての元素を含むことを
意図とする。本明細書で使用される表現“高Ｚ物質”の
好適な例は、耐火物として知られ、又は比較的高い溶融
温度を有する、少なくとも72の原子番号を有する金属元
素、これらの合金及びカーバイドを含む。このような元
素は、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウ
ム、オスミウム及びイリジウムを含む。耐火性金属のよ
うに共通的に参照される金属よりも低い融点を有する
が、プラチナや金のような幾つかの高Ｚ元素も本発明の
範囲内に含まれる。
本発明は、高Ｚ物質を含む離散的粒子がマトリックス
内に埋め込まれて実質的に一定の高Ｚ物質の密度を有す
る高密度層と密度勾配を有する勾配層とが形成されると
ころの例について以上で説明したが、高Ｚ物質は、離散
的粒子としてマトリックス内に埋め込まれる必要はな
く、非離散の形態であり得る。図２に符号18で示すよう
な勾配層は本質的ではなく、高Ｚ物質は、図３に示すよ
うに、マトリックス構造（所望のＸ線を発生させるのに
十分な大きさの密度を有する）の内部をわたって一様に
分布され得る。加速されたＸ線発生電子が、典型的な高
Ｚ物質内よりも、炭素内へ約20倍深く移動するので、高
Ｚ粒子は、マトリックスの約５体積％を下限として、炭
素マトリックスによって希釈され得る。変形的に、例え
ば、レニウムを含む層が、炭素を含む他の層の上に形成
され得る。
内に埋め込まれて実質的に一定の高Ｚ物質の密度を有す
る高密度層と密度勾配を有する勾配層とが形成されると
ころの例について以上で説明したが、高Ｚ物質は、離散
的粒子としてマトリックス内に埋め込まれる必要はな
く、非離散の形態であり得る。図２に符号18で示すよう
な勾配層は本質的ではなく、高Ｚ物質は、図３に示すよ
うに、マトリックス構造（所望のＸ線を発生させるのに
十分な大きさの密度を有する）の内部をわたって一様に
分布され得る。加速されたＸ線発生電子が、典型的な高
Ｚ物質内よりも、炭素内へ約20倍深く移動するので、高
Ｚ粒子は、マトリックスの約５体積％を下限として、炭
素マトリックスによって希釈され得る。変形的に、例え
ば、レニウムを含む層が、炭素を含む他の層の上に形成
され得る。
図４−15は、本発明の範囲内にある他の例を示し、図
２及び３について上説した類似する層が同一の符号で示
される。図４は、上部層14に高Ｚ物質を一様に分布し、
マトリックス構造12の大半部には高Ｚ物質が少しもない
ことを特徴とする例を示す。上部層の高Ｚ物質の密度
は、意図とする強度のＸ線を発生させるのに十分な大き
さである。図５は、マトリックス12の大半部の上に配置
した勾配層18を有する他の例を示す。高Ｚ物質の密度
は、マトリックス構造12の大半部の上の勾配層18内で、
上部表面16へと徐々に増加し、ここで、それは、Ｘ線を
発生するに十分な大きさである。図６−９は、それぞ
れ、図２−５に示すものと類似するが、各々、電子を通
過させるのに十分な薄さの低Ｚ物質の上部低Ｚ層19を有
することを特徴とする。図10−12は、それぞれ、図２、
４及び５に示すものと類似する例であり、高Ｚ物質が、
マトリックス構造12の大半部にわたって一様に分布され
るが、その密度は、例えば、図２及び８に示す上部高密
度層14の内部よりも非常に小さいことを特徴とする。図
13−15は、それぞれ、図10−12に示すものと類似する
が、各々、図６−９に示すような上部低Ｚ層を有するこ
とを特徴とする。
２及び３について上説した類似する層が同一の符号で示
される。図４は、上部層14に高Ｚ物質を一様に分布し、
マトリックス構造12の大半部には高Ｚ物質が少しもない
ことを特徴とする例を示す。上部層の高Ｚ物質の密度
は、意図とする強度のＸ線を発生させるのに十分な大き
さである。図５は、マトリックス12の大半部の上に配置
した勾配層18を有する他の例を示す。高Ｚ物質の密度
は、マトリックス構造12の大半部の上の勾配層18内で、
上部表面16へと徐々に増加し、ここで、それは、Ｘ線を
発生するに十分な大きさである。図６−９は、それぞ
れ、図２−５に示すものと類似するが、各々、電子を通
過させるのに十分な薄さの低Ｚ物質の上部低Ｚ層19を有
することを特徴とする。図10−12は、それぞれ、図２、
