JP3207375B2 - Ion acceleration electrode plate and method of manufacturing the same - Google Patents

Ion acceleration electrode plate and method of manufacturing the same

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JP3207375B2
JP3207375B2 JP15969097A JP15969097A JP3207375B2 JP 3207375 B2 JP3207375 B2 JP 3207375B2 JP 15969097 A JP15969097 A JP 15969097A JP 15969097 A JP15969097 A JP 15969097A JP 3207375 B2 JP3207375 B2 JP 3207375B2
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cooling groove
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、核融合装置の中性
粒子入射装置やイオンミキシング装置等に適用されるイ
オン源において、プラズマ中のイオンを加速して高速イ
オンビームを生成するイオン加速電極板及びその製造方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion accelerating electrode for accelerating ions in plasma to generate a high-speed ion beam in an ion source applied to a neutral particle injection device or an ion mixing device of a nuclear fusion device. The present invention relates to a plate and a method for manufacturing the plate.

【0002】[0002]

【従来の技術】核融合装置の中性子入射装置やイオンミ
キシング装置においては、プラズマから高速イオンビー
ムを生成するイオン源が用いられている。
2. Description of the Related Art In a neutron injection device and an ion mixing device of a nuclear fusion device, an ion source for generating a high-speed ion beam from plasma is used.

【0003】例えば中性子入射装置のイオン源は、水素
等のガスが導入されたフィラメントを有するプラズマ生
成部において当該フィラメントを介してアーク放電を行
なうことによりプラズマを生成する。そして、このプラ
ズマ中のガスが電離したイオンを電極板に形成した電界
によりプラズマから引き出して加速し、高エネルギーを
有する高速イオンビームを発生するものである。
For example, an ion source of a neutron injector generates a plasma by performing an arc discharge through a filament in a plasma generating section having a filament into which a gas such as hydrogen is introduced. The gas in the plasma draws ionized ions out of the plasma by an electric field formed on the electrode plate, accelerates the gas, and generates a high-speed ion beam having high energy.

【0004】上述したイオン源におけるイオン加速電極
板は、当該電極板に多数形成されたイオンビーム引き出
し孔を介してプラズマからイオンビームを引き出すよう
になっており、当該イオン加速電極板が直接高温のイオ
ンビームと直接接触する構造となっている。したがっ
て、イオン加速電極板では、そのイオン加速電極板自体
の熱負荷を低減して耐久性能を維持するために、ビーム
引き出し孔間に冷却チャンネルを設けて冷却を行なって
いる。
The ion accelerating electrode plate in the above-mentioned ion source is adapted to extract an ion beam from plasma through ion beam extraction holes formed in a large number of the electrode plate. It has a structure that comes into direct contact with the ion beam. Therefore, in the ion accelerating electrode plate, a cooling channel is provided between the beam extraction holes for cooling in order to reduce the heat load of the ion accelerating electrode plate itself and maintain durability.

【0005】図20(a)は、従来のイオン加速電極板
の構造を示す断面図、及び図20(b)は、図20
(a)における一部を拡大して示す図である。
FIG. 20A is a sectional view showing the structure of a conventional ion accelerating electrode plate, and FIG.
It is a figure which expands and shows a part in (a).

【0006】このイオン加速電極板90によれば、イオ
ンビーム引き出し用の多数のビーム引き出し孔91を有
する電極板本体90aのプラズマ93側の表面における
ビーム引き出し孔91間にそれぞれ溝92が設けられて
おり、この溝92に冷却パイプ94の約半分の領域が埋
め込まれ、ろう材95によりろう付けされている。そし
て、この冷却パイプ94に冷媒を流通させることによ
り、イオン加速電極板90の冷却を実行している。な
お、冷却パイプ94をプラズマ93側に設けるのは、そ
の反対側(ビーム引き出し側)には他の電極板(負電圧
が印加される抑制電極板等)が設置されるため、その電
極板とイオン加速電極板との間に形成される電界を冷却
パイプにより乱さないようにするため、及び当該電極板
間の距離が冷却パイプで制限されないようにするためで
ある。
According to the ion acceleration electrode plate 90, grooves 92 are provided between the beam extraction holes 91 in the surface of the electrode plate main body 90a on the plasma 93 side having a large number of beam extraction holes 91 for extracting the ion beam. About half the area of the cooling pipe 94 is embedded in the groove 92 and brazed by a brazing material 95. The cooling of the ion accelerating electrode plate 90 is performed by flowing a refrigerant through the cooling pipe 94. The cooling pipe 94 is provided on the plasma 93 side because another electrode plate (a suppression electrode plate to which a negative voltage is applied) is installed on the opposite side (beam extraction side). This is to prevent the electric field formed between the ion accelerating electrode plates from being disturbed by the cooling pipe and to prevent the distance between the electrode plates from being restricted by the cooling pipe.

【0007】しかしながら、上述したイオン加速電極板
90を用いてプラズマ93からイオンビームを引き出す
際には、冷却パイプ94及びろう材95が直接プラズマ
93にさらされるため、プラズマ93に起因したスパッ
タ作用や、プラズマ93中のイオン入射並びにプラズマ
93及びフィラメントからの熱輻射による加熱により、
ろう材95や冷却パイプ94を構成する物質が不純物と
してプラズマ93中に混入し、その不純物に含まれる不
要な元素がイオンビーム中に混在して、イオンビームの
純度が劣化するという問題が生じていた。
However, when the ion beam is extracted from the plasma 93 by using the above-described ion accelerating electrode plate 90, the cooling pipe 94 and the brazing material 95 are directly exposed to the plasma 93. By heating by the ion injection in the plasma 93 and heat radiation from the plasma 93 and the filament,
The material forming the brazing material 95 and the cooling pipe 94 is mixed into the plasma 93 as an impurity, and unnecessary elements contained in the impurity are mixed in the ion beam, thereby deteriorating the purity of the ion beam. Was.

【0008】また、冷却パイプ94の全外周面が電極板
本体90aに接触していないため当該冷却パイプ94と
電極板本体90aとの接触面積が小さく、この結果大き
な冷却効率を望むことが難しかった。したがって、従来
のイオン加速電極板では、電極板本体90aとして使用
できる素材は、モリブデン等の熱的に安定な金属に限定
されたいたが、このような金属は高価であるため、イオ
ン加速電極板90自体のコストが増加するという問題が
有った。
Further, since the entire outer peripheral surface of the cooling pipe 94 is not in contact with the electrode plate main body 90a, the contact area between the cooling pipe 94 and the electrode plate main body 90a is small. As a result, it is difficult to obtain a large cooling efficiency. . Therefore, in the conventional ion accelerating electrode plate, the material that can be used as the electrode plate main body 90a is limited to a thermally stable metal such as molybdenum. There is a problem that the cost of the 90 itself increases.

【0009】さらに、冷却パイプ94を電極板本体90
aにろう付けする際、そのろう付け時の条件、例えば使
用するろう材の種類等によっては冷却パイプ94に冷媒
漏れの原因となる欠陥を発生させる恐れも生じていた。
Further, the cooling pipe 94 is connected to the electrode plate main body 90.
At the time of brazing to (a), depending on the brazing conditions, for example, the type of brazing material to be used, there is a possibility that the cooling pipe 94 may have a defect that causes refrigerant leakage.

【0010】そこで、ろう材や冷却パイプをプラズマに
対して直接さらすことなく、且つ冷却パイプと電極板間
の接触面積を増大させて冷却効率を向上させたイオン加
速電極板及びその製造方法が提案されている。
Therefore, an ion-accelerated electrode plate in which the brazing filler metal and the cooling pipe are not directly exposed to the plasma and the cooling area is improved by increasing the contact area between the cooling pipe and the electrode plate, and a method of manufacturing the same are proposed. Have been.

【0011】例えば、特開平2−244546号公報に
示すイオン加速電極板は、上下2枚の電極板間に冷媒流
通用の冷却パイプを挟み込み、その上下2枚の電極板及
び冷却パイプの間をろう付け(例えば真空中において銀
入りのろう材を用いて行なう)又は熱間当方圧加圧法
(熱間静水圧焼結法;Hot Isostatic Pressing,HIP
法)で接着して一体化している。
For example, in an ion acceleration electrode plate disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-244546, a cooling pipe for flowing a refrigerant is sandwiched between two upper and lower electrode plates, and a space between the two upper and lower electrode plates and the cooling pipe is provided. Brazing (for example, using a brazing material containing silver in a vacuum) or hot isostatic pressing (hot isostatic sintering; Hot Isostatic Pressing, HIP)
Method).

【0012】また、特開平3−129638号公報に示
すイオン加速電極板の製造方法によれば、高融点材料で
あるモリブデン板に冷却水通路用の溝を形成した溝付モ
リブデン板の溝表面にニッケルを被覆しておき、その上
にニッケルにより被覆されたモリブデン平板を重ね、拡
散接合により当該溝付モリブデン板とモリブデン平板と
を固着して一体化して、当該溝付モリブデン板の溝とモ
リブデン平板との間でニッケルにより被覆された冷却水
通路を形成する。そして、一体化されたモリブデン板に
対してビーム引き出し孔を加工形成してイオン加速電極
板を得ている。
According to the method for manufacturing an ion accelerating electrode plate disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3-12938, a groove surface of a grooved molybdenum plate in which a groove for a cooling water passage is formed in a molybdenum plate which is a high melting point material. A nickel-coated molybdenum plate is superimposed thereon, and the molybdenum plate with the groove and the molybdenum plate are fixed and integrated by diffusion bonding to form a groove with the groove of the molybdenum plate with the groove. A cooling water passage covered with nickel is formed between the cooling water passage and the cooling water passage. Then, a beam extraction hole is formed in the integrated molybdenum plate to obtain an ion acceleration electrode plate.

【0013】さらに、特開平5−29093号公報に示
すイオン加速電極板及びその製造方法によれば、特開平
3−129638号公報に示すイオン加速電極板と同様
の溝付モリブデン板及びモリブデン平板を主体として構
成されたイオン加速電極板であって、当該イオン加速電
極板は、溝付モリブデン板及びモリブデン平板を拡散接
合により一体化して構成された重合板構造を成し、その
溝付モリブデン板の溝とモリブデン平板との間に形成さ
れた冷却水通路(冷却孔)の周面部をセラミックスの蒸
着に基づくセラミック被膜層で被覆してイオン加速電極
板を得ている。
Further, according to the ion accelerating electrode plate and the manufacturing method thereof disclosed in JP-A-5-29093, a molybdenum plate and a molybdenum flat plate having the same groove as the ion accelerating electrode plate disclosed in JP-A-3-12938 are disclosed. An ion accelerating electrode plate configured as a main component, the ion accelerating electrode plate has a polymerized plate structure formed by integrating a grooved molybdenum plate and a molybdenum plate by diffusion bonding, and the grooved molybdenum plate is The peripheral surface of a cooling water passage (cooling hole) formed between the groove and the molybdenum flat plate is covered with a ceramic coating layer based on ceramic deposition to obtain an ion acceleration electrode plate.

【0014】そして、特開平6−314600号公報に
示すイオン加速電極板及びその製造方法によれば、溝付
タンタル板及びタンタル平板を、チタンをインサートメ
タルとした拡散接合により一体化することにより重合板
構造を成すイオン加速電極板を得ている。
According to the ion accelerating electrode plate and the manufacturing method thereof disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-314600, a tantalum plate with a groove and a tantalum plate are integrated by diffusion bonding using titanium as an insert metal to reduce weight. An ion accelerating electrode plate having a plywood structure is obtained.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
2−244546号公報に開示されたイオン加速電極板
によれば、上下2枚の電極板及び冷却パイプの間(三者
間)をろう付け又はHIP法で接着し一体化しているた
め、以下に示す問題点を有している。
However, according to the ion acceleration electrode plate disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-244546, the space between the upper and lower electrode plates and the cooling pipe (between three members) is brazed or removed. Since they are bonded and integrated by the HIP method, they have the following problems.

【0016】すなわち、ろう付けで上記三者間を接着し
た場合、その接着(接合)面積が400cm2 以上と一般
の接合面積から見て比較的大きな面積となるため、この
ような大きな接合面全体を均一且つ欠陥無くろう付けす
ることは、現在のろう付けに関する技術レベルから見て
も非常に困難である。
That is, when the above three members are bonded by brazing, the bonding (bonding) area is 400 cm 2 or more, which is relatively large as viewed from a general bonding area. It is very difficult to braze the steel uniformly and without defects even from the current technical level of brazing.

【0017】したがって、接合面にろう付けによる未接
合部分が顕在する場合、イオンビームによる高熱負荷を
除去するための上下電極板における熱伝導効率が未接合
部分の存在により低下してイオン加速電極板全体の冷却
効率を悪化させ、延いてはイオン加速電極板が加熱・変
形していた。このイオン加速電極板の加熱・変形により
ビーム引き出し孔の位置がズレ、当該イオン加速電極板
が加速用電極板としての機能を失うという問題が生じて
いた。
Therefore, when an unjoined portion due to brazing appears on the joined surface, the heat conduction efficiency of the upper and lower electrode plates for removing a high heat load due to the ion beam is reduced due to the presence of the unjoined portion, and the ion accelerating electrode plate is reduced. The cooling efficiency of the whole deteriorated, and the ion acceleration electrode plate was heated and deformed. Due to the heating and deformation of the ion acceleration electrode plate, the position of the beam extraction hole shifts, causing a problem that the ion acceleration electrode plate loses its function as an acceleration electrode plate.

【0018】一方、HIP法を用いて上記三者間を接合
する場合には、HIP法による等圧加圧処理を行なう前
に接合面全周に亘って真空シールを溶接して接合面を真
空状態に密閉することが必要である。この真空シールは
真空中において電子ビーム溶接機を用いることにより容
易に溶接することができる。
On the other hand, when the above three members are joined by the HIP method, a vacuum seal is welded over the entire periphery of the joint surface to perform a vacuum before the isostatic pressing by the HIP method. It is necessary to seal to a state. This vacuum seal can be easily welded in a vacuum by using an electron beam welding machine.

【0019】しかしながら、イオン加速電極板は熱伝導
性の良い銅及び銅合金等から成り、その板厚は約5〜1
0mm程度と比較的薄く形成されているため、電子ビーム
溶接の条件として入熱を高めに設定しなければならず、
この高い入熱に起因して電極板には溶接中において熱変
形による曲りやうねりが発生していた。この結果、真空
シールの溶接後にHIP法により上下2枚の電極板及び
冷却パイプの間を接合して得られたイオン加速電極板に
も曲りやうねりが生じてしまう。
However, the ion accelerating electrode plate is made of copper, a copper alloy or the like having good thermal conductivity, and has a thickness of about 5 to 1
Since it is formed to be relatively thin, about 0 mm, the heat input must be set high as a condition for electron beam welding.
Due to this high heat input, the electrode plate was bent or undulated due to thermal deformation during welding. As a result, after the vacuum seal is welded, the ion acceleration electrode plate obtained by joining the upper and lower two electrode plates and the cooling pipe by the HIP method is also bent or undulated.

【0020】このように曲りやうねりが生じたイオン加
速電極板に対しては、HIP法による接合工程の後で修
正加工を施しているが、所定の形状や平坦度を出すこと
は難しく、この結果、ビーム引き出し孔の位置がズレ、
イオン加速電極板が加速用電極板としての機能を失うと
いう問題が生じていた。
The ion accelerating electrode plate having such a bend or undulation is modified after the joining step by the HIP method. However, it is difficult to obtain a predetermined shape and flatness. As a result, the position of the beam extraction hole is shifted,
There has been a problem that the ion acceleration electrode plate loses its function as an acceleration electrode plate.

