JPH04188551A - Rotary anode for x-ray tube - Google Patents

Rotary anode for x-ray tube

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JPH04188551A
JPH04188551A JP31391490A JP31391490A JPH04188551A JP H04188551 A JPH04188551 A JP H04188551A JP 31391490 A JP31391490 A JP 31391490A JP 31391490 A JP31391490 A JP 31391490A JP H04188551 A JPH04188551 A JP H04188551A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tungsten
layer
crack
rhenium
alloy
Prior art date
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Pending
Application number
JP31391490A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Hirose
広瀬 一弘
Hiromi Kagohara
楮原 広美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH04188551A publication Critical patent/JPH04188551A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To prevent a crack from reaching a graphite base board to damage it, by dispersing the crack with polycrystals of W or W alloy. CONSTITUTION:After formation of Re 21, a polycrystal film 23 of W is generated, and columnar crystals 22 of W are provided as an over-layer. In this manner the substratum of W or W alloy is made in polycrystals, so that a crack propagates along the crystalline grain boundary, and the columnar crystalline grain boundary stretches straight in the direction of a graphite base board. In polycrystal, on the other hand, the grain boundaries exist in other directions out of order, so that crack 3 initiated in columnar crystal digerges in other direction when it reaches the polycrystalline part. Thereby the crack 3 is hindered from propagating to the graphite base board 1.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はX線管用回転陽極のX線発生材料の構造に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to the structure of an X-ray generating material of a rotating anode for an X-ray tube.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のX線管用回転陽極は黒鉛製の円板状基板にレニウ
ム及びX線発生材料であるタングステン、あるいは、タ
ングステン合金を設けた構造をもっているが、X線発生
材料表面に電子ビームを照射させることによりX線が発
生する。この場合、黒鉛基板に比較し、X線発生材料で
あるタングステン合金等が急激に温度上昇するため、黒
鉛とタングステン合金等の熱膨張差に起因する熱応力が
発生し、その応力タングステンに無秩序なりラックが発
生してしまう。特開平1−209641号公報ではこの
無秩序に発生するクラックを防止するため、回転陽極の
径方向にスリットをあらかじめ切り込んでいる。しかし
、電子ビームが強力な場合、完全にクラック発生を防止
できないばかりでなく。
Conventional rotating anodes for X-ray tubes have a structure in which rhenium and the X-ray generating material tungsten or tungsten alloy are provided on a disc-shaped graphite substrate, but the surface of the X-ray generating material cannot be irradiated with an electron beam. X-rays are generated. In this case, the temperature of the tungsten alloy, which is the X-ray generating material, increases rapidly compared to the graphite substrate, so thermal stress occurs due to the difference in thermal expansion between graphite and tungsten alloy, and the stress causes disorder in the tungsten. A rack will occur. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-209641, slits are cut in advance in the radial direction of the rotating anode in order to prevent cracks from occurring randomly. However, if the electron beam is powerful, it is not only impossible to completely prevent cracks from occurring.

スリットの底部を起点にクラックが深さ方向へ進展して
しまう欠点がある。
There is a drawback that cracks start from the bottom of the slit and propagate in the depth direction.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記従来技術は、電子ビームが強力な場合、完全にクラ
ック発生を防止することができないばかりでなく、スリ
ットの底部を起点にクラックが黒鉛基板内部まで進展す
るため、回転により発生する遠心応力及び電子照射によ
る熱応力がクラック先端に集中するため、回転陽極の回
転破壊強度が低下する問題があった。
The above conventional technology not only cannot completely prevent cracks from occurring when the electron beam is strong, but also causes cracks to propagate inside the graphite substrate starting from the bottom of the slit, resulting in centrifugal stress generated by rotation and electron There was a problem in that the rotational fracture strength of the rotating anode decreased because the thermal stress caused by irradiation was concentrated at the tip of the crack.

