JPH021329B2 - - Google Patents
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- JPH021329B2 JPH021329B2 JP57116743A JP11674382A JPH021329B2 JP H021329 B2 JPH021329 B2 JP H021329B2 JP 57116743 A JP57116743 A JP 57116743A JP 11674382 A JP11674382 A JP 11674382A JP H021329 B2 JPH021329 B2 JP H021329B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/02—Details
- H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
- H01J35/08—Anodes; Anti cathodes
- H01J35/10—Rotary anodes; Arrangements for rotating anodes; Cooling rotary anodes
- H01J35/108—Substrates for and bonding of emissive target, e.g. composite structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2235/00—X-ray tubes
- H01J2235/08—Targets (anodes) and X-ray converters
- H01J2235/083—Bonding or fixing with the support or substrate
- H01J2235/084—Target-substrate interlayers or structures, e.g. to control or prevent diffusion or improve adhesion
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はＸ線管用回転ターゲツトの製造方法に
係り、大容量の大口径Ｘ線管用回転ターゲツトの
製造方法に関する。
係り、大容量の大口径Ｘ線管用回転ターゲツトの
製造方法に関する。
Ｘ線管用回転ターゲツトは回転軸の上端に取り
付けられた円盤状をなし、この面に電子線を照射
することによつてＸ線を発生させるようになつて
いる。このようなＸ線管用回転ターゲツトとし
て、従来モリブデン、タングステンを焼結鍛造等
により製造されていたが、近年医療機器の急激な
進歩の中で大容量のターゲツトが要求されてき
た。大容量のターゲツトを得るためには単位面積
当りの熱量を大きくすること、また熱量を小さく
する（ヒートシンクを大きくする）ため回転数を
あげることが必要となる。このような要求に合致
させるためのターゲツトが特公昭46−34863等に
提案されている。このターゲツトは、電子照射面
のみをタングステンあるいはタングステン合金と
し、その他の部分にこれらの金属より比重が小さ
く、且つ比熱の大きいモリブデンを用いた金属複
合ターゲツトであり、さらにこのターゲツトの熱
放散をよくするために電子照射面とは反対側の面
に酸化物（主としてTiO2、Al2O3、ZrO2、CaO
の単体あるいは複合）を照射等により吹付け黒色
化したもの、あるいは金属複合ターゲツトの裏面
に黒鉛を高融点金属ろうを用いて貼り合わせた構
造となつている。しかしこれらのターゲツトを大
口径にしてターゲツトの回転数をあげることは、
ターゲツト自体の重量が重いことからＸ線管の他
の部品の強度などの制約から限度がある。従つて
従来は大口径にして回転数をあげることによつて
大容量のターゲツトとすることが困難であつた。
付けられた円盤状をなし、この面に電子線を照射
することによつてＸ線を発生させるようになつて
いる。このようなＸ線管用回転ターゲツトとし
て、従来モリブデン、タングステンを焼結鍛造等
により製造されていたが、近年医療機器の急激な
進歩の中で大容量のターゲツトが要求されてき
た。大容量のターゲツトを得るためには単位面積
当りの熱量を大きくすること、また熱量を小さく
する（ヒートシンクを大きくする）ため回転数を
あげることが必要となる。このような要求に合致
させるためのターゲツトが特公昭46−34863等に
提案されている。このターゲツトは、電子照射面
のみをタングステンあるいはタングステン合金と
し、その他の部分にこれらの金属より比重が小さ
く、且つ比熱の大きいモリブデンを用いた金属複
合ターゲツトであり、さらにこのターゲツトの熱
放散をよくするために電子照射面とは反対側の面