【0021】一方、HIP法による接合を行なうために
は、ヘリウムリークディテクタを用いて接合面全周に亘
る真空シール溶接部分にヘリウムガスを吹き付けてリー
ク試験を行ない、高い気密性(1×10-9Torr・l /se
c 以下のリーク量)を有していることを確認する必要が
ある。また、上記リーク試験は静的な状態で行なわれる
が、接合面全周に亘る真空シール溶接部は、実際のHI
P法による高温・高雰囲気中における接合中においても
高い気密性を要求される。仮に、万が一真空シールが破
損した場合には、接合面に高温・高圧のガスが侵入し、
良好な接合を行なうことができなくなる。
On the other hand, in order to perform the joining by the HIP method, a helium gas is sprayed on a vacuum seal welding portion over the entire periphery of the joining surface using a helium leak detector to perform a leak test, and high airtightness (1 × 10 − 9 Torr · l / se
c) It is necessary to confirm that it has the following leak amount). Further, the leak test is performed in a static state.
High airtightness is required even during joining in a high temperature and high atmosphere by the P method. If the vacuum seal breaks, high-temperature, high-pressure gas enters the joint surface,
Good bonding cannot be performed.

【0022】このように、上記三者間をHIP法により
接合するためには、電極板に対して曲りやうねりを生じ
させずに、且つHIP法による接合中においても十分高
い気密性を維持できるような極めて難易度の高いシール
溶接技術が要求される。しかしながら、そのような難易
度の高いシール溶接を実現するためには、現在の技術レ
ベルでは、溶接機の高度化、溶接作業者の技能の向上
等、数多くの解決すべき課題を残していた。
As described above, in order to join the three members by the HIP method, it is possible to maintain a sufficiently high airtightness even during the joining by the HIP method without causing bending or undulation to the electrode plate. Such extremely difficult seal welding technology is required. However, in order to realize such a highly difficult seal welding, at the current technical level, there are many problems to be solved, such as sophistication of a welding machine and improvement of skills of a welding operator.

【0023】一方、特開平2−244546号公報、特
開平3−129638号公報、特開平5−29093号
公報、及び特開平6−314600号公報に開示された
何れのイオン加速電極板も、高融点材料であるモリブデ
ンやタンタルから構成されており、モリブデン(タンタ
ル)から成る溝付き板とモリブデン(タンタル)から成
る平板とを拡散接合により一体化した構造を成している
ため、以下に示す問題点がある。
On the other hand, any of the ion accelerating electrode plates disclosed in JP-A-2-244546, JP-A-3-12938, JP-A-5-29093, and JP-A-6-314600 has a high It is made of molybdenum or tantalum, which is a melting point material, and has a structure in which a grooved plate made of molybdenum (tantalum) and a flat plate made of molybdenum (tantalum) are integrated by diffusion bonding. There is a point.

【0024】すなわち、前掲各公報に開示されたイオン
加速電極板では、電極板材料として高価なモリブデンや
タンタルを用いているため、イオン加速電極板の生産・
製造コストが増加して実用性を悪化させる要因の一つと
なっていた。
That is, in the ion accelerating electrode plates disclosed in the above publications, since expensive molybdenum and tantalum are used as the electrode plate material, the production and production of the ion accelerating electrode plates are difficult.
This is one of the factors that increase the manufacturing cost and deteriorate the practicality.

【0025】一方、上述した拡散接合は、高真空中ある
いはガス雰囲気中において溝付き板と平板とを密着させ
て(あるいは、チタンをインサートメタルとして接合面
に挟んで密着させて)、高温で一定時間加圧することに
より溝付き板と平板とを接合するものであり、その接合
温度、接合面の面荒さ、加圧力、及び接合時間(高温状
態維持時間・加圧時間)等が拡散接合を良好に行なう重
要なファクターとなっている。
On the other hand, in the above-mentioned diffusion bonding, the grooved plate and the flat plate are brought into close contact with each other in a high vacuum or in a gas atmosphere (or, with titanium as an insert metal, sandwiched between the joining surfaces) and kept at a constant temperature at a high temperature. The grooved plate and flat plate are joined by pressing for a time, and the diffusion temperature, the surface roughness of the joining surface, the pressing force, and the joining time (high-temperature maintaining time / pressing time) are good for diffusion joining. It is an important factor to perform.

【0026】拡散接合に必要な接合温度は、一般にその
接合材料の融点に対して0.7倍以上の温度、あるいは
その材料の再結晶温度以上の温度が必要といわれてい
る。また、加圧力については、接合面の面荒さや接合温
度に応じて適性圧力が定まるため、接合温度が高ければ
加圧力は小さく、接合温度が低ければ加圧力は高く設定
しなければならない。また、接合面の面荒さについて
は、接合面の凹凸が細かくて平滑であり、高い清浄度を
有していれば、接合温度を低く且つ加圧力を小さくして
も接合面は密着するが、接合面の凹凸が荒く低い清浄度
を有していれば、接合温度を高く且つ加圧力を高くしな
ければならない。さらに、接合時間については、接合温
度、加圧力等に依存される。例えば、接合温度が高く且
つ加圧力を高くすれば相互拡散が積極的に進み、接合時
間も短く設定できる。
It is generally said that the bonding temperature required for diffusion bonding is 0.7 times or more the melting point of the bonding material, or is higher than the recrystallization temperature of the material. Further, as for the pressing force, an appropriate pressure is determined according to the surface roughness of the bonding surface and the bonding temperature. Therefore, when the bonding temperature is high, the pressing force is small, and when the bonding temperature is low, the pressing force must be set high. Also, regarding the surface roughness of the bonding surface, if the unevenness of the bonding surface is fine and smooth, and if it has a high cleanliness, the bonding surface adheres even if the bonding temperature is low and the pressing force is small, If the unevenness of the bonding surface is rough and has low cleanliness, it is necessary to increase the bonding temperature and the pressing force. Further, the welding time depends on the welding temperature, the pressing force and the like. For example, if the bonding temperature is high and the pressing force is high, the mutual diffusion will actively proceed, and the bonding time can be set short.

【0027】この点、上述したモリブデン(タンタル)
から成る溝付き板とモリブデン(タンタル)から成る平
板とを拡散接合により一体化してイオン加速電極板を製
造する場合においては、当該溝付き板と平板とを容易且
つ強固に密着させるために、当該溝付き板及び平板の接
合面の平滑加工精度を通常の6Sよりも高い5S以下に
設定するためには、当該接合面を機械加工により平滑化
した後、さらにバフ研磨加工を行なうことが必要であっ
た。また、バフ研磨加工により平坦度及び清浄度の高い
接合面を得ても、その高平坦度及び高清浄度を維持する
ためには、加工中及び加工後において接合面の管理が必
要であった。
In this regard, the above-mentioned molybdenum (tantalum)
In the case of manufacturing an ion accelerating electrode plate by integrating a grooved plate made of and a flat plate made of molybdenum (tantalum) by diffusion bonding, in order to easily and firmly adhere the grooved plate to the flat plate, In order to set the smoothing accuracy of the joining surface of the grooved plate and the flat plate to 5S or less, which is higher than the normal 6S, it is necessary to smooth the joining surface by mechanical processing and then to further perform buffing. there were. Also, even if a bonded surface with high flatness and cleanliness is obtained by buffing, it is necessary to manage the bonded surface during and after processing to maintain the high flatness and high cleanliness. .

【0028】また、拡散接合により溝付きモリブデン板
とモリブデン平板とを十分強固且つ気密性高く接合する
ためには、高温且つ高雰囲気中での接合が容易に実行可
能な加圧装置を備えた拡散接合装置が必要であるが、こ
のような拡散接合装置は、国内においても数台しか存在
しない程度の高価な装置であり、この高価な拡散接合装
置を用いて拡散接合によりイオン加速電極板を製造した
場合、イオン加速電極板の生産・製造コストが上昇して
実用性を悪化させていた。
Further, in order to join the grooved molybdenum plate and the molybdenum plate to each other with sufficient strength and high airtightness by diffusion bonding, a diffusion device equipped with a pressurizing device capable of easily performing bonding in a high temperature and high atmosphere. Although a bonding device is necessary, such diffusion bonding devices are expensive devices in which only a few units exist in Japan, and an ion accelerating electrode plate is manufactured by diffusion bonding using this expensive diffusion bonding device. In this case, the production and manufacturing costs of the ion accelerating electrode plate are increased, and the practicality is deteriorated.

【0029】また、イオン加速電極板の材料である溝付
き板及び平板の板厚は約5〜10mm程度と比較的薄く形
成されているため、このような薄厚の溝付き板及び平板
の十分に広い接合面を高い加圧力で均等に加圧し、且つ
溝の変形を抑えるように加圧力を制御することは非常に
難しく、当該接合面の気密性を悪化させてその信頼性を
低下させる恐れがあった。そこで、可変可能な高加圧力
で広い接合面を均等に加圧できる加圧装置を有する拡散
接合装置を製作することが考えられているが、そのよう
な装置は非常に複雑且つ高価な装置となるため、実用性
に乏しかった。
The thickness of the grooved plate and the flat plate, which are the materials of the ion accelerating electrode plate, is relatively thin, about 5 to 10 mm. It is very difficult to press the wide joint surface evenly with a high pressure and to control the pressure so as to suppress the deformation of the groove, and there is a risk that the airtightness of the joint surface is deteriorated and its reliability is reduced. there were. Therefore, it is considered to manufacture a diffusion bonding apparatus having a pressurizing device capable of uniformly pressing a wide bonding surface with a variable high pressing force. However, such a device is very complicated and expensive. Therefore, it was not practical.

【0030】すなわち、拡散接合により溝付き板と平板
とを加圧接合してイオン加速電極板を生産・製造してい
たのでは、当該イオン加速電極板の生産・製造コストの
上昇や接合面全体の気密性悪化及び信頼性の低下を招く
結果となっていた。
That is, if the ion accelerating electrode plate is produced and manufactured by pressure bonding the grooved plate and the flat plate by diffusion bonding, the production / manufacturing cost of the ion accelerating electrode plate is increased and the entire joint surface is increased. As a result, the airtightness and reliability of the device were deteriorated.

【0031】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、安価な素材から成る薄板を用いて
プラズマ中へのろう材等の不純物の混入や冷媒漏れの恐
れがなく且つ高い冷却効率を有するイオン加速電極板を
製造することを可能にして、当該イオン加速電極板の生
産・製造コストを低減し、接合面全体の気密性及び信頼
性を向上させることにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to use a thin plate made of an inexpensive material without causing the risk of mixing of impurities such as brazing material into plasma and leakage of refrigerant. An object of the present invention is to make it possible to manufacture an ion acceleration electrode plate having high cooling efficiency, reduce the production and production costs of the ion acceleration electrode plate, and improve the airtightness and reliability of the entire joint surface.

【0032】[0032]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明のイオン加速電極板の製造方法は、請求
項1に記載したように、高熱伝導性金属あるいはその合
金から成り一面に冷媒流通用の複数の冷却溝が形成され
た薄板の各冷却溝にその冷却溝の形状に等しく且つ溶解
除去可能な埋め込み材を埋設して当該冷却溝形成面を平
面化し、この平面化された冷却溝形成面に対して前記薄
板と同等の金属材料を層状にコーティングして当該冷却
溝形成面に板状の金属材料層を形成し、この金属材料層
が形成された薄板から前記埋め込み材を溶解除去するこ
とにより前記複数の冷却溝及び前記金属材料層で複数の
冷却水通路を形成し、これら複数の冷却水通路における
隣接する冷却水通路間にイオンビーム引き出し用のビー
ム孔を加工形成している。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an ion accelerating electrode plate comprising a highly heat conductive metal or an alloy thereof. In each cooling groove of the thin plate on which a plurality of cooling grooves for cooling medium distribution are formed, an embedding material which is equal to the shape of the cooling groove and which can be dissolved and removed is buried in the cooling groove to planarize the cooling groove forming surface. A metal material equivalent to the thin plate is coated on the cooling groove forming surface in a layer form to form a plate-like metal material layer on the cooling groove forming surface, and the embedding material is formed from the thin plate on which the metal material layer is formed. By dissolving and removing, a plurality of cooling water passages are formed in the plurality of cooling grooves and the metal material layer, and a beam hole for extracting an ion beam is formed between adjacent cooling water passages in the plurality of cooling water passages. There.

【0033】特に、請求項2に記載したイオン加速電極
板の製造方法によれば、前記薄板の冷却溝形成面に対し
て金属材料をコーティングする工程は、当該薄板に対し
て脱脂及び洗浄処理を行ない、脱脂及び洗浄処理が行な
われた薄板の冷却溝形成面を活性化し、前記薄板の活性
化された冷却溝形成面に対して前記薄板と同等の金属材
料を所定の厚みにメッキすることにより前記金属材料層
を形成するメッキ処理工程である。
In particular, according to the method of manufacturing an ion accelerating electrode plate according to the second aspect, the step of coating a metal material on the cooling groove forming surface of the thin plate includes the steps of degreasing and cleaning the thin plate. By activating the cooling groove forming surface of the thin plate subjected to the degreasing and cleaning treatment, and plating the activated cooling groove forming surface of the thin plate with a metal material equivalent to the thin plate to a predetermined thickness. This is a plating step for forming the metal material layer.

【0034】また特に、請求項3に記載したイオン加速
電極板の製造方法によれば、前記薄板の冷却溝形成面に
対して金属材料をコーティングする工程は、前記薄板と
同等の金属材料から構成された溶融又は溶融状態に近い
粒子を当該冷却溝形成面対して吹き付けて衝突させるこ
とにより前記金属材料層を形成する溶射処理工程であ
る。
According to a third aspect of the present invention, the step of coating the cooling groove forming surface of the thin plate with a metal material comprises a metal material equivalent to the thin plate. This is a thermal spraying process of forming the metal material layer by spraying and colliding the melted or nearly melted particles against the cooling groove forming surface.

【0035】さらに、請求項4に記載したイオン加速電
極板の製造方法によれば、前記薄板の冷却溝形成面に対
して金属材料をコーティングする工程は、前記薄板と同
等の金属材料から成る溶融金属を当該冷却溝形成面に対
して溶着することにより前記金属材料層を形成する肉盛
溶接処理工程である。
According to a fourth aspect of the present invention, the step of coating the cooling groove forming surface of the thin plate with a metal material comprises the step of forming a metal material equivalent to the thin plate. This is a build-up welding process step of forming the metal material layer by welding a metal to the cooling groove forming surface.

【0036】請求項5に記載したイオン加速電極板の製
造方法によれば、前記薄板の冷却溝形成面に対して金属
材料をコーティングする工程は、前記メッキ処理工程、
前記溶射処理工程及び前記肉盛溶接処理工程の内の少な
くとも2つの工程を複合して実行することにより前記金
属材料層を重層構造に形成する工程である。
According to a fifth aspect of the present invention, the step of coating the cooling groove forming surface of the thin plate with a metal material includes the plating step,
A step of forming the metal material layer into a multilayer structure by performing at least two of the thermal spraying process and the overlay welding process in combination.

【0037】また、請求項6に記載したイオン加速電極
板の製造方法によれば、前記複数の冷却水通路を形成す
る工程と前記イオンビーム引き出し用のビーム孔を加工
形成する工程との間に、前記金属材料層及び前記複数の
冷却水通路が形成された薄板に対して拡散熱処理を施す
工程を有している。
According to the method of manufacturing an ion accelerating electrode plate according to claim 6, between the step of forming the plurality of cooling water passages and the step of processing and forming the beam hole for extracting the ion beam. Applying a diffusion heat treatment to the thin plate on which the metal material layer and the plurality of cooling water passages are formed.

