JPH02106862A - X線管用陽極およびその製造方法 - Google Patents
X線管用陽極およびその製造方法Info
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- JPH02106862A JPH02106862A JP25958788A JP25958788A JPH02106862A JP H02106862 A JPH02106862 A JP H02106862A JP 25958788 A JP25958788 A JP 25958788A JP 25958788 A JP25958788 A JP 25958788A JP H02106862 A JPH02106862 A JP H02106862A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明はX線管用陽極およびその製造方法に係り、特に
運転時に陽極において発生する異常放電を低減しX1m
管の管特性を向上し得るX線管用陽極およびその製造方
法に関する。
運転時に陽極において発生する異常放電を低減しX1m
管の管特性を向上し得るX線管用陽極およびその製造方
法に関する。
(従来の技術)
X線の透過力を利用して被験体内部の状況を把握するC
T装置などの医療機器や非破壊検査用の分析機器にX線
管が使用されている。
T装置などの医療機器や非破壊検査用の分析機器にX線
管が使用されている。
このX線管は、ガラスバルブ、メタルまたはセラミック
容器内に対向するように配設された一対の陰極および陽
極を有し、陰極はタングステンフィラメント等で構成さ
れた電子放出源であり、陽極は、タングステンまたはそ
の合金で形成されている。
容器内に対向するように配設された一対の陰極および陽
極を有し、陰極はタングステンフィラメント等で構成さ
れた電子放出源であり、陽極は、タングステンまたはそ
の合金で形成されている。
そしてタングステンフィラメントを加熱することによっ
て電子放出源から放出された電子ビームは、陽陰極間に
印加した高電圧によって加速され、太さ41運転エネル
−)−をもって陽極に衝突する。
て電子放出源から放出された電子ビームは、陽陰極間に
印加した高電圧によって加速され、太さ41運転エネル
−)−をもって陽極に衝突する。
この際大部分の運転エネルギーは、熱となって失われる
が、一部の1ネルギーがX線となって周囲に放出される
。
が、一部の1ネルギーがX線となって周囲に放出される
。
ところで近年、検査技術の高度化の要請に対応して、よ
り強力なX線を発生させるX線管が開発実用化されCい
る。この高出力用のX線管では電子ビームの衝突によっ
て発生ずる高熱ににつて陽極か溶解りることを防止りる
ために、陽極を円板状に形成し、約110000rp程
度の高速度で回転させて、電子前用焦点面が常に変化す
るように構成している。
り強力なX線を発生させるX線管が開発実用化されCい
る。この高出力用のX線管では電子ビームの衝突によっ
て発生ずる高熱ににつて陽極か溶解りることを防止りる
ために、陽極を円板状に形成し、約110000rp程
度の高速度で回転させて、電子前用焦点面が常に変化す
るように構成している。
X線管用陽極は前記の通り、一般にタングステンまたは
その合金から構成される。タングステンが使用される理
由は、耐熱強度や耐熱衝撃性が極めて高く、またX線を
安定して発生させるなどの優れた特性を右覆るからであ
る。
その合金から構成される。タングステンが使用される理
由は、耐熱強度や耐熱衝撃性が極めて高く、またX線を
安定して発生させるなどの優れた特性を右覆るからであ
る。
しかしながらタングステンは非常に高密度であるため、
X線管用陽極として使用し、−層高出力化を図るには難
点がある。すなわち高出力化を図るためには、高熱容量
化する必要があるが、そのために陽極全体の容積を増大
し、大容量の陽極どせざるを19ない。しかしながら陽
極を支持づる構造部品の強度等の制約から陽極の重量を
無制限に大型化でることは不可能である。
X線管用陽極として使用し、−層高出力化を図るには難
点がある。すなわち高出力化を図るためには、高熱容量
化する必要があるが、そのために陽極全体の容積を増大
し、大容量の陽極どせざるを19ない。しかしながら陽
極を支持づる構造部品の強度等の制約から陽極の重量を
無制限に大型化でることは不可能である。
上記問題を解決するためにタングステンと比べその比重
が約半分程度であるモリブデンをタングステン材料と張
り合わせることにJ:す、陽極全体の重量を軽減づ−る
とともに熱容量を増大させた陽極も実用化されている。
が約半分程度であるモリブデンをタングステン材料と張
り合わせることにJ:す、陽極全体の重量を軽減づ−る
とともに熱容量を増大させた陽極も実用化されている。
このようなX線管用陽極は、一般にタングステン合金粉
末とモリブデン合金粉末どを積層して圧縮成形して得た
複合成形体またはタングステン合金粉末とモリブデン合
金粉末とをそれぞれ所定形状に圧縮成形し、得られた成
形体を積層して形成した複合成形体を、水素還元雰囲気