に酸化物（主としてTiO2、Al2O3、ZrO2、CaO
の単体あるいは複合）を照射等により吹付け黒色
化したもの、あるいは金属複合ターゲツトの裏面
に黒鉛を高融点金属ろうを用いて貼り合わせた構
造となつている。しかしこれらのターゲツトを大
口径にしてターゲツトの回転数をあげることは、
ターゲツト自体の重量が重いことからＸ線管の他
の部品の強度などの制約から限度がある。従つて
従来は大口径にして回転数をあげることによつて
大容量のターゲツトとすることが困難であつた。
また、回転ターゲツトに黒鉛を使用したものが
知られているが、寿命が短いという問題があつ
た。
知られているが、寿命が短いという問題があつ
た。
本発明の目的は、長寿命を有する高出力の大口
径Ｘ線管用回転ターゲツトの製造方法を提供する
ことにある。
径Ｘ線管用回転ターゲツトの製造方法を提供する
ことにある。
本発明者らは基盤材質を黒鉛とし、電子照射面
となるタングステン層を化学気相めつき法
（CVD法）によつて製作したターゲツトに着目し
た。このターゲツトは、タングステンの19.3ｇ／
cm3、モリブデンの10.2ｇ／cm3の比重に対し2.0
ｇ／cm3前後と非常に小さい比重の黒鉛がベースで
あるため、従来の金属複合ターゲツトよりも軽量
で径を大きくでき、且つ高速回転に耐えうるター
ゲツトとなる。しかしこのターゲツトの問題点は
電子線照射部の黒鉛とタングステン層間での剥離
が生じることである。
となるタングステン層を化学気相めつき法
（CVD法）によつて製作したターゲツトに着目し
た。このターゲツトは、タングステンの19.3ｇ／
cm3、モリブデンの10.2ｇ／cm3の比重に対し2.0
ｇ／cm3前後と非常に小さい比重の黒鉛がベースで
あるため、従来の金属複合ターゲツトよりも軽量
で径を大きくでき、且つ高速回転に耐えうるター
ゲツトとなる。しかしこのターゲツトの問題点は
電子線照射部の黒鉛とタングステン層間での剥離
が生じることである。
本発明は、黒鉛盤上に黒鉛と反応しにくいか又
は反応しない金属からなる第１層を気相によつて
形成させる工程、該第１層上にターゲツト材料か
らなる第２層を気相によつて形成させる工程、該
第２層を設けた後高真空中で熱処理を施し前記タ
ーゲツト材料と黒鉛から拡散した炭素との炭化物
層及び前記第１層と第２層との合金層を形成させ
る工程及び前記熱処理を施した前記第１層及び第
２層を有する黒鉛盤をガラス製管球に高真空下で
封入する工程を有することを特徴とするＸ線管用
回転ターゲツトの製造法にある。
は反応しない金属からなる第１層を気相によつて
形成させる工程、該第１層上にターゲツト材料か
らなる第２層を気相によつて形成させる工程、該
第２層を設けた後高真空中で熱処理を施し前記タ
ーゲツト材料と黒鉛から拡散した炭素との炭化物
層及び前記第１層と第２層との合金層を形成させ
る工程及び前記熱処理を施した前記第１層及び第
２層を有する黒鉛盤をガラス製管球に高真空下で
封入する工程を有することを特徴とするＸ線管用
回転ターゲツトの製造法にある。
即ち、本発明者らはＸ線管ターゲツトの基体に
黒鉛盤を用いることにより高速回転が可能になり
それに伴つて高出力化が得られるが、ターゲツト
材及び黒鉛盤中に含有されるガスが使用中に徐々
に放出されるため10-7mmHgの高真空でガラス管
球内に封入されても低真空度になつてしまい寿命
が短いということを見い出し、本発明に到つたも
のである。従つて、このＸ線管ターゲツトをガラ
ス管球内に封入する前に十分に高温高真空下にお
いて加熱処理することが必要であり、その結果、
ターゲツト材料の密着性が得られることとあいま
つてより長寿命となるものである。
黒鉛盤を用いることにより高速回転が可能になり
それに伴つて高出力化が得られるが、ターゲツト
材及び黒鉛盤中に含有されるガスが使用中に徐々
に放出されるため10-7mmHgの高真空でガラス管
球内に封入されても低真空度になつてしまい寿命
が短いということを見い出し、本発明に到つたも
のである。従つて、このＸ線管ターゲツトをガラ
ス管球内に封入する前に十分に高温高真空下にお
いて加熱処理することが必要であり、その結果、
ターゲツト材料の密着性が得られることとあいま
つてより長寿命となるものである。
本発明において、ターゲツトを製造するにはま
ず黒鉛盤上に黒鉛と反応しくいか或は反応しない
金属からなる金属層（第１層）が気相によつて設
けられる。このような金属とは後述する熱処理の
温度又はターゲツトに電子線を照射する際の温度
下で少なくとも黒鉛と反応しない金属であり、具
体的にはレニウム（Re）、オスシウム（Os）、白
金（Pt）等を挙げることができる。これらの金
属を黒鉛盤上に形成する方法は、スパツタリング
法、蒸着法、CVD法、PVD法の公知の方法のい
ずれかを適用することができる。第１層は黒鉛盤