【0038】さらに、請求項7に記載したイオン加速電
極板の製造方法によれば、前記拡散熱処理工程は前記金
属材料層及び前記複数の冷却水通路が形成された薄板に
対して熱間等方圧加圧処理を行なう工程である。
Further, according to the method of manufacturing an ion accelerating electrode plate according to claim 7, the diffusion heat treatment step is performed on the thin plate on which the metal material layer and the plurality of cooling water passages are formed by hot isotropy. This is a step of performing pressure and pressure treatment.

【0039】一方、上述した課題を解決するために、本
発明のイオン加速電極板は、請求項8に記載したよう
に、高熱伝導性金属あるいはその合金から成り一面に冷
媒流通用の複数の冷却溝が形成された薄板の各冷却溝に
その冷却溝の形状に等しく且つ溶解除去可能な埋め込み
材を埋設して当該冷却溝形成面を平面化し、この平面化
された冷却溝形成面に対して前記薄板と同等の金属材料
を層状にコーティングして当該冷却溝形成面に板状の金
属材料層を形成し、この金属材料層が形成された薄板か
ら前記埋め込み材を溶解除去して成る電極板と、この電
極板において前記薄板の複数の冷却溝と前記金属材料層
との間に形成された複数の冷却水通路と、この複数の冷
却水通路における隣接する冷却水路間に加工形成された
イオンビーム引き出し用のビーム孔とを備えている。
On the other hand, in order to solve the above-mentioned problems, the ion accelerating electrode plate of the present invention is made of a high heat conductive metal or an alloy thereof and has a plurality of cooling mediums for flowing a refrigerant. In each cooling groove of the grooved thin plate, an embedding material that is equal to the shape of the cooling groove and that can be dissolved and removed is buried in each cooling groove to planarize the cooling groove forming surface. An electrode plate formed by coating a metal material equivalent to the thin plate in a layer to form a plate-shaped metal material layer on the cooling groove forming surface, and dissolving and removing the filling material from the thin plate on which the metal material layer is formed. And a plurality of cooling water passages formed between the plurality of cooling grooves of the thin plate and the metal material layer in the electrode plate, and ions formed between adjacent cooling water passages in the plurality of cooling water passages. Beam extraction And a beam hole of use.

【0040】[0040]

【発明の実施の形態】以下、本発明のイオン加速電極板
の実施の形態を図面に従って以下に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the ion acceleration electrode plate of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0041】(第1の実施の形態)本発明の第1の実施
の形態を図1乃至図5に従って以下に説明する。
(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0042】図1に示すように、本実施形態のイオン加
速電極板を製造するには、まず、高熱伝導性金属であり
安価な銅あるいは銅合金から成る薄板1の一面(図中上
面)に冷却水流通用の矩形状(長辺が薄板1の上面に平
行な長方形状)の冷却溝2を互いに平行且つ所定間隔を
おいて形成加工し、続いて図2に示すように、この冷却
溝2が形成された薄板(以下、基板という)3の各冷却
溝2にその冷却溝2の形状に等しく且つ溶解除去可能な
導電性材料から成る埋め込み材4を埋設して基板3の冷
却溝形成面を平面化する。なお、埋め込み材4にはウッ
ドメタル、鉛等の低融点金属やアルミニウム、半田等の
材料を用いることができる。
As shown in FIG. 1, in order to manufacture the ion accelerating electrode plate of this embodiment, first, one surface (the upper surface in the drawing) of a thin plate 1 made of inexpensive copper or a copper alloy which is a metal having high thermal conductivity and is inexpensive. A cooling groove 2 having a rectangular shape (a rectangular shape having a long side parallel to the upper surface of the thin plate 1) for cooling water circulation is formed at a predetermined interval in parallel with each other, and then, as shown in FIG. Is embedded in each cooling groove 2 of a thin plate (hereinafter referred to as a substrate) 3 on which a cooling material is formed, and is made of a conductive material which is equal in shape to the cooling groove 2 and can be dissolved and removed. Is flattened. The embedding material 4 can be made of a material such as wood metal, low melting point metal such as lead, aluminum, or solder.

【0043】そして、図2に示すように、薄板1(基板
3)と同等の金属材料である銅あるいは銅合金を冷却溝
形成面に対して所定の厚みを有するように層状にコーテ
ィングして基板3の冷却溝形成面に板状の金属材料層5
を形成して一体化することにより基板3及び金属材料層
5から成る電極板6を生成する。次いで、冷却溝2に埋
設された埋め込み材4を、例えば溶解槽に入れてその槽
内温度を上昇させたり、あるいは当該埋め込み材4をそ
の材質に適合した化学的な溶解材料(例えば埋め込み材
4がアルミニウムの場合には、苛性ソーダ)が収容され
た槽内に浸漬する等の方法を用いて溶解除去することに
より、図3に示すように、溝付き銅板3の冷却溝2と金
属材料層5との間で互いに平行且つ所定間隔をおいて多
数の冷却水通路2aが形成される。
Then, as shown in FIG. 2, copper or copper alloy, which is a metal material equivalent to the thin plate 1 (substrate 3), is coated in a layered manner so as to have a predetermined thickness on the cooling groove forming surface. A plate-like metal material layer 5 on the cooling groove forming surface 3
Is formed and integrated to form an electrode plate 6 including the substrate 3 and the metal material layer 5. Next, the embedding material 4 embedded in the cooling groove 2 is put into, for example, a melting tank to raise the temperature in the bath, or the embedding material 4 is chemically melted (for example, the embedding material 4) suitable for the material. When aluminum is used, the cooling groove 2 of the grooved copper plate 3 and the metal material layer 5 are dissolved and removed by a method such as immersion in a tank containing caustic soda) as shown in FIG. A large number of cooling water passages 2a are formed parallel to each other and at a predetermined interval.

【0044】そして、図4及び図5に示すように、多数
の冷却水通路2aが形成された電極板6における隣接す
る冷却水通路2a間に積層方向に沿ってイオンビーム引
き出し用のビーム引き出し孔7をそれぞれ穿設して、内
部に冷却水通路2aを有し且つ隣接する冷却水通路2a
間にビーム引き出し孔7を有するイオン加速電極板8を
生成することができる。
As shown in FIGS. 4 and 5, a beam extraction hole for extracting an ion beam along the laminating direction between adjacent cooling water passages 2a in the electrode plate 6 in which a number of cooling water passages 2a are formed. 7, each having a cooling water passage 2a therein and an adjacent cooling water passage 2a
An ion acceleration electrode plate 8 having a beam extraction hole 7 between them can be generated.

【0045】すなわち、本構成のイオン加速電極板8に
よれば、冷却水通路2aを隣接するビーム引き出し孔7
の間にそれぞれ形成しているため、当該冷却水通路2a
に冷却水を流通させてイオン加速電極板8を直接冷却で
きる。したがって、従来の冷却パイプを埋め込むイオン
加速電極板と比べて冷却性能及び冷却効率が向上し、こ
のイオン加速電極板8を用いた中性子入射装置やイオン
ミキシング装置を長期間連続運転することが可能にな
る。
That is, according to the ion accelerating electrode plate 8 of the present configuration, the cooling water passage 2a is connected to the adjacent beam extraction hole 7
Between the cooling water passages 2a
The cooling water is allowed to flow through the ion accelerating electrode plate 8 directly. Therefore, the cooling performance and the cooling efficiency are improved as compared with the conventional ion acceleration electrode plate in which the cooling pipe is embedded, and the neutron injector and the ion mixing device using the ion acceleration electrode plate 8 can be continuously operated for a long time. Become.

【0046】また、冷却水通路2aは、薄板1に対して
冷却溝2を形成加工することにより得られるため、比較
的加工が容易である。また、溝形状や大きさを任意に選
定(例えば、矩形、円形、楕円形等)することができ
る。したがって、本実施形態のように、隣接するビーム
引き出し孔7間の狭い間隙に対しても、当該ビーム引き
出し孔7に近接して冷却水通路2aを形成することが可
能になり、冷却効率を向上させることができる。また、
従来のように冷却パイプを用いる必要がないため、イオ
ン加速電極板の生産・製造コストを低減することができ
る。
Further, since the cooling water passage 2a is obtained by forming and processing the cooling groove 2 in the thin plate 1, the processing is relatively easy. Further, the groove shape and size can be arbitrarily selected (for example, rectangular, circular, elliptical, etc.). Therefore, as in the present embodiment, it is possible to form the cooling water passage 2a close to the beam extraction hole 7 even in a narrow gap between the adjacent beam extraction holes 7, thereby improving the cooling efficiency. Can be done. Also,
Since it is not necessary to use a cooling pipe as in the related art, it is possible to reduce the production and manufacturing costs of the ion acceleration electrode plate.

【0047】特に、本構成のイオン加速電極板8によれ
ば、安価な素材である銅あるいは銅合金から成る基板3
に対して、直接その基板3の材質と同等の銅あるいは銅
合金から成る金属材料のコーティング処理を施して金属
材料層5を形成することによりイオン加速電極板を製造
しているため、モリブデン板やタンタル板等の高価な材
料や複雑且つ高価な加圧装置を有する拡散接合装置を用
いる必要がなくなり、イオン加速電極板の生産・製造コ
ストを大幅に低減することができる。
In particular, according to the ion accelerating electrode plate 8 of this configuration, the substrate 3 made of inexpensive material copper or copper alloy is used.
On the other hand, the ion accelerating electrode plate is manufactured by directly forming a metal material layer 5 by performing a coating process of a metal material made of copper or a copper alloy equivalent to the material of the substrate 3. There is no need to use an expensive material such as a tantalum plate or a diffusion bonding device having a complicated and expensive pressurizing device, and the production and manufacturing costs of the ion acceleration electrode plate can be greatly reduced.

【0048】また、本構成では、基板3の冷却溝形成面
に対して直接板状の金属材料層5をコーティング処理に
より形成して電極板を作成しているため、従来のろう付
け、HIP法、及び拡散接合を用いて上下2枚の電極板
及び冷却パイプを接合したり、上下2枚の電極板をイン
サートメタルを介して接合した場合と比べて、非常に簡
単な工程で冷却水通路2aをその内部に有する電極板6
を作成することができる。さらに、従来のような2枚の
電極板を接合(あるいはインサートメタルを介した接
合)する場合と比べると、本実施形態においては、上側
電極板に対応する金属材料層5を基板3に対してコーテ
ィングすることにより形成しているため、当該金属材料
層5は基板3に対して気密且つ強固に接合される。ま
た、コーティング処理の前に予め冷却溝2を埋め込み材
4で保護しているため、コーティング材料により冷却溝
2の形状を損なう心配もない。
In this configuration, since the plate-like metal material layer 5 is formed directly on the cooling groove forming surface of the substrate 3 by a coating process to form the electrode plate, the conventional brazing and HIP methods are used. The cooling water passage 2a is formed in a very simple process as compared with the case where the upper and lower two electrode plates and the cooling pipe are joined using diffusion bonding and the case where the upper and lower two electrode plates are joined via insert metal. Electrode plate 6 having therein
Can be created. Further, in the present embodiment, the metal material layer 5 corresponding to the upper electrode plate is attached to the substrate 3 in comparison with the conventional case of joining two electrode plates (or joining via insert metal). Since the metal material layer 5 is formed by coating, the metal material layer 5 is hermetically and strongly bonded to the substrate 3. Further, since the cooling groove 2 is protected by the filling material 4 before the coating process, there is no fear that the shape of the cooling groove 2 is damaged by the coating material.

【0049】すなわち、本構成のイオン加速電極板1に
よれば、従来のモリブデン板やタンタル板等の電極板を
接合して製造されたイオン加速電極板と比べて、電極板
製造工程を容易にしながら接合強度及び気密性を高める
ことができ、且つ生産・製造コストを大幅に低減させる
ことができる。
That is, according to the ion accelerating electrode plate 1 of the present configuration, the electrode plate manufacturing process can be simplified compared with the conventional ion accelerating electrode plate manufactured by joining electrode plates such as a molybdenum plate and a tantalum plate. However, the joining strength and the airtightness can be improved, and the production and manufacturing costs can be significantly reduced.

【0050】(第2の実施の形態)本発明の第2の実施
の形態を図6乃至図8に従って以下に説明する。なお、
本実施形態においては、第1実施形態におけるコーティ
ング処理の具体的な例として、メッキ処理を用いた場合
について説明する。
(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In addition,
In the present embodiment, a case where a plating process is used will be described as a specific example of the coating process in the first embodiment.

【0051】本実施形態においても、第1実施形態(図
1)と同様に、高熱伝導性金属である銅あるいは銅合金
から成る薄板1の一面(図中上面)に冷却水流通用の矩
形状の冷却溝2が互いに平行且つ所定間隔をおいて形成
加工された基板3を用意し、この基板3の各冷却溝2に
その冷却溝2の形状に等しく且つ溶解除去可能な導電性
材料から成る埋め込み材4を埋設して基板3の冷却溝形
成面を平面化する。
In this embodiment, as in the first embodiment (FIG. 1), one surface (the upper surface in the figure) of a thin plate 1 made of copper or a copper alloy, which is a metal having a high thermal conductivity, has a rectangular shape for flowing cooling water. A substrate 3 in which cooling grooves 2 are formed in parallel with each other at predetermined intervals is prepared, and each cooling groove 2 of the substrate 3 is filled with a conductive material having the same shape as the cooling groove 2 and capable of being dissolved and removed. The material 4 is buried to flatten the cooling groove forming surface of the substrate 3.

【0052】そして、図6に示すように、基板3を槽1
0内に入れて蒸気11により脱脂及び洗浄処理を行な
う。次いで、蒸気11により脱脂及び洗浄処理された基
板3に対して銅あるいは銅合金を材料としたメッキを施
して金属材料層を形成する。
Then, as shown in FIG.
Then, the inside of the container is put into the chamber 0 and the degreasing and cleaning treatment is performed by the steam 11. Next, the substrate 3 degreased and cleaned by the steam 11 is plated with copper or a copper alloy as a material to form a metal material layer.

【0053】すなわち、脱脂及び洗浄処理された基板3
の平面化された冷却溝形成面(メッキ面)3aを活性化
した後、図7に示すように、その基板3を硫酸銅12が
収容された浴槽13内に入れ、その基板3(非メッキ
材)の活性化された冷却溝形成面3aと純銅から成る電
極14とを対向配置する。そして電源15を基板3(陰
極)及び電極14(陽極)として接続し、その電源15
から基板3及び電極14に対して例えば電流密度数A/
dm2 の条件下において100〜300時間通電するこ
とにより、図8(a)に示すように、基板3の冷却溝形
成面3aに対して厚さ2〜3mmの銅あるいは銅合金から
成る板状のメッキ部(金属材料層)16を形成して一体
化する。この結果、基板3及びメッキ部15から成る電
極板17が生成される。
That is, the substrate 3 that has been degreased and cleaned
After activating the flattened cooling groove forming surface (plating surface) 3a, as shown in FIG. 7, the substrate 3 is placed in a bathtub 13 containing copper sulfate 12, and the substrate 3 (non-plated The cooling groove forming surface 3a activated with the material (material) and the electrode 14 made of pure copper are arranged to face each other. Then, the power supply 15 is connected as the substrate 3 (cathode) and the electrode 14 (anode), and the power supply 15
For example, the current density number A /
By applying a current for 100 to 300 hours under the condition of dm 2 , as shown in FIG. 8A, a plate formed of copper or copper alloy having a thickness of 2 to 3 mm with respect to the cooling groove forming surface 3 a of the substrate 3. Is formed and integrated. As a result, an electrode plate 17 including the substrate 3 and the plating portion 15 is generated.