において温度が約2200℃で約4時間程度焼結して一
体に接合し、しかる後に焼結体を鍛造と機械加工を粁て
所定形状に加工して製造されている。。
末とモリブデン合金粉末どを積層して圧縮成形して得た
複合成形体またはタングステン合金粉末とモリブデン合
金粉末とをそれぞれ所定形状に圧縮成形し、得られた成
形体を積層して形成した複合成形体を、水素還元雰囲気
において温度が約2200℃で約4時間程度焼結して一
体に接合し、しかる後に焼結体を鍛造と機械加工を粁て
所定形状に加工して製造されている。。
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、上記従来のX線管用陽極の原料粉末中に
は、鉄、ニッケル、マンガン、銅、コバルトなどの、低
融点金属や酸素などが少量ではあるが含有されているた
め、X線管が高電圧負荷で使用された場合に、異常放電
を頻繁に引き起こすという問題点があった。
は、鉄、ニッケル、マンガン、銅、コバルトなどの、低
融点金属や酸素などが少量ではあるが含有されているた
め、X線管が高電圧負荷で使用された場合に、異常放電
を頻繁に引き起こすという問題点があった。
すなわちXla管を装着した0丁装置を運転した場合、
X線管用陽極表面は1500’C以上、高出力のもので
は局部的に2700℃程度の高温度に加熱される。その
ため陽極に含有される低融点金属および酸素が熱分解ま
たは蒸発して、外囲器内の真空度が低下し、陽極表面に
おいてアーク放電が頻発する。
X線管用陽極表面は1500’C以上、高出力のもので
は局部的に2700℃程度の高温度に加熱される。その
ため陽極に含有される低融点金属および酸素が熱分解ま
たは蒸発して、外囲器内の真空度が低下し、陽極表面に
おいてアーク放電が頻発する。
このアーク放電に伴って発生する異常電波は、撮影中の
影像写真にノイズ線を出現させて映像を撹乱し、検査粘
度を大幅に低下させる原因となる。
影像写真にノイズ線を出現させて映像を撹乱し、検査粘
度を大幅に低下させる原因となる。
特に電子計算機により運転制御されるCT装置の場合に
は、異常電波によりLSI@路が誤作動し、デジタル処
理が不可能どなるとともに装置全体が停止する場合も多
く、その復旧に多大な時間と、煩箱な労力とを要する問
題がある。
は、異常電波によりLSI@路が誤作動し、デジタル処
理が不可能どなるとともに装置全体が停止する場合も多
く、その復旧に多大な時間と、煩箱な労力とを要する問
題がある。
また上記障害の原因となる低融点金属Jシよび酸素は、
従来の製造工程である水素ガス雰囲気における加熱焼結
操作では、わずかに酸素が除去されるのみで低融点金属
はほとんど除去することができなかった。
従来の製造工程である水素ガス雰囲気における加熱焼結
操作では、わずかに酸素が除去されるのみで低融点金属
はほとんど除去することができなかった。
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
あり、運転時に陽極において発生ずる異常放電を低減し
、X線管の管特性を向上することができるX線管用陽極
およびその製造方法を提供することを目的とする。
あり、運転時に陽極において発生ずる異常放電を低減し
、X線管の管特性を向上することができるX線管用陽極
およびその製造方法を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段)
本願発明者等は、以上の観点から異常放電の要因となる
低融点金属および酸素の総含有量と放電回数との相関を
調査し、さらに低融点金属等を除去するだめの加熱焼結
時の雰囲気を研究した結果に基づいて本願発明をなした
ものである。
低融点金属および酸素の総含有量と放電回数との相関を
調査し、さらに低融点金属等を除去するだめの加熱焼結
時の雰囲気を研究した結果に基づいて本願発明をなした
ものである。
すなわち本発明に係るX線管用陽極は、タングステン合
金で形成された電子照射面層と、モリブデン合金で形成
された支持体との複合体から成り、電子照射面層に含有
される融点が2000℃より低い低融点金属および酸素
の総含有量を1100pp以下に設定したことを特徴と
する。
金で形成された電子照射面層と、モリブデン合金で形成
された支持体との複合体から成り、電子照射面層に含有
される融点が2000℃より低い低融点金属および酸素
の総含有量を1100pp以下に設定したことを特徴と
する。
また本発明に係るxi管用陽極の製造方法はタングステ
ン合金粉末とモリブデン合金粉末とを積層して圧縮成形
した複合成形体またはタングステン合金粉末の圧縮成形
体とモリブデン合金粉末の圧縮成形体とを積層して複合
成形体を形成し、上記複合成形体を真空中または不活性
ガス雰囲気において加熱し、タングステン合金粉末中に
含まれる低融点金属および酸素を除去するとともに複合
成形体を一体に焼結接合することを特徴とする。
ン合金粉末とモリブデン合金粉末とを積層して圧縮成形
した複合成形体またはタングステン合金粉末の圧縮成形
体とモリブデン合金粉末の圧縮成形体とを積層して複合