とターゲツト材料との直接接触を避けると同時に
ターゲツト材料との合金層を生成するために設け
られるものであつて、その厚みは１〜20ミクロン
が望ましい。第１層が１ミクロンよりも薄いと連
続膜を形成することが実質的に不可能となり、ま
た20ミクロンよりも厚いと第１層を構成する金属
と黒鉛およびターゲツト材料との熱膨張率が異な
るため高温雰囲気でクラツクが生じやすくなる。
ず黒鉛盤上に黒鉛と反応しくいか或は反応しない
金属からなる金属層（第１層）が気相によつて設
けられる。このような金属とは後述する熱処理の
温度又はターゲツトに電子線を照射する際の温度
下で少なくとも黒鉛と反応しない金属であり、具
体的にはレニウム（Re）、オスシウム（Os）、白
金（Pt）等を挙げることができる。これらの金
属を黒鉛盤上に形成する方法は、スパツタリング
法、蒸着法、CVD法、PVD法の公知の方法のい
ずれかを適用することができる。第１層は黒鉛盤
とターゲツト材料との直接接触を避けると同時に
ターゲツト材料との合金層を生成するために設け
られるものであつて、その厚みは１〜20ミクロン
が望ましい。第１層が１ミクロンよりも薄いと連
続膜を形成することが実質的に不可能となり、ま
た20ミクロンよりも厚いと第１層を構成する金属
と黒鉛およびターゲツト材料との熱膨張率が異な
るため高温雰囲気でクラツクが生じやすくなる。
次に第１層の上にターゲツト材料からなる第２
層が設けられる。ターゲツト材料としてはＷに
Reが０〜26重量％含まれる材料が望ましい。タ
ーゲツト材料としてＷのみでもよいが、ＷにRe
を添加するとＸ線特性が良好となる。ただしRe
量が26重量％よりも多いとターゲツト材料層がも
ろくなりＸ線特性が低下する。第２層の厚さは
0.2mm〜２mm、特に0.5〜1.0mmが望ましい。第２層
の厚みが0.2mmよりも薄いとターゲツト材料層を
電子線が透過しＸ線の発生が実質上生じなくな
り、一方２mmよりも厚くしても層形成の作業性か
ら非効率的であり、Ｘ線発生の効果も向上しな
い。第２層の形成方法は第１層の場合同様公知の
すべての方法が適用できる。第１層および第２層
の形成方法の中で、特にCVD法は緻密で細かい
結晶を、短時間で得ることができるので望まし
い。
層が設けられる。ターゲツト材料としてはＷに
Reが０〜26重量％含まれる材料が望ましい。タ
ーゲツト材料としてＷのみでもよいが、ＷにRe
を添加するとＸ線特性が良好となる。ただしRe
量が26重量％よりも多いとターゲツト材料層がも
ろくなりＸ線特性が低下する。第２層の厚さは
0.2mm〜２mm、特に0.5〜1.0mmが望ましい。第２層
の厚みが0.2mmよりも薄いとターゲツト材料層を
電子線が透過しＸ線の発生が実質上生じなくな
り、一方２mmよりも厚くしても層形成の作業性か
ら非効率的であり、Ｘ線発生の効果も向上しな
い。第２層の形成方法は第１層の場合同様公知の
すべての方法が適用できる。第１層および第２層
の形成方法の中で、特にCVD法は緻密で細かい
結晶を、短時間で得ることができるので望まし
い。
第１層および第２層を形成した後、高真空下で
熱処理され、熱処理温度は1000〜1500℃が望まし
い。この温度範囲は黒鉛盤上に形成される各層間
の密着性をあげるためのものであり熱処理温度が
1000℃よりも低い場合、第１層の金属が黒鉛盤へ
拡散しなくなり、このため第１層と第２層との間
に合金層が形成されず、またターゲツト材料の炭
化物も生成されないため密着性改善の効果がなく
なる。一方熱処理温度が1500℃を超えると、ター
ゲツト材料の炭化物が厚くなりすぎるため脆くな
る。
熱処理され、熱処理温度は1000〜1500℃が望まし
い。この温度範囲は黒鉛盤上に形成される各層間
の密着性をあげるためのものであり熱処理温度が
1000℃よりも低い場合、第１層の金属が黒鉛盤へ
拡散しなくなり、このため第１層と第２層との間
に合金層が形成されず、またターゲツト材料の炭
化物も生成されないため密着性改善の効果がなく
なる。一方熱処理温度が1500℃を超えると、ター
ゲツト材料の炭化物が厚くなりすぎるため脆くな
る。
実施例 １
第１図にグラフアイトベースターゲツトの基本
的な構造を示す。黒鉛基盤１とターゲツト材のタ
ングステン３の間に中間層のレニウム２が設けら
れている。
的な構造を示す。黒鉛基盤１とターゲツト材のタ
ングステン３の間に中間層のレニウム２が設けら
れている。
本実施例ではレニウム２をスパツタリング法、
タングステン３を六弗化タングステンと水素とを
化学反応させるCVD法で被覆した。この構造の
もので密着性を向上させるための熱履歴を与え
た。条件としては10-5〜10-6mmHgの高真空中
1300℃×3hrの熱処理である。熱処理後の断面構
造は第２図に示す通り、黒鉛基盤１、レニウム