４及び５に示すものと類似する例であり、高Ｚ物質が、
マトリックス構造12の大半部にわたって一様に分布され
るが、その密度は、例えば、図２及び８に示す上部高密
度層14の内部よりも非常に小さいことを特徴とする。図
13−15は、それぞれ、図10−12に示すものと類似する
が、各々、図６−９に示すような上部低Ｚ層を有するこ
とを特徴とする。
さらに、本発明は、高Ｚ物質をマトリックス構造に埋
め込む方法に限定されるものではない。例えば、化学的
蒸着法、化学的蒸着浸潤法及びピッチ（pitch）高密度
化法のような既知の技術のいずれかを使用することによ
る高密度化中に高Ｚ物質を有する炭素−炭素織布メッシ
ュを浸透させることにより、高Ｚ物質がマトリックス構
造内に埋め込まれ、本発明に従ったＸ線ターゲットが形
成され得る。他の方法は、強度を増加させるため、高密
度化の前であり、炭素−炭素ラップ（wrap）を加えた後
に、高Ｚ物質を有する炭素ピッチを浸透させることによ
る。その他の方法は、高Ｚ物質及び炭素を有するポーラ
ス（porous）炭素基板を浸透し高密度化することによ
る。他の例は、熱分割グラファイト上に高Ｚ物質の薄膜
を化学的蒸着法にて行った後に炭素基板上に熱分解グラ
ファイトを堆積させることによる。これら方法のいずれ
においても、高Ｚ物質は、化学的蒸着法、物理的蒸着法
又は化学的蒸気浸潤法により、粉末の形態の粒子として
導入され得る。
め込む方法に限定されるものではない。例えば、化学的
蒸着法、化学的蒸着浸潤法及びピッチ（pitch）高密度
化法のような既知の技術のいずれかを使用することによ
る高密度化中に高Ｚ物質を有する炭素−炭素織布メッシ
ュを浸透させることにより、高Ｚ物質がマトリックス構
造内に埋め込まれ、本発明に従ったＸ線ターゲットが形
成され得る。他の方法は、強度を増加させるため、高密
度化の前であり、炭素−炭素ラップ（wrap）を加えた後
に、高Ｚ物質を有する炭素ピッチを浸透させることによ
る。その他の方法は、高Ｚ物質及び炭素を有するポーラ
ス（porous）炭素基板を浸透し高密度化することによ
る。他の例は、熱分割グラファイト上に高Ｚ物質の薄膜
を化学的蒸着法にて行った後に炭素基板上に熱分解グラ
ファイトを堆積させることによる。これら方法のいずれ
においても、高Ｚ物質は、化学的蒸着法、物理的蒸着法
又は化学的蒸気浸潤法により、粉末の形態の粒子として
導入され得る。
マトリックスに埋め込まれた高Ｚ物質を有する開示し
た全てのＸ線ターゲット構造が、固定ターゲットを有す
る陽極組立体に首尾良く取り付けられ得ることも理解で
きる。
た全てのＸ線ターゲット構造が、固定ターゲットを有す
る陽極組立体に首尾良く取り付けられ得ることも理解で
きる。
近年、多数のＸ線管が、例えば、Ｘ線回折分析といっ
た、高Ｚ物質（ここで、Ｚは、少なくとも72）陽極を要
しない応用に使用されている。ここで説明した技術が、
分析的Ｘ線装置に典型的に使用されるFe、Cu、Moのよう
な物質を注入したターゲットを製作するのに使用され得
るものと同様であることがわかる。
た、高Ｚ物質（ここで、Ｚは、少なくとも72）陽極を要
しない応用に使用されている。ここで説明した技術が、
分析的Ｘ線装置に典型的に使用されるFe、Cu、Moのよう
な物質を注入したターゲットを製作するのに使用され得
るものと同様であることがわかる。
概要的に、当業者に明らかであり得る、説明した例の
このような変更物及び変形物の全ては、本発明の範囲内
にある。
このような変更物及び変形物の全ては、本発明の範囲内
にある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−209626（ＪＰ，Ａ) 米国特許5148462（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 35/08 - 35/10 H01J 35/24 - 35/26
Claims (29)
- 【請求項１】Ｘ線ターゲットであって， マトリックス構造，及び 高Ｚ物質， を含み， 前記高Ｚ物質が，前記マトリックス構造の内部に埋め込
まれる， ところのＸ線ターゲット。 - 【請求項２】Ｘ線ターゲットであって， マトリックス構造，及び 高Ｚ物質， を含み， 前記高Ｚ物質が，前記マトリックス構造の内部に埋め込