成形体を形成し、上記複合成形体を真空中または不活性
ガス雰囲気において加熱し、タングステン合金粉末中に
含まれる低融点金属および酸素を除去するとともに複合
成形体を一体に焼結接合することを特徴とする。
(作用)
上記構成に係るX線管用陽極によれば、X線放射性能お
よび耐熱性に優れたタングステン合金によって電子照射
面層を形成し、また上記電子照射面層を強固に支持する
支持体として、熱容量が大ぎくかつ軽量なモリブデン合
金を使用しているため、熱放射性に優れた軽量な陽極と
することが可能であり、大出力用のX線管用陽極として
最適である。
よび耐熱性に優れたタングステン合金によって電子照射
面層を形成し、また上記電子照射面層を強固に支持する
支持体として、熱容量が大ぎくかつ軽量なモリブデン合
金を使用しているため、熱放射性に優れた軽量な陽極と
することが可能であり、大出力用のX線管用陽極として
最適である。
またX線管運転時に、電子照射面層が達する最高温度2
000℃以下の温度において融解し蒸発するFe1Ni
などの低融点金属および酸素の総含有量が1ooppm
以下に設定されているため、異常放電が起る頻度が極め
て少なくなり、ノイズが少く常に安定した状態でX線検
査装置等を運転することが可能となる。
000℃以下の温度において融解し蒸発するFe1Ni
などの低融点金属および酸素の総含有量が1ooppm
以下に設定されているため、異常放電が起る頻度が極め
て少なくなり、ノイズが少く常に安定した状態でX線検
査装置等を運転することが可能となる。
一方低融点金属および酸素の総含有量が1100ppを
越えると異常放電回数が急激に増大し、安定した運転が
不可能となり、検査精度も大幅に低下することが実証さ
れた。
越えると異常放電回数が急激に増大し、安定した運転が
不可能となり、検査精度も大幅に低下することが実証さ
れた。
また本発明方法によれば、タングステン合金粉末とモリ
ブデン合金粉末とを積層して圧縮成形した複合成形体ま
たはタングステン合金粉末の圧縮成形体とモリブデン合
金粉末の圧縮成形体とを積層して形成した複合成形体を
真空中または不活性ガス雰囲気において焼結している。
ブデン合金粉末とを積層して圧縮成形した複合成形体ま
たはタングステン合金粉末の圧縮成形体とモリブデン合
金粉末の圧縮成形体とを積層して形成した複合成形体を
真空中または不活性ガス雰囲気において焼結している。
その際、電子照射面層を構成するタングステン合金粉末
等の月利中に含有されていた低融点金属および酸素は、
加熱によって成形体外部に放出される。
等の月利中に含有されていた低融点金属および酸素は、
加熱によって成形体外部に放出される。
そのため運転時に高温度に加熱された電子照射面層から
の低融点金属の蒸発が少なく、外囲気内の真空度が低下
することが防止され、異常放電回数が大幅に低減する。
の低融点金属の蒸発が少なく、外囲気内の真空度が低下
することが防止され、異常放電回数が大幅に低減する。
従ってX線管は、常に安定した惰性性を発揮し、高い精
度でCT検査や非破壊検査を実M ’Iることができる
。
度でCT検査や非破壊検査を実M ’Iることができる
。
(実施例)
次に本発明の実施例についてより具体的に説明する。
10重量%のレニウムを含有し、平均粒径3μ汎のタン
グステン合金粉末と、平均粒径4μmのモリブデン合金
粉末を積層し、5 t / ciの加圧力で圧縮成形し
て第1図に示すような直径125#の笠形の試験体とし
ての複合成形体3を複数(実施例1〜3)調製した。タ
ングステン合金粉末の圧縮成形体1が電子照射面層4を
形成する。10重量%のレニウムを含むタングステン合
金原料粉末に含まれる低融点金属および酸素の総含有量
は2201)pmであった。
グステン合金粉末と、平均粒径4μmのモリブデン合金
粉末を積層し、5 t / ciの加圧力で圧縮成形し
て第1図に示すような直径125#の笠形の試験体とし
ての複合成形体3を複数(実施例1〜3)調製した。タ
ングステン合金粉末の圧縮成形体1が電子照射面層4を
形成する。10重量%のレニウムを含むタングステン合
金原料粉末に含まれる低融点金属および酸素の総含有量
は2201)pmであった。
次に調製した試験体を第1表に示すように、真空または
アルゴンガス雰囲気において1400〜2200℃の温
度範囲で4〜6時間加熱した後に、電子照射面層4に残
留する低融点金属および酸素の総残留量を測定した。ざ
らに得られた各試験体を1500℃に加熱して鍛造加工
、および機械加工を施し、所定寸法のX線管用陽極を製
造した。
アルゴンガス雰囲気において1400〜2200℃の温
度範囲で4〜6時間加熱した後に、電子照射面層4に残
留する低融点金属および酸素の総残留量を測定した。ざ
らに得られた各試験体を1500℃に加熱して鍛造加工
、および機械加工を施し、所定寸法のX線管用陽極を製
造した。
次に得られた各陽極を耐電圧試験に供し、延べ2ooo
o回におよぶ高電圧印加試験において発生した異常放電
回数を測定した。試験条件は印加電圧は150KV、陰
極加熱用電流は250mA。