【0054】メッキ部16が生成された電極板17のメ
ッキ部コーティング側面(図8(a)における上面)は
厚肉メッキ特有の凹凸が存在するため、このメッキ部コ
ーティング側面に対して機械加工を施すことによりその
メッキ部コーティング側面を所定の厚さ及び表面粗さに
仕上げる。
Since the plating portion coating side surface (the upper surface in FIG. 8A) of the electrode plate 17 where the plating portion 16 has been formed has irregularities peculiar to thick plating, machining is performed on the plating portion coating side surface. By applying the coating, the side surface of the plating portion is finished to a predetermined thickness and surface roughness.

【0055】次いで、冷却溝2に埋設された埋め込み材
4を、例えば溶解槽に入れてその槽内温度を上昇させた
り、あるいは当該埋め込み材4をその材質に適合した化
学的な溶解材料が収容された槽内に浸漬する等の方法を
用いて溶解除去することにより、図8(b)に示すよう
に、溝付き銅板3の冷却溝2とメッキ部16との間で互
いに平行且つ所定間隔をおいて多数の冷却水通路2aが
形成される。
Next, the filling material 4 buried in the cooling groove 2 is put into, for example, a melting tank to raise the temperature in the bath, or the filling material 4 is filled with a chemical melting material suitable for the material. As shown in FIG. 8 (b), by dissolving and removing using a method such as immersion in a immersed bath, the cooling groove 2 of the grooved copper plate 3 and the plating portion 16 are parallel to each other and at a predetermined interval. In this case, a number of cooling water passages 2a are formed.

【0056】そして、前掲図4及び図5に示すように、
多数の冷却水通路2aが形成された電極板16における
隣接する冷却水通路2a間に積層方向に沿ってイオンビ
ーム引き出し用のビーム引き出し孔をそれぞれ穿設し
て、内部に冷却水通路2aを有し且つ隣接する冷却水通
路2a間にビーム引き出し孔を有するイオン加速電極板
を生成することができる。
Then, as shown in FIGS. 4 and 5,
A beam extraction hole for extracting an ion beam is formed between adjacent cooling water passages 2a in the electrode plate 16 in which a large number of cooling water passages 2a are formed along the stacking direction, and the cooling water passage 2a is provided therein. In addition, an ion acceleration electrode plate having a beam extraction hole between adjacent cooling water passages 2a can be generated.

【0057】以上述べたように、本構成のイオン加速電
極板によれば、基板3の冷却溝2を埋め込み材4で保護
した状態において基板3と同等の金属材料をメッキして
板状のメッキ部16を形成することにより電極板17を
作成し、この電極板17から埋め込み材4を溶解除去し
て冷却水通路2aを設け、さらにこの冷却水通路2aを
隣接するビーム引き出し孔の間に形成しているため、第
1実施形態と同様に、冷却性能及び冷却効率の向上を実
現するとともに、イオン加速電極板の生産・製造コスト
を低減することができる。
As described above, according to the ion acceleration electrode plate of the present configuration, a metal material equivalent to that of the substrate 3 is plated in a state where the cooling grooves 2 of the substrate 3 are protected by the filling material 4. The electrode plate 17 is formed by forming the portion 16, the embedding material 4 is dissolved and removed from the electrode plate 17 to provide the cooling water passage 2 a, and the cooling water passage 2 a is formed between the adjacent beam extraction holes. Therefore, similarly to the first embodiment, the cooling performance and the cooling efficiency can be improved, and the production and manufacturing costs of the ion acceleration electrode plate can be reduced.

【0058】また、本構成のイオン加速電極板によれ
ば、基板3の冷却溝2を埋め込み材4で保護した状態に
おいて基板3と同等の金属材料から成るメッキ部16を
メッキ処理により形成して電極板17を作成し、この電
極板17から埋め込み材4を溶解除去して冷却水通路2
aを設けているため、従来のろう付け、HIP法、及び
拡散接合を用いて上下2枚の電極板及び冷却パイプ接合
したり、上下2枚の電極板をインサートメタルを介して
接合した場合と比べて、非常に簡単な工程で冷却水通路
2aをその内部に有する電極板17を作成することがで
き、しかも上側電極板に対応するメッキ部16と基板3
とを気密且つ強固に接合することができる。また、コー
ティング処理の前に予め冷却溝2を埋め込み材4で保護
しているため、コーティング材料により冷却溝2の形状
を損なう心配もない。
Further, according to the ion accelerating electrode plate of this configuration, the plating portion 16 made of the same metal material as the substrate 3 is formed by plating while the cooling groove 2 of the substrate 3 is protected by the filling material 4. An electrode plate 17 is formed, and the embedding material 4 is dissolved and removed from the electrode plate 17 to remove the cooling water passage 2.
a, the upper and lower two electrode plates and the cooling pipe are joined by using the conventional brazing, the HIP method, and the diffusion bonding, or the two upper and lower electrode plates are joined via the insert metal. In comparison, the electrode plate 17 having the cooling water passage 2a therein can be formed by a very simple process, and the plating portion 16 and the substrate 3 corresponding to the upper electrode plate can be formed.
And can be joined tightly and airtightly. Further, since the cooling groove 2 is protected by the filling material 4 before the coating process, there is no fear that the shape of the cooling groove 2 is damaged by the coating material.

【0059】(第3の実施の形態)本発明の第3の実施
の形態を図9乃至図10に従って以下に説明する。な
お、本実施形態においては、第1実施形態におけるコー
ティング処理の具体的な例として、溶射処理を用いた場
合について説明する。
(Third Embodiment) A third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In this embodiment, a case where a thermal spraying process is used will be described as a specific example of the coating process in the first embodiment.

【0060】本実施形態においても、第1実施形態(図
1)と同様に、高熱伝導性金属である銅あるいは銅合金
から成る薄板1の一面(図中上面)に冷却水流通用の矩
形状の冷却溝2が互いに平行且つ所定間隔をおいて形成
加工された基板3を用意し、この基板3の各冷却溝2に
その冷却溝2の形状に等しく且つ溶解除去可能な導電性
材料から成る埋め込み材4を埋設して基板3の冷却溝形
成面を平面化する。
In the present embodiment, as in the first embodiment (FIG. 1), one surface (the upper surface in the figure) of a thin plate 1 made of copper or a copper alloy, which is a metal having high thermal conductivity, has a rectangular shape for cooling water distribution. A substrate 3 in which cooling grooves 2 are formed in parallel with each other at predetermined intervals is prepared, and each cooling groove 2 of the substrate 3 is filled with a conductive material having the same shape as the cooling groove 2 and capable of being dissolved and removed. The material 4 is buried to flatten the cooling groove forming surface of the substrate 3.

【0061】そして、図9に示すように、基板3の平面
化された冷却溝形成面3aに対向して溶射装置20を配
置し、当該溶射装置20を基板3の一端部から冷却溝形
成面3aに沿って他端部へ向けて平行移動させながら銅
あるいは銅合金の溶融又は溶融状態に近い金属粒子を基
板3の冷却溝形成面3aに吹き付けて衝突させることに
より積層して銅あるいは銅合金から成る金属材料層(コ
ーティング層)21を形成して一体化し、基板3及び金
属材料層21から成る電極板を生成する。次いで、第1
及び第2実施形態と同様に、冷却溝2に埋設された埋め
込み材4を溶解除去して溝付き銅板3の冷却溝2と金属
材料層21との間で多数の冷却水通路を形成し(前掲図
3参照)、前掲図4及び図5に示すように、多数の冷却
水通路が形成された電極板における隣接する冷却水通路
間に積層方向に沿ってイオンビーム引き出し用のビーム
引き出し孔をそれぞれ穿設してイオン加速電極板を生成
することができる。
Then, as shown in FIG. 9, the thermal spraying device 20 is arranged to face the flattened cooling groove forming surface 3a of the substrate 3, and the thermal spraying device 20 is moved from one end of the substrate 3 to the cooling groove forming surface. While moving parallel to the other end along 3a, molten or nearly molten metal particles of copper or a copper alloy are sprayed onto the cooling groove forming surface 3a of the substrate 3 so as to collide with the copper or copper alloy to form a copper or copper alloy. A metal material layer (coating layer) 21 made of is formed and integrated to form an electrode plate including the substrate 3 and the metal material layer 21. Then the first
Similarly to the second embodiment, the embedding material 4 embedded in the cooling groove 2 is dissolved and removed to form a large number of cooling water passages between the cooling groove 2 of the grooved copper plate 3 and the metal material layer 21 ( As shown in FIG. 3 described above and FIGS. 4 and 5, a beam extraction hole for extracting an ion beam is formed along the stacking direction between adjacent cooling water passages in an electrode plate having a large number of cooling water passages. Each can be drilled to produce an ion accelerating electrode plate.

【0062】本実施形態における銅あるいは銅合金の粉
末から成る金属粒子を基板3の冷却溝形成面3aに吹き
付ける溶射方法は、現在各種の溶射方式が実用化されて
いるが、これらの溶射方式は、溶射材料を加熱・溶融す
る熱源の特性に応じて主に分類することができる。すな
わち、熱源にガスを用いるガス式溶射にはフレーム溶射
と爆発溶射があり、一方、熱源に電気を用いる電気式溶
射には、アーク溶射、プラズマ溶射、及び線爆溶射があ
る。
As the thermal spraying method of this embodiment for spraying metal particles made of copper or copper alloy powder onto the cooling groove forming surface 3a of the substrate 3, various thermal spraying methods are currently in practical use. It can be mainly classified according to the characteristics of the heat source that heats and melts the sprayed material. That is, gas thermal spray using gas as a heat source includes flame spray and explosive thermal spray, while electric thermal spray using electricity as a heat source includes arc thermal spray, plasma thermal spray, and linear explosive thermal spray.

【0063】ここで、本実施形態では、溶射によるコー
ティング処理の具体的な例として、プラズマ溶射方式に
よるコーティング処理について図10を用いて説明す
る。
Here, in the present embodiment, as a specific example of the coating process by thermal spraying, the coating process by the plasma spraying method will be described with reference to FIG.

【0064】プラズマ溶射装置20aにおいては、直流
電源25の陰極側(−)が溶射トーチ26のカソード
(陰極)27に接続(コンタクト)され、直流電源25
の陽極側(+)にコンタクトされた溶射トーチ26の陽
極側(+)がアノード28にコンタクトされアノードノ
ズル28とカソード27間に直流アーク29が発生して
おり、この直流アーク29によりガス注入口30から注
入されたアルゴンガス等のプラズマガスが超高温に熱せ
られプラズマジェット31としてアノードノズル28か
ら噴出する。
In the plasma spraying apparatus 20 a, the cathode side (−) of the DC power supply 25 is connected (contacted) to the cathode (cathode) 27 of the spraying torch 26, and the DC power supply 25 is connected.
The anode side (+) of the thermal spraying torch 26 contacted to the anode side (+) is contacted with the anode 28 to generate a DC arc 29 between the anode nozzle 28 and the cathode 27. A plasma gas such as an argon gas injected from 30 is heated to an extremely high temperature and is ejected from an anode nozzle 28 as a plasma jet 31.

【0065】このとき、溶射トーチ26のプラズマジェ
ット31噴射側には、溶射材料導入口32により銅ある
いは銅合金の粉末が注入(供給)されており、この銅あ
るいは銅合金の粉末はプラズマジェット31により溶
融、又は溶融に近い状態で加速されて、プラズマ溶射装
置20aのアノードノズル28に対向する基板3の冷却
溝形成面3aに吹き付けられて当該冷却溝形成面3aに
衝突して積層される。
At this time, copper or copper alloy powder is injected (supplied) to the plasma jet 31 injection side of the thermal spray torch 26 through the thermal spray material introduction port 32, and the copper or copper alloy powder is supplied to the plasma jet 31. As a result, the gas is accelerated in a state of melting or near melting, and is sprayed on the cooling groove forming surface 3a of the substrate 3 facing the anode nozzle 28 of the plasma spraying device 20a, and collides with the cooling groove forming surface 3a to be laminated.

【0066】上述したプラズマ溶射処理を、プラズマ溶
射装置20aを基板3の一端部から冷却溝形成面3aに
沿って他端部へ向けて平行移動させながら実行すること
により、基板3の冷却溝形成面3aに銅あるいは銅合金
から成る金属材料層(コーティング層)21を形成して
一体化し、基板3及び金属材料層21から成る電極板が
生成される。
The above-described plasma spraying process is performed while the plasma spraying apparatus 20a is moved in parallel from one end of the substrate 3 to the other end along the cooling groove forming surface 3a, thereby forming the cooling groove of the substrate 3. A metal material layer (coating layer) 21 made of copper or a copper alloy is formed on the surface 3a and integrated, and an electrode plate including the substrate 3 and the metal material layer 21 is produced.

【0067】次いで、冷却溝2に埋設された埋め込み材
4を溶解除去することにより、溝付き銅板3の冷却溝2
と金属材料層21との間で互いに平行且つ所定間隔をお
いて多数の冷却水通路2aが形成される。
Next, the filling material 4 embedded in the cooling groove 2 is dissolved and removed, so that the cooling groove 2 of the grooved copper plate 3 is removed.
A large number of cooling water passages 2a are formed parallel to each other and at a predetermined interval between the cooling water passage 2a and the metal material layer 21.

【0068】そして、前掲図4及び図5に示すように、
多数の冷却水通路2aが形成された電極板における隣接
する冷却水通路2a間に積層方向に沿ってイオンビーム
引き出し用のビーム引き出し孔をそれぞれ穿設して、内
部に冷却水通路2aを有し且つ隣接する冷却水通路2a
間にビーム引き出し孔を有するイオン加速電極板を生成
することができる。
Then, as shown in FIGS. 4 and 5,
A beam extraction hole for extracting an ion beam is formed between adjacent cooling water passages 2a in the electrode plate in which a number of cooling water passages 2a are formed along the stacking direction, and has a cooling water passage 2a therein. And adjacent cooling water passage 2a
An ion acceleration electrode plate having a beam extraction hole between them can be produced.

【0069】なお、基板3の冷却溝形成面(プラズマジ
ェット溶射面)3aには、プラズマジェット溶射前に当
該溶射に基づくコーティング層21とプラズマジェット
溶射面3aとの接合強度を高めるために、そのプラズマ
ジェット溶射面3aの表面にショックブラスト加工を施
して当該表面を凹凸面に加工形成してもよい。
The cooling groove forming surface (plasma jet sprayed surface) 3a of the substrate 3 is formed with a coating layer 21 based on the spraying before the plasma jet spraying to increase the bonding strength between the plasma jet sprayed surface 3a. The surface of the plasma jet sprayed surface 3a may be subjected to shock blasting to form the surface into an uneven surface.

【0070】すなわち、本構成によれば、基板3の冷却
溝形成面3aに直接銅あるいは銅合金粉末を溶射するこ
とにより当該冷却溝形成面3aに対してコーティング層
を形成して内部に冷却水通路2aを有する電極板を生成
することができるため、第1及び第2実施形態と同様
に、冷却効率の向上及びイオン加速電極板の生産・製造
コストを低減させるとともに、コーティング作業を簡素
化し且つコーティング層21と基板3との接合強度及び
気密性を高めることができる。また、溶射によるコーテ
ィングによりコーティング層21の厚みをイオン加速電
極板の設計に応じて調整しながら生成することも可能で
ある。
That is, according to the present configuration, a coating layer is formed on the cooling groove forming surface 3a by directly spraying copper or copper alloy powder on the cooling groove forming surface 3a of the substrate 3, and the cooling water is formed therein. Since the electrode plate having the passage 2a can be generated, as in the first and second embodiments, the cooling efficiency can be improved, the production and manufacturing costs of the ion acceleration electrode plate can be reduced, and the coating operation can be simplified and The bonding strength and airtightness between the coating layer 21 and the substrate 3 can be increased. Further, the thickness of the coating layer 21 can be generated by coating by thermal spraying while adjusting the thickness according to the design of the ion acceleration electrode plate.