まれ， 前記マトリックス構造が，内面及び外面を有する勾配層
を含み， 前記高Ｚ物質の前記粒子が，前記内面から前記外面へと
徐々に増加する密度で前記勾配層を通じて分布される， ところのＸ線ターゲット。 - 【請求項３】請求の範囲第２項に記載のＸ線ターゲット
であって， 前記外面付近の前記高Ｚの前記粒子の密度が，実用的な
強度のＸ線を発生させるに十分な大きさである， ところのＸ線ターゲット。 - 【請求項４】請求の範囲第２項に記載のＸ線ターゲット
であって， 前記マトリックス構造が，さらに，前記勾配層の前記外
面にわたる上部層を含み， 前記上部層の内部の前記高Ｚ物質の前記粒子の密度が，
実質的に一定である， ところのＸ線ターゲット。 - 【請求項５】Ｘ線ターゲットであって， マトリックス構造，及び 高Ｚ物質， を含み， 前記高Ｚ物質が，前記マトリックス構造の内部に埋め込
まれ， 前記マトリックス構造が，さらに，内面表面，外部表
面，及び前記内部表面に隣接した大半部を有する層を含
み， 前記高Ｚ物質が，前記層の内部に分布される粒子を含
み， 前記高Ｚ物質の密度が，実用的な強度のＸ線を発生させ
るのに十分な大きさであり， 前記大半部が，非一様に分布した，前記粒子を有する前
記層に隣接した勾配層を含む，ところのＸ線ターゲッ
ト。 - 【請求項６】Ｘ線ターゲットであって， マトリックス構造，及び 高Ｚ物質， を含み， 前記高Ｚ物質が，前記マトリックス構造の内部に埋め込
まれ， 前記マトリックス構造が，さらに，内面表面，外部表
面，及び前記内部表面に隣接した大半部を有する層を含
み， 前記高Ｚ物質が，前記層の内部に分布される粒子を含
み， 前記高Ｚ物質の密度が，実用的な強度のＸ線を発生させ
るのに十分な大きさであり， 前記高Ｚ物質の前記粒子の密度が，前記層の前記内部表
面から前記外部表面へと徐々に増加される， ところのＸ線ターゲット。 - 【請求項７】請求の範囲第６項に記載のＸ線ターゲット
であって， さらに， 前記層の前記外部表面に隣接した低Ｚ物質の上部層を含
み， 前記上部層が，実用的なＸ線を発生させるために，電子
を通過させる， ところのＸ線ターゲット。 - 【請求項８】請求の範囲第1,2,5または６項に記載のＸ
線ターゲットであって， 前記マトリックス構造が，炭素−炭素複合材料のマトリ
ックスを含む,X線ターゲット。 - 【請求項９】請求の範囲第1,2,5または６項に記載のＸ
線ターゲットであって， 前記高Ｚ物質が，その上に電子が衝突することによりＸ
線を発生させることのできる元素，その合金，及びその
カーバイドから成るグループから少なくとも一つ選択さ
れる， ところのＸ線ターゲット。 - 【請求項１０】請求の範囲第９項に記載のＸ線ターゲッ
トであって， 前記高Ｚ物質が，タングステン，レニウム，タンタル，
オスミウム，イリジウム及びハフニウム，その合金，及
びそのカーバイドから成るグループから少なくとも一つ
選択される， ところのＸ線ターゲット。 - 【請求項１１】請求の範囲第８項に記載のＸ線ターゲッ
トであって， 前記高Ｚ物質が，少なくとも72の原子番号を有する元
素，その合金，及びそのカーバイドから成るグループか
ら少なくとも一つ選択される， ところのＸ線ターゲット。 - 【請求項１２】請求の範囲第11項に記載のＸ線ターゲッ
トであって， 前記高Ｚ物質が，タングステン，レニウム，タンタル，
オスミウム，イリジウム及びハフニウム，その合金，及
びそのカーバイドから成るグループから少なくとも一つ
選択される， ところのＸ線ターゲット。 - 【請求項１３】請求の範囲第12項に記載のＸ線ターゲッ
トであって， 前記高Ｚ物質が，前記マトリックス構造を通じて一様に
分布される粒子を含む， ところのＸ線ターゲット。 - 【請求項１４】請求の範囲第13項に記載のＸ線ターゲッ
トであって， 当該Ｘ線ターゲットが，さらに，低Ｚ物質の上部層を含
み，前記上部層を通じて電子が通過する， ところのＸ線ターゲット。 - 【請求項１５】請求の範囲第14項に記載のＸ線ターゲッ
トであって， 前記高Ｚ物質の前記粒子が，前記マトリックスにより，
前記マトリックスの５体積％以下に希釈されない， ところのＸ線ターゲット。 - 【請求項１６】請求の範囲第12項に記載のＸ線ターゲッ