o回におよぶ高電圧印加試験において発生した異常放電
回数を測定した。試験条件は印加電圧は150KV、陰
極加熱用電流は250mA。
電圧印加周期および時間は30秒間毎に0.1秒間とし
た。
た。
また比較例4〜7として、第1表に示すように従来方法
である水素気流中において、1800〜2200℃の温
度範囲において、4〜10時間加熱焼結した場合に、電
子照射面層4に残留する低融点金属および酸素の総量を
測定しIC8さらに実施例1〜3と同様の条件で耐電圧
試験を実施し異常放電回数を測定した。
である水素気流中において、1800〜2200℃の温
度範囲において、4〜10時間加熱焼結した場合に、電
子照射面層4に残留する低融点金属および酸素の総量を
測定しIC8さらに実施例1〜3と同様の条件で耐電圧
試験を実施し異常放電回数を測定した。
実施例1へ・3および比較例4〜7における測定試験結
果を下記第1表に示す。
果を下記第1表に示す。
第1表
第1表の結果より、実施例1〜3に示すように真空また
はアルゴンガス雰囲気にお(プる加熱操作によって、材
料中に含まれる低融点金属および酸素が加熱雰囲気中に
排出除去され、その総残留量は11001)p以下に低
減される。その結果異常放電回数も著しく低減される。
はアルゴンガス雰囲気にお(プる加熱操作によって、材
料中に含まれる低融点金属および酸素が加熱雰囲気中に
排出除去され、その総残留量は11001)p以下に低
減される。その結果異常放電回数も著しく低減される。
特に真空中で1/′lo o ’cまで加熱して2時間
保持し、ざらにアルゴンガス雰囲気において2200℃
で6時間加熱焼結したものは、低融点金属などの総残留
量が60ppmとなり、異常放電回数もげ口となり、X
線用管の惰性性を著しく向上させることがわかる。
保持し、ざらにアルゴンガス雰囲気において2200℃
で6時間加熱焼結したものは、低融点金属などの総残留
量が60ppmとなり、異常放電回数もげ口となり、X
線用管の惰性性を著しく向上させることがわかる。
一方、比較例4〜7で例示するように従来方法と同様に
水素ガス雰囲気において加熱焼結処理を実施したものは
、材料中の低融点金属の除去割合が少なく総残留量が1
30〜2ooppmにとどまった。そのため、異常放電
回数も8〜15回と多く、安定したX線管の惰性性を得
ることができない。
水素ガス雰囲気において加熱焼結処理を実施したものは
、材料中の低融点金属の除去割合が少なく総残留量が1
30〜2ooppmにとどまった。そのため、異常放電
回数も8〜15回と多く、安定したX線管の惰性性を得
ることができない。
X線管の惰性性を高めるためには、電子照射面層を形成
するタングステン合金材料に含有される低融点金属およ
び酸素の総含有量は可及的に小さいことが望ましい。そ
のためには真空またはアルゴンガス雰囲気内において長
時間にわたる加熱操作が必要となるが、製造効率上好ま
しくない。また高真空中でモリブデン材料を高温度で長
時間加熱するとモリブデン自体も蒸発して減耗する傾向
もある。一方、耐電圧試験において、1万回当りの高電
圧印加に対して1回以下の異常放電であれば検査装置の
実用上の信頼性を損うおそれも少ない。従って電子照射
面層に含有される低融点金属および酸素の総含有量は1
ooppm以下に設定Jることが必要である。
するタングステン合金材料に含有される低融点金属およ
び酸素の総含有量は可及的に小さいことが望ましい。そ
のためには真空またはアルゴンガス雰囲気内において長
時間にわたる加熱操作が必要となるが、製造効率上好ま
しくない。また高真空中でモリブデン材料を高温度で長
時間加熱するとモリブデン自体も蒸発して減耗する傾向
もある。一方、耐電圧試験において、1万回当りの高電
圧印加に対して1回以下の異常放電であれば検査装置の
実用上の信頼性を損うおそれも少ない。従って電子照射
面層に含有される低融点金属および酸素の総含有量は1
ooppm以下に設定Jることが必要である。
なおタングステン合金中に含有されるレニウムは、タン
グステン合金成形体へのモリブデンの拡散結合を強化す
るために有効な元素であり、タングステン合金とモリブ
デン合金どの圧縮成形体相互の接合強度を均一かつ高度
に保持する。レニウムの含有量は5〜15%の範囲内で
その効果が大きい。
グステン合金成形体へのモリブデンの拡散結合を強化す
るために有効な元素であり、タングステン合金とモリブ
デン合金どの圧縮成形体相互の接合強度を均一かつ高度
に保持する。レニウムの含有量は5〜15%の範囲内で
その効果が大きい。
以上説明の通り、本発明に係るX線管用陽極およびその
製造方法によれば、高出力用のX線管が運転時に達する
最高温度2000℃以下の温度において蒸発する低融点
金属および酸素の含有量が低減されているため、運転時
におりる異常放電回数が極めて少ない。そのためX線管
を使用するCT装置などの医療機器や非破壊検査用の分
析機器の信頼性および測定精度を大幅に向上させること
かできる。
製造方法によれば、高出力用のX線管が運転時に達する
最高温度2000℃以下の温度において蒸発する低融点