２、タングステン３の基本断面の他に、黒鉛基盤
１とタングステン３との反応によつり生成した炭
化タングステン４及び黒鉛基盤１、レニウム２及
びタングステンとの合金層５が現われる。
タングステン３を六弗化タングステンと水素とを
化学反応させるCVD法で被覆した。この構造の
もので密着性を向上させるための熱履歴を与え
た。条件としては10-5〜10-6mmHgの高真空中
1300℃×3hrの熱処理である。熱処理後の断面構
造は第２図に示す通り、黒鉛基盤１、レニウム
２、タングステン３の基本断面の他に、黒鉛基盤
１とタングステン３との反応によつり生成した炭
化タングステン４及び黒鉛基盤１、レニウム２及
びタングステンとの合金層５が現われる。
第３図に黒鉛基盤１上にレニウム２を約５ミク
ロンスパツタリング後、タングステン３をCVD
法で被覆し次いで950℃の真空中で加熱したもの
の400倍の断面組織を示し、第４図に1300℃で同
様に加熱したものの断面組織を示す。第３図にお
いては黒鉛基盤１、レニウム中間層２、タングス
テン３の拡散がない。これに対し、第４図では黒
鉛基盤１、レニウム２及びタングステン３の約
6μｍの合金層５と黒鉛基盤１とタングステン３
とが反応した約7μｍの炭化タングステン４とが
明確に現われており、各層の拡散が行われている
ことがわかる。これらの結果、所定の熱処理条件
で各層間での密着性が良好となることがわかる。
ロンスパツタリング後、タングステン３をCVD
法で被覆し次いで950℃の真空中で加熱したもの
の400倍の断面組織を示し、第４図に1300℃で同
様に加熱したものの断面組織を示す。第３図にお
いては黒鉛基盤１、レニウム中間層２、タングス
テン３の拡散がない。これに対し、第４図では黒
鉛基盤１、レニウム２及びタングステン３の約
6μｍの合金層５と黒鉛基盤１とタングステン３
とが反応した約7μｍの炭化タングステン４とが
明確に現われており、各層の拡散が行われている
ことがわかる。これらの結果、所定の熱処理条件
で各層間での密着性が良好となることがわかる。
高温高真空で加熱処理されたターゲツトはガラ
ス管球に10-7mmHgの高真空で封入される。その
結果、本実施例よにれば高真空中で長時間加熱処
理されるのでよりガラス量の少ないターゲツトが
得られ、長寿命となる。
ス管球に10-7mmHgの高真空で封入される。その
結果、本実施例よにれば高真空中で長時間加熱処
理されるのでよりガラス量の少ないターゲツトが
得られ、長寿命となる。
以上のように本発明によれば、ターゲツトとし
て用いる前に熱履歴を与えて黒鉛基盤、中間層及
びターゲツト材層との密着性を改善するので、電
子線照射による急熱急冷のヒートサイクルに耐え
うる軽量、大口径の回転陽極ターゲツトが可能と
なる。
て用いる前に熱履歴を与えて黒鉛基盤、中間層及
びターゲツト材層との密着性を改善するので、電
子線照射による急熱急冷のヒートサイクルに耐え
うる軽量、大口径の回転陽極ターゲツトが可能と
なる。
第１図はグラフアイトベースターゲツトの熱処
理前の構造を示す断面図、第２図は本発明のター
ゲツトの構造の一例を示す要部断面図、第３図は
950℃の熱処理条件によるターゲツト断面の金属
組織を示す顕微鏡写真、第４図は1300℃の熱処理
条件によるターゲツト断面の金属組織を示す顕微
鏡写真である。 １……黒鉛盤、２……レニウム中間層、３……
ターゲツト材、４……炭化タングステン、５……
合金層。
理前の構造を示す断面図、第２図は本発明のター
ゲツトの構造の一例を示す要部断面図、第３図は
950℃の熱処理条件によるターゲツト断面の金属
組織を示す顕微鏡写真、第４図は1300℃の熱処理
条件によるターゲツト断面の金属組織を示す顕微
鏡写真である。 １……黒鉛盤、２……レニウム中間層、３……
ターゲツト材、４……炭化タングステン、５……
合金層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 黒鉛盤上に黒鉛と反応しにくいか又は反応し
ない金属からなる第１層を気相によつて形成させ
る工程、該第１層上にターゲツト材料からなる第
２層を気相によつて形成させる工程、該第２層を
設けた後高真空中で熱処理を施し前記ターゲツト
材料と黒鉛から拡散した炭素との炭化物層及び前
記第１層と第２層との合金層を形成させる工程及
び前記熱処理を施した前記第１層及び第２層を有
する黒鉛盤をガラス製管球に高真空下で封入する
工程を有することを特徴とするＸ線管用回転ター
ゲツトの製造法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記第１層
がレニウムよりなることを特徴とするＸ線管用回
転ターゲツトの製造法。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記第２層