【0071】なお、本実施形態では、大気中のプラズマ
溶射についての例を示したが、上述したように溶射には
各種の方法があり、他の溶射方法でも本実施形態と同様
の作用及び効果を得ることができる。特に、銅あるいは
銅合金の粉末の溶射であることから、大気中で溶射を行
なうことでコーティング層の酸化が発生してイオン加速
電極板の特性上好ましくないと判断された場合には、真
空中で行なう低圧プラズマ溶射、又は高速プラズマ溶射
が可能なエアロプラズマ溶射を採用することにより、コ
ーティング層の酸化を回避することができる。
In this embodiment, an example of plasma spraying in the atmosphere has been described. However, as described above, there are various methods of spraying, and the same operation and effect as in this embodiment can be obtained by other spraying methods. Can be obtained. In particular, since it is a thermal spray of copper or copper alloy powder, if it is determined that thermal spraying in the air causes oxidation of the coating layer and is not preferable for the characteristics of the ion acceleration electrode plate, Oxidation of the coating layer can be avoided by employing low-pressure plasma spraying or aeroplasma spraying capable of high-speed plasma spraying.

【0072】(第4の実施の形態)本発明の第4の実施
の形態を図11乃至図13に従って以下に説明する。な
お、本実施形態においては、第1実施形態におけるコー
ティング処理の具体的な例として、肉盛溶接処理を用い
た場合について説明する。
(Fourth Embodiment) A fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the present embodiment, a case where a build-up welding process is used will be described as a specific example of the coating process in the first embodiment.

【0073】本実施形態においても、第1実施形態(図
1)と同様に、高熱伝導性金属である銅あるいは銅合金
から成る薄板1の一面(図中上面)に冷却水流通用の矩
形状の冷却溝2が互いに平行且つ所定間隔をおいて形成
加工された基板3を用意し、この基板3の各冷却溝2に
その冷却溝2の形状に等しく且つ溶解除去可能な導電性
材料から成る埋め込み材4を埋設して基板3の冷却溝形
成面を平面化する。
Also in this embodiment, as in the first embodiment (FIG. 1), one surface (the upper surface in the figure) of a thin plate 1 made of copper or a copper alloy, which is a metal having high thermal conductivity, has a rectangular shape for flowing cooling water. A substrate 3 in which cooling grooves 2 are formed in parallel with each other at predetermined intervals is prepared, and each cooling groove 2 of the substrate 3 is filled with a conductive material having the same shape as the cooling groove 2 and capable of being dissolved and removed. The material 4 is buried to flatten the cooling groove forming surface of the substrate 3.

【0074】そして、基板3の平面化された冷却溝形成
面3aに対向して肉盛溶接装置35を配置し、当該肉盛
溶接装置35を基板3の一端部から冷却溝形成面3aに
沿って他端部へ向けて平行移動させながら銅あるいは銅
合金の溶融金属を基板3の冷却溝形成面3aに層状に接
着することにより銅あるいは銅合金から成る金属材料層
(溶接金属層)36を形成して一体化し、基板3及び溶
接金属層36から成る電極板を生成する。次いで、第1
及び第2実施形態と同様に、冷却溝2に埋設された埋め
込み材4を溶解除去して溝付き銅板3の冷却溝2と溶接
金属層36との間で多数の冷却水通路を形成し(前掲図
3参照)、前掲図4及び図5に示すように、多数の冷却
水通路が形成された電極板における隣接する冷却水通路
間に積層方向に沿ってイオンビーム引き出し用のビーム
引き出し孔をそれぞれ穿設してイオン加速電極板を生成
する。
A build-up welding device 35 is arranged to face the flattened cooling groove forming surface 3a of the substrate 3, and the built-up welding device 35 is moved from one end of the substrate 3 along the cooling groove forming surface 3a. The metal material layer (weld metal layer) 36 made of copper or copper alloy is adhered to the cooling groove forming surface 3a of the substrate 3 in a layered manner while moving the molten metal of copper or copper alloy in a parallel manner toward the other end. An electrode plate composed of the substrate 3 and the weld metal layer 36 is formed and integrated. Then the first
Similarly to the second embodiment, the embedding material 4 embedded in the cooling groove 2 is dissolved and removed to form a large number of cooling water passages between the cooling groove 2 of the grooved copper plate 3 and the weld metal layer 36 ( As shown in FIG. 3 described above and FIGS. 4 and 5, a beam extraction hole for extracting an ion beam is formed along the stacking direction between adjacent cooling water passages in an electrode plate having a large number of cooling water passages. Drilling is performed to produce an ion acceleration electrode plate.

【0075】本実施形態における銅あるいは銅合金の溶
融金属を基板3の冷却溝形成面3aに直接肉盛溶接する
方法については、アーク、プラズマ、電子ビーム、レー
ザビーム等の各種の方法がある。また、溶接材料を供給
する構成要素としては、ワイヤ状のもの(溶接棒)と粉
末状のもの(溶接粉末)がある。
As the method for directly overlaying the molten metal of copper or copper alloy on the cooling groove forming surface 3a of the substrate 3 in this embodiment, there are various methods such as arc, plasma, electron beam, and laser beam. Components for supplying the welding material include a wire-like component (welding rod) and a powder-like component (welding powder).

【0076】ここで、本実施形態では、肉盛溶接による
コーティング処理の具体的な例として、プラズマ粉体肉
盛溶接方式によるコーティング処理について図12及び
図13を用いて説明する。
Here, in this embodiment, as a specific example of the coating process by overlay welding, the coating process by the plasma powder overlay welding method will be described with reference to FIGS.

【0077】プラズマ粉体肉盛溶接装置35aにおいて
は、直流の溶接電源(プラズマアーク電源)36の陽極
側(+)が母材である基板3に接続され、プラズマアー
ク電源36の陰極側(−)溶接トーチ37内に配設され
た非消耗電極38に接続されており(正極性)、プラズ
マ用ガス導入口39から注入された不活性ガス(プラズ
マガス)雰囲気中(シールドガス用ノズル40のシール
ドガス導入口41から注入されたシールドガス(不活性
ガス)42でシールドされている)において基板3と非
消耗電極38との間にプラズマアーク柱43が発生して
いる。
In the plasma powder overlay welding apparatus 35a, the anode side (+) of a DC welding power supply (plasma arc power supply) 36 is connected to the base material 3 and the cathode side (−) of the plasma arc power supply 36. ) It is connected to a non-consumable electrode 38 disposed in the welding torch 37 (positive polarity), and in an inert gas (plasma gas) atmosphere injected from a plasma gas inlet 39 (a shield gas nozzle 40). A plasma arc column 43 is generated between the substrate 3 and the non-consumable electrode 38 in the shield gas (inert gas) 42 injected from the shield gas inlet 41.

【0078】一方、銅あるいは銅合金の粉末が粉末供給
装置44から不活性ガスにより粉体及び粉体送給用ガス
導入口45を介して溶接トーチ37内へ供給されてプラ
ズマアーク柱43に投入され、当該銅あるいは銅合金の
粉末は、プラズマアーク柱43により溶接トーチ37に
対向する基板3の冷却溝形成面3aに送られて溶融金属
池を形成して溶着する。なお、溶融金属池が不活性ガス
42でシールドされるのは、タングステンイナートガス
(ティグ;TIG)溶接等と同様である。
On the other hand, copper or copper alloy powder is supplied from the powder supply device 44 into the welding torch 37 via the powder and the powder supply gas inlet 45 by the inert gas and injected into the plasma arc column 43. Then, the copper or copper alloy powder is sent to the cooling groove forming surface 3a of the substrate 3 facing the welding torch 37 by the plasma arc column 43 to form and weld a molten metal pond. The molten metal pond is shielded by the inert gas 42 in the same manner as in the case of tungsten inert gas (TIG) welding.

【0079】このようにして、溶接トーチ37が進行方
向に直交する方向にオシレート(振動)しながら上述し
た銅あるいは銅合金の粉末(溶融金属)が基板3の冷却
溝形成面3aに溶着することによりその冷却溝形成面3
aに銅あるいは銅合金から成る溶接金属46が形成され
る。
In this manner, while the welding torch 37 is oscillating (vibrating) in the direction perpendicular to the traveling direction, the above-mentioned copper or copper alloy powder (molten metal) is deposited on the cooling groove forming surface 3a of the substrate 3. The cooling groove forming surface 3
A weld metal 46 made of copper or a copper alloy is formed on a.

【0080】そして、上述した肉盛溶接処理を、肉盛溶
接装置35aを基板3の一端部から冷却溝形成面3aに
沿って他端部へ向けて平行移動させながら実行すること
により、図13(a)に示すように、基板3の冷却溝形
成面3aに銅あるいは銅合金から成る例えば厚みが2〜
3mmの溶接金属層46を形成することができる。なお、
図12中、47はパイロットアーク電源である。
The above-described overlay welding process is performed while the overlay welding apparatus 35a is moved in parallel from one end of the substrate 3 to the other end along the cooling groove forming surface 3a, whereby the overlay welding process is performed as shown in FIG. As shown in (a), the cooling groove forming surface 3a of the substrate 3 is made of copper or a copper alloy and has a thickness of 2 to 2 for example.
A 3 mm weld metal layer 46 can be formed. In addition,
In FIG. 12, reference numeral 47 denotes a pilot arc power supply.

【0081】肉盛溶接により溶接金属層46が形成され
た電極板48の溶接金属層コーティング側面(図13
(a)における上面)は凹凸が存在するため、この溶接
金属層コーティング側面に対して機械加工を施すことに
よりその溶接金属層コーティング側面を所定の厚さ及び
表面粗さに仕上げる。
The welding metal layer coating side surface of the electrode plate 48 on which the welding metal layer 46 is formed by overlay welding (FIG. 13)
Since the upper surface in (a) has irregularities, the side surface of the weld metal layer coating is machined to finish the side surface of the weld metal layer coating to a predetermined thickness and surface roughness.

【0082】次いで、冷却溝2に埋設された埋め込み材
4を溶解除去することにより、図13(b)に示すよう
に、電極板48における冷却溝2と溶接金属層46との
間で互いに平行且つ所定間隔をおいて多数の冷却水通路
2aが形成される。
Next, by dissolving and removing the filling material 4 embedded in the cooling groove 2, as shown in FIG. 13B, the cooling groove 2 and the weld metal layer 46 in the electrode plate 48 are parallel to each other. Further, a large number of cooling water passages 2a are formed at predetermined intervals.

【0083】そして、前掲図4及び図5に示すように、
多数の冷却水通路2aが形成された電極板48における
隣接する冷却水通路2a間に積層方向に沿ってイオンビ
ーム引き出し用のビーム引き出し孔をそれぞれ穿設し
て、内部に冷却水通路2aを有し且つ隣接する冷却水通
路2a間にビーム引き出し孔を有するイオン加速電極板
を生成することができる。
Then, as shown in FIGS. 4 and 5,
A beam extraction hole for extracting an ion beam is formed between adjacent cooling water passages 2a in the electrode plate 48 in which a large number of cooling water passages 2a are formed along the stacking direction, and the cooling water passage 2a is provided therein. In addition, an ion acceleration electrode plate having a beam extraction hole between adjacent cooling water passages 2a can be generated.

【0084】すなわち、本構成によれば、基板3の冷却
溝形成面3aに直接銅あるいは銅合金粉末を肉盛溶接す
ることにより当該冷却溝形成面3aに対して溶接金属層
を形成して内部に冷却水通路2aを有する電極板を生成
することができるため、第1乃至第3実施形態と同様
に、冷却効率の向上及びイオン加速電極板の生産・製造
コストを低減させるとともに、コーティング作業を簡素
化し且つ溶接金属層42と基板3との接合強度及び気密
性を高めることができる。また、肉盛溶接によるコーテ
ィングにより溶接金属層46の厚みをイオン加速電極板
の設計に応じて調整しながら生成することも可能であ
り、その溶接金属層46の厚み等の寸法精度もイオン加
速電極板設計仕様に応じた高い精度を保持できる。
That is, according to this configuration, the weld metal layer is formed on the cooling groove forming surface 3a by directly overlaying copper or copper alloy powder on the cooling groove forming surface 3a of the substrate 3 to form an internal portion. Since the electrode plate having the cooling water passage 2a can be generated in the same manner as in the first to third embodiments, it is possible to improve the cooling efficiency and reduce the production / manufacturing cost of the ion accelerating electrode plate and reduce the coating work. It is possible to simplify the structure and increase the bonding strength and airtightness between the weld metal layer 42 and the substrate 3. It is also possible to generate the thickness of the weld metal layer 46 by coating according to the build-up welding while adjusting the thickness according to the design of the ion acceleration electrode plate. High accuracy according to board design specifications can be maintained.

【0085】(第5の実施の形態)本発明の第5の実施
の形態を図14に従って以下に説明する。なお、本実施
形態においては、第1実施形態におけるコーティング処
理をメッキ、溶射及び肉盛溶接を複合した施工法で実行
する場合について説明する。
(Fifth Embodiment) A fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In the present embodiment, a case will be described in which the coating process in the first embodiment is performed by a combination of plating, thermal spraying, and overlay welding.

【0086】本実施形態においては、埋め込み材4を埋
設して平面化された基板3の冷却溝形成面3aに対し
て、第2実施形態で説明した方法と同様の施工法により
メッキを施して1〜2mm程度の厚みを有するメッキ部
(第1のコーティング層50)を形成して一体化し、続
いて第1のコーティング層50が生成された電極板のコ
ーティング側面に対して、第3実施形態で説明した方法
と同様の施工法により溶射処理を実行して所定の厚み
(例えば5〜10mm程度)を有する金属材料層(第2の
コーティング層)51を形成して一体化することによ
り、全体で所望の厚みを有する二重の金属材料層(コー
ティング層)52を含む重層構造の電極板53が生成さ
れる。
In the present embodiment, the cooling groove forming surface 3a of the substrate 3 which is flattened by burying the burying material 4 is plated by the same working method as described in the second embodiment. A plating part (first coating layer 50) having a thickness of about 1 to 2 mm is formed and integrated, and then the third embodiment is applied to the coating side surface of the electrode plate on which the first coating layer 50 is generated. By performing a thermal spraying process by a construction method similar to the method described in the above, a metal material layer (second coating layer) 51 having a predetermined thickness (for example, about 5 to 10 mm) is formed and integrated, and Thus, an electrode plate 53 having a multilayer structure including a double metal material layer (coating layer) 52 having a desired thickness is generated.

【0087】以下、冷却溝2に埋設された埋め込み材4
を溶解除去することにより、基板3の冷却溝2とコーテ
ィング層52の間で互いに平行且つ所定間隔をおいて多
数の冷却水通路2aが形成され、さらに、多数の冷却水
通路2aが形成された電極板における隣接する冷却水通
路2a間に積層方向に沿ってイオンビーム引き出し用の
ビーム引き出し孔をそれぞれ穿設することにより内部に
冷却水通路2aを有し且つ隣接する冷却水通路2a間に
ビーム引き出し孔を有するイオン加速電極板を生成する
ことができる。
Hereinafter, the embedding material 4 embedded in the cooling groove 2
Are dissolved and removed, a large number of cooling water passages 2a are formed between the cooling grooves 2 of the substrate 3 and the coating layer 52 at a predetermined interval in parallel with each other, and further a large number of cooling water passages 2a are formed. A beam extraction hole for extracting an ion beam is formed between adjacent cooling water passages 2a in the electrode plate along the laminating direction, so that a cooling water passage 2a is provided inside and a beam is formed between adjacent cooling water passages 2a. An ion accelerating electrode plate having an extraction hole can be produced.