金属および酸素の含有量が低減されているため、運転時
におりる異常放電回数が極めて少ない。そのためX線管
を使用するCT装置などの医療機器や非破壊検査用の分
析機器の信頼性および測定精度を大幅に向上させること
かできる。
第1図は本発明に係るX線管用陽極の一実施例を示す断
面図である。 1・・・圧縮成形体、2・・・圧縮成形体、3・・・複
合成形体、4・・・電子照射面層。
面図である。 1・・・圧縮成形体、2・・・圧縮成形体、3・・・複
合成形体、4・・・電子照射面層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、タングステン合金で形成された電子照射面層と、モ
リブデン合金で形成された支持体との複合体から成り、
電子照射面層に含有される融点が2000℃より低い低
融点金属および酸素の総含有量を100ppm以下に設
定したことを特徴とするX線管用陽極。 2、タングステン合金粉末とモリブデン合金粉末とを積
層して圧縮成形した複合成形体またはタングステン合金
粉末の圧縮成形体とモリブデン合金粉末の圧縮成形体と
を積層して複合成形体を形成し、しかる後に上記複合成
形体を真空中または不活性ガス雰囲気において加熱し、
タングステン合金粉末中に含まれる低融点金属および酸
素を除去するとともに複合成形体を一体に焼結接合する
ことを特徴とするX線管用陽極の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63259587A JP2845459B2 (ja) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | X線管用陽極およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63259587A JP2845459B2 (ja) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | X線管用陽極およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02106862A true JPH02106862A (ja) | 1990-04-18 |
JP2845459B2 JP2845459B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=17336179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63259587A Expired - Lifetime JP2845459B2 (ja) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | X線管用陽極およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2845459B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014506711A (ja) * | 2011-01-19 | 2014-03-17 | プランゼー エスエー | X線回転陽極 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5514502A (en) * | 1978-07-14 | 1980-02-01 | Nippon Gakki Seizo Kk | Recording and reproducing unit of pcm system |
-
1988
- 1988-10-17 JP JP63259587A patent/JP2845459B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5514502A (en) * | 1978-07-14 | 1980-02-01 | Nippon Gakki Seizo Kk | Recording and reproducing unit of pcm system |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014506711A (ja) * | 2011-01-19 | 2014-03-17 | プランゼー エスエー | X線回転陽極 |
US9368318B2 (en) | 2011-01-19 | 2016-06-14 | Plansee Se | Rotary X-ray anode |
US9767983B2 (en) | 2011-01-19 | 2017-09-19 | Plansee Se | Rotary X-ray anode and production method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2845459B2 (ja) | 1999-01-13 |
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