はタングステンよりなることを特徴とするＸ線管
用回転ターゲツトの製造法。 ４ 特許請求の範囲第１項において、前記第２層
はレニウムを26重量％以下含有するタングステン
合金であることを特徴とするＸ線管用回転ターゲ
ツトの製造法。 ５ 特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに
おいて、前記ターゲツト材料からなる第２層を化
学気相めつき法によつて形成させることを特徴と
するＸ線管用回転ターゲツトの製造法。 ６ 特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに
おいて、前記熱処理を1000〜1500℃の温度範囲で
行うことを特徴とするＸ線管用回転ターゲツトの
製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11674382A JPS598252A (ja) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | Ｘ線管用回転ターゲットの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11674382A JPS598252A (ja) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | Ｘ線管用回転ターゲットの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS598252A JPS598252A (ja) | 1984-01-17 |
| JPH021329B2 true JPH021329B2 (ja) | 1990-01-11 |
Family
ID=14694677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11674382A Granted JPS598252A (ja) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | Ｘ線管用回転ターゲットの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS598252A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2504545B2 (ja) * | 1988-11-15 | 1996-06-05 | 三菱化学株式会社 | テレフタル酸の製造法 |
| US10692685B2 (en) * | 2016-06-30 | 2020-06-23 | General Electric Company | Multi-layer X-ray source target |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53144290A (en) * | 1977-04-18 | 1978-12-15 | Gen Electric | Method of bonding anode target |
| JPS5618356A (en) * | 1979-07-19 | 1981-02-21 | Philips Nv | Xxray tube rotary anode |
| JPS5761252A (en) * | 1980-09-05 | 1982-04-13 | Toshiba Corp | Rotating anode for x-ray tube |
-
1982
- 1982-07-07 JP JP11674382A patent/JPS598252A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53144290A (en) * | 1977-04-18 | 1978-12-15 | Gen Electric | Method of bonding anode target |
| JPS5618356A (en) * | 1979-07-19 | 1981-02-21 | Philips Nv | Xxray tube rotary anode |
| JPS5761252A (en) * | 1980-09-05 | 1982-04-13 | Toshiba Corp | Rotating anode for x-ray tube |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS598252A (ja) | 1984-01-17 |
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