【0088】すなわち、本構成によれば、基板3の冷却
溝形成面3aに対してメッキ処理により直接銅あるいは
銅合金から成る金属材料をコーティングし、続いて溶射
処理により重ねて銅あるいは銅合金から成る金属材料を
コーティングすることにより当該冷却溝形成面3aに対
して重層構造のコーティング層52を形成して内部に冷
却水通路2aを有する電極板を生成することができるた
め、第1乃至第4実施形態と同様に、冷却効率の向上及
びイオン加速電極板の生産・製造コストを低減させるこ
とができる。
That is, according to this configuration, the cooling groove forming surface 3a of the substrate 3 is coated directly with a metal material made of copper or a copper alloy by plating, and then overlaid by a thermal spraying process to form a layer of copper or copper alloy. By coating the metal material having the above-described structure, a coating layer 52 having a multilayer structure is formed on the cooling groove forming surface 3a to form an electrode plate having a cooling water passage 2a therein. As in the embodiment, it is possible to improve the cooling efficiency and reduce the production / production cost of the ion acceleration electrode plate.

【0089】特に、本構成においては、接合強度及び気
密性が非常に高く接合信頼性が良いがコーティングとし
ては薄厚となるメッキ処理により基板3の冷却溝形成面
3aに直接銅あるいは銅合金から成る金属材料をコーテ
ィングして第1のコーティング層50を形成し、この第
1のコーティング層50に重ねて、コーティングとして
は厚肉でありコーティング効率の高い溶射処理により銅
あるいは銅合金から成る金属材料をコーティングして第
2のコーティング層51を形成して当該第1のコーティ
ング層50及び第2のコーティング層51により重層構
造のコーティング層52を得ているため、接合信頼性が
より高いイオン加速電極板をさらに効率良く生産するこ
とができる。
In particular, in the present structure, the joining strength and airtightness are very high and the joining reliability is good, but the coating is made of copper or a copper alloy directly on the cooling groove forming surface 3a of the substrate 3 by a plating process that is thin. A first coating layer 50 is formed by coating a metal material, and a metal material made of copper or a copper alloy is deposited on the first coating layer 50 by a thermal spraying process which is thick and has high coating efficiency. Since the coating layer 52 is formed by coating to form the second coating layer 51 and the first coating layer 50 and the second coating layer 51 form the coating layer 52 having a multilayer structure, the ion acceleration electrode plate having higher bonding reliability is provided. Can be produced more efficiently.

【0090】なお、本実施形態では、複合コーティング
法として、メッキ及び溶射処理により二重のコーティン
グ層を形成したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、例えばメッキ及び溶接処理や溶射及び溶接処理を
複合的に行なって二重のコーティング層を形成してもよ
いし、メッキ、溶射及び溶接処理を複合的に行なって三
重のコーティング層を形成してもよい。
In this embodiment, as the composite coating method, a double coating layer is formed by plating and thermal spraying. However, the present invention is not limited to this. The welding process may be performed in combination to form a double coating layer, or the plating, thermal spraying and welding processes may be performed in combination to form a triple coating layer.

【0091】(第6の実施の形態)本発明の第6の実施
の形態を図15及び図16に従って以下に説明する。な
お、本実施形態においては、第5実施形態で述べたメッ
キ、溶射、及び溶接処理を複合的に組合わせた複合コー
ティング処理により重層構造のコーティング層52を有
する電極板53aを生成し、冷却溝2に埋設された埋め
込み材4を溶解除去して多数の冷却水通路2aを有する
電極板53aを生成した後で、この電極板53aに対し
てさらに拡散熱処理を行なうものである。
(Sixth Embodiment) A sixth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the present embodiment, the electrode plate 53a having the coating layer 52 having the multilayer structure is generated by the composite coating process in which the plating, thermal spraying, and welding processes described in the fifth embodiment are combined in combination, and the cooling groove is formed. After the filling material 4 buried in 2 is dissolved and removed to form an electrode plate 53a having a large number of cooling water passages 2a, diffusion heat treatment is further performed on the electrode plate 53a.

【0092】すなわち、本実施形態によれば、作業者
は、電極板53aを拡散熱処理用熱処理炉55の密閉さ
れた真空容器56内に入れて当該真空容器56内の中央
下部に設置された載置部57上に載置する。真空容器5
6には、その真空容器56の側壁面に近接する位置に併
設され側壁面側へ流れる熱を容器中央側へ反射するリフ
レクター58と、このリフレクター58に併設され加熱
により容器56内の温度を上昇させるヒータ59と、こ
のヒータ59に併設されリフレクタ58により反射され
た熱を均一な分布で真空容器56内へ伝達する輻射熱板
60と、真空容器56の容器壁に弁61を介して取り付
けられ、真空容器56内の空気を排気して当該真空容器
56内の雰囲気を真空にする排気装置62と、真空容器
56内の圧力を計測する圧力計63とがそれぞれ設置さ
れている。
That is, according to the present embodiment, the operator puts the electrode plate 53a into the sealed vacuum vessel 56 of the heat treatment furnace 55 for diffusion heat treatment, and mounts the electrode plate 53a at the lower center of the vacuum vessel 56. It is placed on the placement section 57. Vacuum container 5
6, a reflector 58 is provided adjacent to the side wall surface of the vacuum container 56 and reflects heat flowing toward the side wall surface toward the center of the container, and a reflector 58 is provided adjacent to the reflector 58 to increase the temperature in the container 56 by heating. A heater 59 to be provided, a radiant heat plate 60 that is provided in parallel with the heater 59 and transmits the heat reflected by the reflector 58 to the inside of the vacuum vessel 56 with a uniform distribution, and is attached to a vessel wall of the vacuum vessel 56 via a valve 61; An exhaust device 62 for exhausting the air in the vacuum vessel 56 to evacuate the atmosphere in the vacuum vessel 56 and a pressure gauge 63 for measuring the pressure in the vacuum vessel 56 are provided.

【0093】電極板53aを熱処理炉55の真空容器5
6の載置部57に載置した状態において、作業者は、弁
61を開いて排気装置62を駆動させて真空容器56内
の空気を排気して、圧力計63を観察しながら真空容器
56内の雰囲気を真空にして弁61を閉じる。
The electrode plate 53a is connected to the vacuum vessel 5 of the heat treatment furnace 55.
6, the operator opens the valve 61 and drives the exhaust device 62 to exhaust the air in the vacuum container 56. The inside atmosphere is evacuated and the valve 61 is closed.

【0094】そして、作業者は、ヒータ59を駆動させ
てリフレクター58及び熱輻射板60を介して炉内を均
一に加熱し、その温度を銅あるいは銅合金の再結晶温度
以上である例えば500〜800℃に上昇させて拡散熱
処理を実行する。
Then, the operator drives the heater 59 to uniformly heat the inside of the furnace through the reflector 58 and the heat radiation plate 60, and sets the temperature to, for example, 500 to 500 ° C., which is higher than the recrystallization temperature of copper or copper alloy. The temperature is raised to 800 ° C. to perform a diffusion heat treatment.

【0095】このとき、高熱伝導性材料である銅(ある
いは銅合金)から成るコーティング層52と基板3との
間で相互拡散が促進され、当該コーティング層52と基
板3との密着性及び接合性が非常に高まる。
At this time, mutual diffusion between the coating layer 52 made of copper (or copper alloy), which is a high thermal conductive material, and the substrate 3 is promoted, and the adhesion and bonding between the coating layer 52 and the substrate 3 are improved. Is very high.

【0096】拡散熱処理を所定時間実行した後で、作業
者は、熱処理炉55のの真空容器56内から拡散熱処理
した電極板53aを取り出す。この結果、図16(a)
及び(b)に示すように、コーティング層52と基板3
との間の接合界面63は消失し、金属組織上からも一体
化した電極板53aが得られる。
After performing the diffusion heat treatment for a predetermined time, the operator takes out the electrode plate 53a subjected to the diffusion heat treatment from inside the vacuum vessel 56 of the heat treatment furnace 55. As a result, FIG.
And (b), the coating layer 52 and the substrate 3
Is eliminated, and an integrated electrode plate 53a is obtained from above the metal structure.

【0097】以下、前掲図4及び図5に示すように、多
数の冷却水通路2aが形成された電極板53aにおける
隣接する冷却水通路2a間に積層方向に沿ってイオンビ
ーム引き出し用のビーム引き出し孔をそれぞれ穿設し
て、内部に冷却水通路2aを有し且つ隣接する冷却水通
路2a間にビーム引き出し孔を有するイオン加速電極板
を生成することができる。
As shown in FIGS. 4 and 5, a beam extraction for extracting an ion beam along the laminating direction between adjacent cooling water passages 2a in the electrode plate 53a in which a large number of cooling water passages 2a are formed. The holes can be respectively formed to produce an ion accelerating electrode plate having a cooling water passage 2a therein and a beam extraction hole between adjacent cooling water passages 2a.

【0098】本構成によれば、基板3の冷却溝形成面3
aに対してメッキ処理、溶射処理及び溶接処理の内の少
なくとも2つの複合処理により重層構造のコーティング
層52を形成して内部に冷却水通路2aを有する電極板
53aを生成した後、この電極板53aに対して拡散熱
処理を施すことにより、コーティング層52と基板3と
が相互拡散により金属組織上において一体化し、当該コ
ーティング層52及び基板3間の接合強度及び気密性が
著しく高められるため、機械的強度に優れ且つ冷却水通
路2a内の冷媒漏れ等の恐れが無く信頼性の非常に高い
イオン加速電極板を製造することができる。
According to this configuration, the cooling groove forming surface 3 of the substrate 3
The electrode plate 53a having the cooling water passage 2a therein is formed by forming the coating layer 52 having a multilayer structure by performing at least two of the plating process, the thermal spraying process and the welding process on the electrode plate 53a. By performing diffusion heat treatment on 53a, the coating layer 52 and the substrate 3 are integrated on the metal structure by mutual diffusion, and the bonding strength and airtightness between the coating layer 52 and the substrate 3 are significantly increased. It is possible to manufacture an ion acceleration electrode plate having excellent reliability and extremely high reliability without fear of leakage of the refrigerant in the cooling water passage 2a.

【0099】なお、本実施形態では、第5実施形態で述
べたメッキ、溶射、及び溶接処理を複合的に組合わせた
複合コーティング処理及び溶解除去処理により生成され
た電極板53aに対して拡散熱処理を施したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、第1乃至第4実施形
態で述べたように、単一のコーティング処理(メッキ処
理、溶射処理、及び溶接処理等)及び溶解除去処理によ
り生成された電極板に対して拡散熱処理を施してもよ
く、上述したコーティング層と基板との間の接合強度及
び気密性を高めることができる。
In the present embodiment, the diffusion heat treatment is performed on the electrode plate 53a generated by the composite coating process and the dissolution removal process in which the plating, thermal spraying, and welding processes described in the fifth embodiment are combined. However, the present invention is not limited to this. As described in the first to fourth embodiments, a single coating process (plating process, thermal spraying process, welding process, etc.) and dissolving and removing are performed. Diffusion heat treatment may be performed on the electrode plate generated by the treatment, and the above-described bonding strength and airtightness between the coating layer and the substrate can be increased.

【0100】また、本実施形態では、熱処理炉55の真
空容器56内の雰囲気を真空にして拡散熱処理を行なっ
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば
真空容器56内雰囲気をアルゴンガス等の不活性ガスに
して熱拡散処理を行ってもよい。
In the present embodiment, the diffusion heat treatment is performed by setting the atmosphere in the vacuum vessel 56 of the heat treatment furnace 55 to a vacuum. However, the present invention is not limited to this. The thermal diffusion treatment may be performed using an inert gas such as an argon gas.

【0101】(第7の実施の形態)本発明の第7の実施
の形態を図17乃至図18に従って以下に説明する。な
お、本実施形態においては、第5実施形態で述べたメッ
キ、溶射、及び溶接処理を複合的に組合わせた複合コー
ティング処理により重層構造のコーティング層52を有
する電極板53aを生成し、冷却溝2に埋設された埋め
込み材4を溶解除去して多数の冷却水通路2aを有する
電極板53aを生成した後で、この電極板53aに対し
て熱間等方圧加圧装置を用いて高温・高圧のガス雰囲気
の中でさらに拡散熱処理を行なうものである。
(Seventh Embodiment) A seventh embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the present embodiment, the electrode plate 53a having the coating layer 52 having the multilayer structure is generated by the composite coating process in which the plating, thermal spraying, and welding processes described in the fifth embodiment are combined in combination, and the cooling groove is formed. After the embedding material 4 buried in 2 is dissolved and removed to form an electrode plate 53a having a large number of cooling water passages 2a, the electrode plate 53a is heated to a high temperature and a high pressure using a hot isostatic pressing device. Diffusion heat treatment is further performed in a high-pressure gas atmosphere.

【0102】すなわち、本実施形態によれば、作業者
は、電極板53aを拡散熱処理用熱間等方圧加圧装置7
0の密閉された圧力容器71内に入れて当該圧力容器7
1内の中央下部に設置された載置部72上に載置する。
圧力容器71には、その圧力容器71の底面以外の各内
壁面にそれぞれ近接する位置に併設され各内壁面側へ流
れる熱を容器中央側へ反射するリフレクター73と、圧
力容器71の内側壁面に併設されたリフレクター73に
併設され加熱により容器71内の温度を上昇させるヒー
タ74と、このヒータ74に併設された輻射熱板75
と、一端が冷却水通路2aを有する電極板53aに接触
され、他端が圧力容器71外へ引き出された熱電対76
と、この熱電対76により検出された熱電量に応じて電
極板53a上の温度を計測する計測器77とがそれぞれ
設置されている。
That is, according to the present embodiment, the operator presses the electrode plate 53a with the hot isostatic pressing device 7 for diffusion heat treatment.
0 inside the sealed pressure vessel 71 and the pressure vessel 7
1 is mounted on a mounting portion 72 installed at the lower center of the device 1.
The pressure vessel 71 includes a reflector 73 provided adjacent to each inner wall surface other than the bottom surface of the pressure vessel 71 and reflecting heat flowing toward each inner wall surface toward the center of the vessel. A heater 74 attached to a reflector 73 attached to the heater 73 for increasing the temperature in the container 71 by heating; and a radiant heat plate 75 attached to the heater 74
And a thermocouple 76 whose one end is brought into contact with the electrode plate 53a having the cooling water passage 2a and the other end of which is drawn out of the pressure vessel 71.
And a measuring device 77 for measuring the temperature on the electrode plate 53a in accordance with the amount of thermoelectric power detected by the thermocouple 76.