トであって， 前記マトリックス構造が，さらに，内部表面，外部表
面，及び前記内部表面に隣接した大半部を有する層を含
み， 前記高Ｚ物質が，前記層の内部に分布される粒子を含
み， 前記高Ｚ物質の密度が，実用的な強度のＸ線を発生させ
るのに十分な大きさである， ところのＸ線ターゲット。 - 【請求項１７】請求の範囲第16項に記載のＸ線ターゲッ
トであって， 前記高Ｚ物質の前記粒子が，前記層の内部に一様に分布
する，ところのＸ線ターゲット。 - 【請求項１８】請求の範囲第17項に記載のＸ線ターゲッ
トであって， さらに， 前記層の前記外部表面に隣接した低Ｚ物質の上部層を含
み， 前記上部層が，実用的な強度のＸ線を発生させるため
に，電子を通過させる， ところのＸ線ターゲット。 - 【請求項１９】Ｘ線ターゲットをつくる方法であって， 上部表面を有するマトリックス構造を与える工程，及び 前記上部表面に電子を衝突させることによりＸ線を発生
させることのできる高Ｚ物質を前記マトリックス構造内
に埋め込む工程， を含む方法。 - 【請求項２０】請求の範囲第19項に記載の方法であっ
て， 前記マトリックス構造が，炭素−炭素複合材料のマトリ
ックスを含む，方法。 - 【請求項２１】請求の範囲第19項に記載のＸ線ターゲッ
トであって， 前記高Ｚ物質が，少なくとも72の原子番号を有する元
素，その合金，及びそのカーバイドから成るグループか
ら少なくとも一つ選択される， ところの方法。 - 【請求項２２】請求の範囲第21項に記載の方法であっ
て， 前記高Ｚ物質が，タングステン，レニウム，タンタル，
オスミウム，イリジウム及びハフニウム，その合金，及
びそのカーバイドから成るグループから少なくとも一つ
選択される， ところの方法。 - 【請求項２３】請求の範囲第22項に記載の方法であっ
て， 前記高Ｚ物質が，前記マトリックス構造に埋め込まれる
離離散的粒子に含まれる， ところの方法。 - 【請求項２４】請求の範囲第22項に記載の方法であっ
て， 前記マトリックス構造の内部に高密度層が少なくともあ
るように，離散的粒子が前記マトリックス構造に分散さ
れ， 前記高Ｚ物質が，前記高密度層を通じて一様に分布さ
れ， 前記高密度層の内部の前記高Ｚ物質の密度が，実用的な
強度のＸ線を発生させるのに十分な大きさである， ところの方法。 - 【請求項２５】請求の範囲第19項に記載の方法であっ
て， 前記マトリックス構造が，織布メッシュを含み， 前記高Ｚ物質が，化学的蒸着法，化学的蒸気浸潤法及び
ピッチ高密度化法から成るグループから選択される技術
によって前記織布メッシュのための高密度化処理中に前
記高Ｚ物質とともに前記マトリックス構造を浸透させる
ことにより前記マトリックス構造に埋め込まれる， ところの方法。 - 【請求項２６】請求の範囲第25項に記載の方法であっ
て， 前記高Ｚ物質が，少なくとも72の原子番号を有する元
素，その合金及びそのカーバイドから成るグループから
少なくとも一つ選択される， ところの方法。 - 【請求項２７】Ｘ線ターゲットをつくる方法であって， 上部表面を有するマトリックス構造を与える工程，及び 前記上部表面に電子を衝突させることによりＸ線を発生
させることのできる高Ｚ物質を前記マトリックス構造内
に埋め込む工程， を含み， 少なくとも一つの勾配層が形成されるように，離散的粒
子が前記マトリックス構造に分散され， 前記高Ｚ物質を含む前記離散的粒子が，前記上部表面へ
向かって徐々に増加する密度で前記勾配層を通じて分布
される， ところの方法。 - 【請求項２８】Ｘ線ターゲットであって， マトリックス構造，及び その上に電子を衝突させることによりＸ線を発生できる
元素，その合金及びそのカーバイドから成るグループか
ら選択される物質， を含み， 前記物質が，前記マトリックス構造の内部に埋め込まれ
る， ところのＸ線ターゲット。 - 【請求項２９】請求の範囲第28項に記載のＸ線ターゲッ
トであって， 前記マトリックス構造が，炭素−炭素複合材料のマトリ
ックスを含み， 前記物質が，銅，鉄，モリブデン及びニッケル，その合
金及びそのカーバイドから成るグループから少なくとも
一つ選択される， ところのＸ線ターゲット。
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