【0103】さらに、圧力容器71には、その容器壁に
弁78及び配管79を介して取り付けられ、圧力容器7
1内へアルゴンガス等の不活性ガスを供給するガス供給
装置80と、配管79から分岐した分岐配管79aに取
り付けられ圧力容器71内の圧力を計測する圧力計81
と、圧力容器71の容器壁に弁82及び配管83を介し
て取り付けられ、圧力容器71内の空気を排気する排気
装置84と、配管83から分岐した分岐配管83aに取
り付けられ圧力容器71内の圧力を計測する圧力計85
とがそれぞれ設置されている。
Further, the pressure vessel 71 is attached to the vessel wall via a valve 78 and a pipe 79, and the pressure vessel 7
1. A gas supply device 80 for supplying an inert gas such as an argon gas into the pressure vessel 1, and a pressure gauge 81 attached to a branch pipe 79a branched from the pipe 79 to measure the pressure in the pressure vessel 71.
And an exhaust device 84 attached to the container wall of the pressure vessel 71 via a valve 82 and a pipe 83 to exhaust air in the pressure vessel 71, and an exhaust device 84 attached to a branch pipe 83 a branched from the pipe 83 and inside the pressure vessel 71. Pressure gauge 85 for measuring pressure
And each is installed.

【0104】電極板53aを熱間等方圧加圧装置70の
圧力容器71の載置部72に載置した状態において、作
業者は、弁83を開いて排気装置84を駆動させて圧力
容器71内の空気を排気して、圧力計85を観察しなが
ら圧力容器56内の圧力を例えば5×10-2Torr程
度の負圧に設定して弁83を閉じる。
With the electrode plate 53a mounted on the mounting portion 72 of the pressure vessel 71 of the hot isostatic pressurizing apparatus 70, the operator opens the valve 83 and drives the exhaust device 84 to operate the pressure vessel. The air in 71 is exhausted, and the pressure in pressure vessel 56 is set to a negative pressure of, for example, about 5 × 10 −2 Torr while observing pressure gauge 85, and valve 83 is closed.

【0105】続いて作業者は、弁78を開いてガス供給
装置80を駆動させて圧力容器71内へアルゴンガス等
の不活性ガスを、圧力計81を観察しながら圧力容器7
1内の圧力が80kgf/cm-2程度の初期圧に達するまで供
給して弁78を閉じる。
Subsequently, the operator opens the valve 78 and drives the gas supply device 80 to put an inert gas such as an argon gas into the pressure vessel 71 and observe the pressure gauge 81 while observing the pressure gauge 81.
The pressure is supplied until the pressure in 1 reaches an initial pressure of about 80 kgf / cm -2, and the valve 78 is closed.

【0106】圧力容器71の圧力が所定の初期圧(80
kgf/cm-2程度)に到達すると、作業者は、ヒータ74を
駆動させる。このヒータ74から発せられた熱は四方に
伝達されるが、リフレクター73に向かった熱は、その
リフレクター73で反射されて輻射熱板75に到達し、
この熱輻射板75によって均一な分布で圧力容器71全
体に行き渡る。
When the pressure in the pressure vessel 71 reaches a predetermined initial pressure (80
When the temperature reaches about kgf / cm -2 ), the operator drives the heater 74. The heat generated from the heater 74 is transmitted in all directions, but the heat directed to the reflector 73 is reflected by the reflector 73 and reaches the radiant heat plate 75.
The heat radiation plate 75 spreads over the entire pressure vessel 71 with a uniform distribution.

【0107】このようにして圧力容器71に充満する不
活性ガスがヒータ74、リフレクター73及び輻射熱板
75を介して加熱され、その圧力が上昇する。
In this way, the inert gas filling the pressure vessel 71 is heated via the heater 74, the reflector 73 and the radiant heat plate 75, and the pressure rises.

【0108】一方、作業者は、圧力計81及び熱電対7
6を介した計測器77の測定値を観察して電極板53a
上の圧力及び温度を認識しており、圧力容器71内の圧
力が上昇して当該電極板53a上の圧力及び温度が拡散
熱処理に適した圧力及び温度(例えば、圧力:1000
kgf/cm2 、温度:800℃)に到達すると、この圧力及
び温度を一定に保持することにより、高熱伝導性材料で
ある銅(あるいは銅合金)から成るコーティング層52
と基板3との間で相互拡散が促進され、当該コーティン
グ層52と基板3との密着性及び接合性が非常に高ま
る。
On the other hand, the operator operates the pressure gauge 81 and the thermocouple 7.
6. Observe the measurement value of the measuring device 77 through the electrode plate 53a.
The pressure and temperature above are recognized, and the pressure in the pressure vessel 71 rises and the pressure and temperature on the electrode plate 53a become the pressure and temperature suitable for diffusion heat treatment (for example, pressure: 1000
kgf / cm 2 , temperature: 800 ° C.), the pressure and the temperature are kept constant, so that the coating layer 52 made of copper (or copper alloy), which is a high thermal conductive material, is formed.
Diffusion between the coating layer 52 and the substrate 3 is promoted, and the adhesion and bonding between the coating layer 52 and the substrate 3 are greatly enhanced.

【0109】この結果、前掲図16(a)及び(b)に
示すように、コーティング層52と基板3との間の接合
界面64は消失し、金属組織上からも一体化した電極板
53aが得られる。
As a result, as shown in FIGS. 16 (a) and 16 (b), the bonding interface 64 between the coating layer 52 and the substrate 3 disappears, and the integrated electrode plate 53a is also formed on the metal structure. can get.

【0110】特に、本実施形態によれば、電極板53a
に対して温度:800℃、圧力:1000kgf/cm2 の高
温・高圧の熱間等方加圧に基づく拡散熱処理を行なうこ
とにより、電極板53aの外表面には、図18中の矢印
Aに示すような等方圧の外圧が作用し、また、各冷却水
通路2aの内部(内周面)には図18中の矢印Bに示す
ような等方圧の内圧が作用する。したがって、コーティ
ング層52と基板3との間に相互拡散を発生させること
に加えて、コーティング層52内部、あるいは基板やコ
ーティング層52に生じた微細な欠陥までも除去するこ
とができる。このように本構成では、コーティング層5
2及びコーティング層52と基板3との接合界面64に
仮に生じた欠陥をも除去することができるため、電極板
53aの品質を向上させることができる。
Particularly, according to the present embodiment, the electrode plate 53a
18 by performing a diffusion heat treatment based on hot and high-pressure hot isostatic pressing at a temperature of 800 ° C. and a pressure of 1000 kgf / cm 2 , the outer surface of the electrode plate 53a is indicated by an arrow A in FIG. An isotropic external pressure acts as shown, and an isotropic internal pressure acts as shown by an arrow B in FIG. 18 on the inside (inner peripheral surface) of each cooling water passage 2a. Therefore, in addition to causing the interdiffusion between the coating layer 52 and the substrate 3, it is possible to remove even small defects generated in the coating layer 52, the substrate and the coating layer 52. Thus, in the present configuration, the coating layer 5
Since a defect that has temporarily occurred at the bonding interface 64 between the substrate 2 and the coating layer 52 and the substrate 3 can be removed, the quality of the electrode plate 53a can be improved.

【0111】以下、前掲図4及び図5に示すように、多
数の冷却水通路2aが形成された電極板53aにおける
隣接する冷却水通路2a間に積層方向に沿ってイオンビ
ーム引き出し用のビーム引き出し孔をそれぞれ穿設し
て、内部に冷却水通路2aを有し且つ隣接する冷却水通
路2a間にビーム引き出し孔を有するイオン加速電極板
を生成することができる。
As shown in FIGS. 4 and 5, a beam extraction for extracting an ion beam is performed between adjacent cooling water passages 2a in the electrode plate 53a in which a large number of cooling water passages 2a are formed, along the stacking direction. The holes can be respectively formed to produce an ion accelerating electrode plate having a cooling water passage 2a therein and a beam extraction hole between adjacent cooling water passages 2a.

【0112】本構成によれば、基板3の冷却溝形成面3
aに対してメッキ処理、溶射処理及び溶接処理の内の少
なくとも2つの複合処理により重層構造のコーティング
層52を形成して内部に冷却水通路2aを有する電極板
53aを生成した後、この電極板53aに対して熱間等
方加圧に基づく拡散熱処理を施すことにより、コーティ
ング層52と基板3とが相互拡散により金属組織上にお
いて一体化し、当該コーティング層52及び基板3間の
接合強度及び気密性が著しく高められるため、機械的強
度に優れ且つ冷却水通路2a内の冷媒漏れ等の恐れが無
く信頼性の非常に高いイオン加速電極板を製造すること
ができる。
According to this configuration, the cooling groove forming surface 3 of the substrate 3
The electrode plate 53a having the cooling water passage 2a therein is formed by forming the coating layer 52 having a multilayer structure by performing at least two of the plating process, the thermal spraying process and the welding process on the electrode plate 53a. By performing diffusion heat treatment based on hot isostatic pressing on 53a, the coating layer 52 and the substrate 3 are integrated on the metal structure by mutual diffusion, and the bonding strength between the coating layer 52 and the substrate 3 and airtightness Since the performance is remarkably enhanced, it is possible to manufacture an ion accelerator electrode plate having excellent mechanical strength and extremely high reliability without fear of refrigerant leakage in the cooling water passage 2a.

【0113】なお、本実施形態では、第5実施形態で述
べたメッキ、溶射、及び溶接処理を複合的に組合わせた
複合コーティング処理及び溶解除去処理により生成され
た電極板53aに対して拡散熱処理を施したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、第1乃至第4実施形
態で述べたように、単一のコーティング処理(メッキ処
理、溶射処理、及び溶接処理等)及び溶解除去処理によ
り生成された電極板に対して拡散熱処理を施してもよ
く、上述したコーティング層と基板との間の接合強度及
び気密性を高めることができる。
In this embodiment, the diffusion heat treatment is performed on the electrode plate 53a generated by the composite coating process and the dissolution removal process in which the plating, thermal spraying, and welding processes described in the fifth embodiment are combined. However, the present invention is not limited to this. As described in the first to fourth embodiments, a single coating process (plating process, thermal spraying process, welding process, etc.) and dissolving and removing are performed. Diffusion heat treatment may be performed on the electrode plate generated by the treatment, and the above-described bonding strength and airtightness between the coating layer and the substrate can be increased.

【0114】なお、上述した各実施形態においては、薄
板に冷却水通路となる矩形状の冷却溝を形成したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、図19(a)に
示すような一部が欠けた円形状の冷却溝2b、図19
(b)に示すように長辺が基板3の上面に平行な長方形
状の冷却溝2c、及び図19(c)に示すように多角形
状の冷却溝2d等、冷却水流通面積を増大して冷却効率
を増大させる形状の冷却溝を形成することも可能であ
り、さらに冷却効率を向上させたイオン加速電極板を製
造することができる。
In each of the above embodiments, a rectangular cooling groove serving as a cooling water passage is formed in a thin plate. However, the present invention is not limited to this. As shown in FIG. A circular cooling groove 2b partially missing, FIG.
As shown in FIG. 19B, the cooling water flow area is increased, such as a rectangular cooling groove 2c whose long side is parallel to the upper surface of the substrate 3 and a polygonal cooling groove 2d as shown in FIG. It is also possible to form a cooling groove having a shape that increases the cooling efficiency, and it is possible to manufacture an ion acceleration electrode plate with further improved cooling efficiency.

【0115】また、上述した各実施形態においては、薄
板及びコーティング層の材料として、高熱伝導性金属で
あり安価な銅あるいは銅合金を用いたが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、銅や銅合金以外の高熱伝導
性を有する安価な金属材料を用いることもできる。
Further, in each of the above-described embodiments, as the material of the thin plate and the coating layer, inexpensive copper or copper alloy which is a high heat conductive metal is used. However, the present invention is not limited to this. Inexpensive metal materials having high thermal conductivity other than copper and copper alloys can also be used.

【0116】[0116]

【発明の効果】本発明のイオン加速電極板及びその製造
方法によれば、安価な高熱伝導性金属材料(例えば銅あ
るいは銅合金)から成り一面に複数の冷却溝が形成され
た薄板に対して、その薄板の材質と同等の金属材料を例
えばメッキ処理、溶射処理、及び肉盛溶接処理によりコ
ーティングして金属材料層を形成し、複数の冷却溝及び
この金属材料層で複数の冷却水通路を形成し、この複数
の冷却水通路における隣接する冷却水通路間にイオンビ
ーム引き出し用のビーム孔を加工形成しているため、冷
却水通路に冷却水を流通させてイオン加速電極板を直接
冷却できる。したがって、従来の冷却パイプを埋め込む
イオン加速電極板と比べて冷却性能及び冷却効率が向上
する。この結果、熱変形が小さく、イオン加速電極板と
しての高寿命化が図れる。また、冷却パイプを用いるこ
となく冷却水通路を形成し、且つモリブデン板やタンタ
ル板等の高価な材料を用いることなくイオン加速電極板
を生産・製造することができるため、イオン加速電極板
の生産・製造コストを大幅に低減することができる。
According to the ion accelerating electrode plate and the method of manufacturing the same of the present invention, a thin plate made of an inexpensive high heat conductive metal material (for example, copper or a copper alloy) and having a plurality of cooling grooves formed on one surface is provided. A metal material equivalent to the material of the thin plate is coated by, for example, plating, thermal spraying, and overlay welding to form a metal material layer, and a plurality of cooling grooves and a plurality of cooling water passages formed by the metal material layer. Since the beam holes for extracting the ion beam are formed between adjacent cooling water passages in the plurality of cooling water passages, cooling water can be circulated through the cooling water passages to directly cool the ion accelerating electrode plate. . Therefore, cooling performance and cooling efficiency are improved as compared with the conventional ion acceleration electrode plate in which a cooling pipe is embedded. As a result, thermal deformation is small, and the life of the ion acceleration electrode plate can be extended. Further, since the cooling water passage is formed without using a cooling pipe, and the ion accelerating electrode plate can be produced and manufactured without using expensive materials such as a molybdenum plate and a tantalum plate, the production of the ion accelerating electrode plate is performed. -The manufacturing cost can be significantly reduced.

【0117】特に、本発明のイオン加速電極板によれ
ば、薄板の冷却溝を埋め込み材で保護した後でその冷却
溝形成面に対して板状の金属材料層をコーティング処理
により直接形成し、埋め込み材を溶解除去することによ
り複数の冷却水通路を有する電極板を作成しているた
め、従来のろう付けや拡散接合により上下2枚の電極板
及び冷却パイプを接合したり、上下2枚の電極板をイン
サートメタルを介して接合した場合と比べて、コーティ
ング材料により冷却溝の形状を損なうことなく金属材料
層と薄板とを非常に気密且つ強固に接合することができ
る。
In particular, according to the ion accelerating electrode plate of the present invention, after protecting the cooling grooves of the thin plate with the filling material, a plate-like metal material layer is directly formed on the cooling groove forming surface by coating treatment. Since the electrode plate having a plurality of cooling water passages is created by dissolving and removing the filling material, the upper and lower two electrode plates and the cooling pipe are joined by conventional brazing or diffusion bonding, or the upper and lower two Compared with the case where the electrode plates are joined via the insert metal, the metal material layer and the thin plate can be joined very tightly and strongly without impairing the shape of the cooling groove by the coating material.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係わるイオン加速
電極板の製造工程を示す図であり、薄板に冷却溝が形成
された状態を示す斜視図。
FIG. 1 is a view showing a manufacturing process of an ion acceleration electrode plate according to a first embodiment of the present invention, and is a perspective view showing a state in which a cooling groove is formed in a thin plate.

【図2】冷却溝が形成された薄板(基板)にコーティン
グ層が形成された状態を示す斜視図。
FIG. 2 is a perspective view showing a state in which a coating layer is formed on a thin plate (substrate) on which cooling grooves are formed.

【図3】冷却溝内の埋め込み材を溶解除去して多数の冷
却水通路が形成された電極板が得られた状態を示す斜視
図。
FIG. 3 is a perspective view showing a state in which an embedding material in a cooling groove is dissolved and removed to obtain an electrode plate having a large number of cooling water passages.

【図4】電極板における隣接する冷却水通路間にイオン
ビーム引き出し用のビーム引き出し孔をそれぞれ穿設し
てイオン加速電極板が生成された状態を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a state in which a beam extraction hole for extracting an ion beam is formed between adjacent cooling water passages in the electrode plate to form an ion acceleration electrode plate.

【図5】図4のV−V矢視断面図。FIG. 5 is a sectional view taken along the line VV of FIG. 4;

【図6】本発明の第2の実施の形態に係わるイオン加速
電極板の製造工程を示す図であり、冷却溝が形成された
薄板に対して脱脂及び洗浄処理を行なう工程を示す図。
FIG. 6 is a view showing a manufacturing process of the ion accelerating electrode plate according to the second embodiment of the present invention, showing a process of performing a degreasing and cleaning process on the thin plate on which the cooling grooves are formed.

【図7】基板の冷却溝形成面にメッキ処理を施してメッ
キ部を形成する工程を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a step of forming a plated portion by performing plating on the cooling groove forming surface of the substrate.

【図8】(a)は、メッキ部が形成された電極板を示す
断面図、(b)は、図8(a)に示す電極板から埋め込
み材を溶解除去して得られた多数の冷却水通路を有する
電極板を示す断面図。
8A is a cross-sectional view showing an electrode plate on which a plated portion is formed, and FIG. 8B is a cross-sectional view showing a large number of cooling plates obtained by dissolving and removing an embedding material from the electrode plate shown in FIG. 8A. Sectional drawing which shows the electrode plate which has a water passage.

【図9】本発明の第3の実施の形態に係わるイオン加速
電極板の製造工程を示す図であり、溶射装置により基板
の冷却溝形成面に対して金属材料層を形成する工程を示
す図。
FIG. 9 is a view showing a manufacturing process of the ion acceleration electrode plate according to the third embodiment of the present invention, showing a process of forming a metal material layer on a cooling groove forming surface of the substrate by a thermal spraying apparatus. .

【図10】溶射によるコーティング処理の一例として、
プラズマ溶射方式により基板の冷却溝形成面に対して金
属材料層を形成する工程を示す図。
FIG. 10 shows an example of a coating process by thermal spraying.
The figure which shows the process of forming a metal material layer with respect to the cooling groove formation surface of a board | substrate by a plasma spraying method.

【図11】本発明の第4の実施の形態に係わるイオン加
速電極板の製造工程を示す図であり、肉盛溶接装置によ
り基板の冷却溝形成面に対して溶接金属層を形成する工
程を示す図。
FIG. 11 is a view showing a manufacturing process of an ion accelerating electrode plate according to a fourth embodiment of the present invention, in which a step of forming a weld metal layer on a cooling groove forming surface of a substrate by a build-up welding apparatus is shown. FIG.

【図12】肉盛溶接によるコーティング処理の一例とし
て、プラズマ粉体肉盛溶接方式により基板の冷却溝形成
面に対して溶接金属層を形成する工程を示す図。
FIG. 12 is a view showing a step of forming a weld metal layer on a cooling groove forming surface of a substrate by a plasma powder overlay welding method as an example of a coating process by overlay welding.

【図13】(a)は、溶接金属層が形成された電極板を
示す断面図、(b)は、図13(a)に示す電極板から
埋め込み材を溶解除去して得られた多数の冷却水通路を
有する電極板を示す断面図。
13 (a) is a cross-sectional view showing an electrode plate on which a weld metal layer is formed, and FIG. 13 (b) is a diagram showing a large number of electrodes obtained by dissolving and removing an embedding material from the electrode plate shown in FIG. 13 (a). Sectional drawing which shows the electrode plate which has a cooling water passage.

【図14】本発明の第5の実施の形態に係わるイオン加
速電極板の製造工程を示す図であり、メッキに基づくコ
ーティング処理及び溶射に基づくコーティング処理を複
合して行なうことにより基板の冷却溝形成面に対して二
重のコーティング層を形成する工程を示す図。
FIG. 14 is a view showing a manufacturing process of an ion accelerating electrode plate according to a fifth embodiment of the present invention, in which a coating process based on plating and a coating process based on thermal spraying are performed in combination to form cooling grooves on a substrate. The figure which shows the process of forming a double coating layer on a formation surface.

【図15】本発明の第6の実施の形態に係わるイオン加
速電極板の製造工程を示す図であり、複合コーティング
処理及び埋め込み材溶解除去処理により生成された多数
の冷却水通路を有する電極板に対して拡散熱処理を行な
う工程を示す図。
FIG. 15 is a view showing a manufacturing process of the ion acceleration electrode plate according to the sixth embodiment of the present invention, wherein the electrode plate has a large number of cooling water passages generated by the composite coating process and the filling material dissolving and removing process. FIG. 4 is a view showing a step of performing a diffusion heat treatment on the substrate.

【図16】(a)は拡散熱処理を行なう前の冷却水通路
を有する電極板を示す図、(b)は拡散熱処理を行なっ
た後の冷却水通路を有する電極板を示す図。
16A is a diagram showing an electrode plate having a cooling water passage before performing diffusion heat treatment, and FIG. 16B is a diagram showing an electrode plate having a cooling water passage after performing diffusion heat treatment.

【図17】本発明の第7の実施の形態に係わるイオン加
速電極板の製造工程を示す図であり、複合コーティング
処理及び埋め込み材溶解除去処理により生成された多数
の冷却水通路を有する電極板に対して熱間等方加圧に基
づく拡散熱処理を行なう工程を示す図。
FIG. 17 is a view showing a manufacturing process of the ion acceleration electrode plate according to the seventh embodiment of the present invention, wherein the electrode plate has a large number of cooling water passages generated by the composite coating process and the filling material dissolving and removing process. FIG. 4 is a view showing a step of performing a diffusion heat treatment based on hot isostatic pressing on the substrate.

【図18】熱間等方加圧に基づく拡散熱処理工程におけ
る電極板に作用する等方圧の外圧及び冷却水通路の内周
面に作用する等方圧の内圧を示す図。
FIG. 18 is a diagram showing an isotropic external pressure acting on an electrode plate and an isotropic internal pressure acting on an inner peripheral surface of a cooling water passage in a diffusion heat treatment step based on hot isostatic pressing.

【図19】(a)〜(c)は基板に形成される冷却溝の
他の形状を示す図。
FIGS. 19A to 19C are diagrams showing another shape of the cooling groove formed in the substrate.

【図20】(a)は、従来のイオン加速電極板の構造を
示す断面図、(b)は、図20(a)における一部拡大
図。
20A is a cross-sectional view showing the structure of a conventional ion acceleration electrode plate, and FIG. 20B is a partially enlarged view of FIG. 20A.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 薄板 2、2b、2c、2d 冷却溝 2a 冷却水通路 3 溝付き薄板(基板) 4 埋め込み材 5、21、52 金属材料層(コーティング層) 6、17、48、53、53a 電極板 7 ビーム引き出し孔 8 イオン加速電極板 16 メッキ部 20 溶射装置 35 肉盛溶接装置 36、46 溶接金属層 50 第1のコーティング層 51 第2のコーティング層 55 熱処理炉 56 真空容器 58、73 リフレクター 59、74 ヒータ 60、75 熱輻射板 61、78、82 弁 62、84 排気装置 63、81、85 圧力計 70 熱間等方圧加圧装置 71 圧力容器 76 熱電対 77 計測器 80 ガス供給装置 REFERENCE SIGNS LIST 1 thin plate 2, 2 b, 2 c, 2 d cooling groove 2 a cooling water passage 3 grooved thin plate (substrate) 4 embedded material 5, 21, 52 metal material layer (coating layer) 6, 17, 48, 53, 53 a electrode plate 7 beam Lead-out hole 8 Ion acceleration electrode plate 16 Plated part 20 Thermal spraying device 35 Overlay welding device 36, 46 Weld metal layer 50 First coating layer 51 Second coating layer 55 Heat treatment furnace 56 Vacuum container 58, 73 Reflector 59, 74 Heater 60, 75 Heat radiation plate 61, 78, 82 Valve 62, 84 Exhaust device 63, 81, 85 Pressure gauge 70 Hot isostatic pressurizing device 71 Pressure vessel 76 Thermocouple 77 Measuring device 80 Gas supply device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 14/00 - 14/58 G21B 1/00 - 1/02 G21K 1/00 - 7/00 H01J 9/00 - 9/18 H01J 27/00 - 27/26 H01J 37/06 - 37/08 H05H 1/00 - 15/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C23C 14/00-14/58 G21B 1/00-1/02 G21K 1/00-7/00 H01J 9 / 00-9/18 H01J 27/00-27/26 H01J 37/06-37/08 H05H 1/00-15/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 高熱伝導性金属あるいはその合金から成
り一面に冷媒流通用の複数の冷却溝が形成された薄板の
各冷却溝にその冷却溝の形状に等しく且つ溶解除去可能
な埋め込み材を埋設して当該冷却溝形成面を平面化し、
この平面化された冷却溝形成面に対して前記薄板と同等
の金属材料を層状にコーティングして当該冷却溝形成面
に板状の金属材料層を形成し、この金属材料層が形成さ
れた薄板から前記埋め込み材を溶解除去することにより
前記複数の冷却溝及び前記金属材料層で複数の冷却水通
路を形成し、これら複数の冷却水通路における隣接する
冷却水通路間にイオンビーム引き出し用のビーム孔を加
工形成したことを特徴とするイオン加速電極板の製造方
法。
An embedding material having a shape equal to the shape of the cooling groove and capable of being dissolved and buried is embedded in each cooling groove of a thin plate made of a high heat conductive metal or an alloy thereof and having a plurality of cooling grooves for cooling medium distribution on one surface. To flatten the cooling groove forming surface,
The flattened cooling groove forming surface is coated with a metal material equivalent to the thin plate in a layer form to form a plate-shaped metal material layer on the cooling groove forming surface, and the thin plate on which the metal material layer is formed Forming a plurality of cooling water passages in the plurality of cooling grooves and the metal material layer by dissolving and removing the filling material from the plurality of cooling water passages; and a beam for extracting an ion beam between adjacent cooling water passages in the plurality of cooling water passages. A method for producing an ion accelerating electrode plate, characterized by forming holes.
【請求項2】 前記薄板の冷却溝形成面に対して金属材
料をコーティングする工程は、当該薄板に対して脱脂及
び洗浄処理を行ない、脱脂及び洗浄処理が行なわれた薄
板の冷却溝形成面を活性化し、前記薄板の活性化された
冷却溝形成面に対して前記薄板と同等の金属材料を所定
の厚みにメッキすることにより前記金属材料層を形成す
るメッキ処理工程である請求項1記載のイオン加速電極
板の製造方法。
2. The step of coating the cooling groove forming surface of the thin plate with a metal material includes performing a degreasing and cleaning process on the thin plate, and removing the cooling groove forming surface of the thin plate that has been subjected to the degreasing and cleaning process. 2. The plating process according to claim 1, further comprising the step of: activating and plating the activated cooling groove forming surface of the thin plate with a metal material equivalent to the thin plate to a predetermined thickness to form the metal material layer. A method for manufacturing an ion acceleration electrode plate.
【請求項3】 前記薄板の冷却溝形成面に対して金属材
料をコーティングする工程は、前記薄板と同等の金属材
料から構成された溶融又は溶融状態に近い粒子を当該冷
却溝形成面対して吹き付けて衝突させることにより前記
金属材料層を形成する溶射処理工程である請求項1記載
のイオン加速電極板の製造方法。
3. The step of coating the cooling groove forming surface of the thin plate with a metal material includes spraying molten or near-molten particles made of a metal material equivalent to the thin plate onto the cooling groove forming surface. The method for producing an ion acceleration electrode plate according to claim 1, which is a thermal spraying process of forming the metal material layer by causing the metal material layer to collide.
【請求項4】 前記薄板の冷却溝形成面に対して金属材
料をコーティングする工程は、前記薄板と同等の金属材
料から成る溶融金属を当該冷却溝形成面に対して溶着す
ることにより前記金属材料層を形成する肉盛溶接処理工
程である請求項1記載のイオン加速電極板の製造方法。
4. The step of coating the cooling groove forming surface of the thin plate with a metal material, wherein the molten metal made of a metal material equivalent to the thin plate is welded to the cooling groove forming surface. The method for producing an ion acceleration electrode plate according to claim 1, which is a build-up welding process step of forming a layer.
【請求項5】 前記薄板の冷却溝形成面に対して金属材
料をコーティングする工程は、前記メッキ処理工程、前
記溶射処理工程及び前記肉盛溶接処理工程の内の少なく
とも2つの工程を複合して実行することにより前記金属
材料層を重層構造に形成する工程である請求項1記載の
イオン加速電極板の製造方法。
5. The step of coating the cooling groove forming surface of the thin plate with a metal material by combining at least two of the plating step, the thermal spraying step and the overlay welding step. 2. The method according to claim 1, wherein the step of forming the metal material layer has a multilayer structure by performing the steps.
【請求項6】 前記複数の冷却水通路を形成する工程と
前記イオンビーム引き出し用のビーム孔を加工形成する
工程との間に、前記金属材料層及び前記複数の冷却水通
路が形成された薄板に対して拡散熱処理を施す工程を有
した請求項1記載のイオン加速電極板の製造方法。
6. A thin plate in which the metal material layer and the plurality of cooling water passages are formed between the step of forming the plurality of cooling water passages and the step of processing and forming the beam holes for extracting the ion beam. 2. The method for producing an ion acceleration electrode plate according to claim 1, further comprising a step of performing a diffusion heat treatment on the substrate.
【請求項7】 前記拡散熱処理工程は前記金属材料層及
び前記複数の冷却水通路が形成された薄板に対して熱間
等方圧加圧処理を行なう工程である請求項6記載のイオ
ン加速電極板の製造方法。
7. The ion accelerating electrode according to claim 6, wherein the diffusion heat treatment step is a step of performing hot isostatic pressing on the thin plate on which the metal material layer and the plurality of cooling water passages are formed. Plate manufacturing method.
【請求項8】 高熱伝導性金属あるいはその合金から成
り一面に冷媒流通用の複数の冷却溝が形成された薄板の
各冷却溝にその冷却溝の形状に等しく且つ溶解除去可能
な埋め込み材を埋設して当該冷却溝形成面を平面化し、
この平面化された冷却溝形成面に対して前記薄板と同等
の金属材料を層状にコーティングして当該冷却溝形成面
に板状の金属材料層を形成し、この金属材料層が形成さ
れた薄板から前記埋め込み材を溶解除去して成る電極板
と、この電極板において前記薄板の複数の冷却溝と前記
金属材料層との間に形成された複数の冷却水通路と、こ
の複数の冷却水通路における隣接する冷却水路間に加工
形成されたイオンビーム引き出し用のビーム孔とを備え
たことを特徴とするイオン加速電極板。
8. An embedding material having a shape equal to the shape of the cooling groove and capable of being dissolved and buried is embedded in each cooling groove of a thin plate made of a highly heat conductive metal or an alloy thereof and having a plurality of cooling grooves for cooling medium distribution formed on one surface. To flatten the cooling groove forming surface,
The flattened cooling groove forming surface is coated with a metal material equivalent to the thin plate in a layer form to form a plate-shaped metal material layer on the cooling groove forming surface, and the thin plate on which the metal material layer is formed An electrode plate formed by dissolving and removing the embedding material, a plurality of cooling water passages formed between the plurality of cooling grooves of the thin plate and the metal material layer in the electrode plate, and the plurality of cooling water passages And a beam hole for extracting an ion beam formed between adjacent cooling water passages.
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