本発明の目的は、電子ビーム照射により発生した熱応力
に起因するクラックが、黒鉛基板に進展することのない
X線管用回転陽極を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a rotating anode for an X-ray tube in which cracks caused by thermal stress generated by electron beam irradiation do not develop in a graphite substrate.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成すめために、X線発生材料のレニウムに
接する、下層のタングステン、あるいは、タングステン
合金の結晶組織を多結晶粒状晶組織とし上層のタングス
テンあるいはタングステン合金を柱状晶としたものであ
る。
In order to achieve the above object, the crystal structure of the lower layer of tungsten or tungsten alloy in contact with the rhenium of the X-ray generating material is a polycrystalline grain structure, and the upper layer of tungsten or tungsten alloy is made of columnar crystals.

さらにX線発生材料であるタングステン合金を最上層に
微細多結晶を設けたものである。
Furthermore, a fine polycrystalline layer is provided on the top layer of a tungsten alloy which is an X-ray generating material.

〔作用〕[Effect]

電子ビーム照射により発生した熱応力で生じるX線発生
材料であるタングステン、あるいはタングステン合金の
表面のクラックは、深さ方向へ進展していく。タングス
テンあるいはタングステン合金を柱状晶としておくこと
により、いずれの箇所でもクランクが発生しやすいため
発生するクラックは小さなものとなるが、反面クラック
の進展は容易なものとなり、最下層のレニウムまで達し
Cracks on the surface of tungsten or tungsten alloy, which is an X-ray generating material, are caused by thermal stress generated by electron beam irradiation and propagate in the depth direction. By making tungsten or tungsten alloy into columnar crystals, cracks are likely to occur at any location, so the cracks that occur are small, but on the other hand, cracks can easily propagate, reaching all the way to the lowest layer of rhenium.

しいては黒鉛基板にクラックが進展することとなる。し
かし、タングステンあるいはタングステン合金の下層を
多結晶としておくことにより、クラックは結晶粒界に沿
って推定するため、柱状晶粒界が黒鉛基板方向へ直すぐ
伸びているのに対し多結晶は他方向へ無秩序に粒界が存
在することで、柱状晶に発生したクラックは多結晶部分
に達すると、他方向へクランクが枝分れし、黒鉛基板へ
クランクが進展することを防ぐことができる。
As a result, cracks will develop in the graphite substrate. However, by making the lower layer of tungsten or tungsten alloy polycrystalline, cracks are estimated to occur along grain boundaries, so while columnar grain boundaries extend directly toward the graphite substrate, polycrystalline grains extend in the other direction. Due to the existence of grain boundaries in a disordered manner, when cracks generated in the columnar crystals reach the polycrystalline part, the cracks branch in other directions, and it is possible to prevent the cracks from propagating to the graphite substrate.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を説明する。 An embodiment of the present invention will be described below.

第1図は、X線管用回転陽極の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a rotating anode for an X-ray tube.

黒鉛製の円板1の外周部にCVD法によりレニウムやタ
ングステン、タングステンレニウム等2を成膜すること
により得られる。
It is obtained by forming a film of rhenium, tungsten, tungsten-rhenium, etc. 2 on the outer periphery of a disk 1 made of graphite by the CVD method.

第2図は従来の膜構造の一例で、黒鉛基板1にレニウム
21を10μm及びタングステンレニウムの柱状晶22
を300μmで形成している。この構造の膜に電子ビー
ム照射するとタングステンレニウム化じる熱応力により
クランク3が入り第4図の通り、そのクラック3は黒鉛
基板1にまで達する。クラック3は電子ビーム密度によ
り変化するがφ125Xt25サイズの回転陽極に14
0KUX200mAで、焦点サイズ1.5X1.5mで
3 sec間連続照射を10sec冷却でくりかえし実
施したところ1.000スキヤンでクラック3の幅は約
0.3mで、黒鉛表面から約1閣のところまでクラック
3の先端が達していることが知られた。回転陽極は通常
10.OOOrpmまで1 see間で急加速して回転
させるため大きな応力が黒鉛基板に発生するため、この
クラックは非常に危険である。
Figure 2 shows an example of a conventional film structure, in which rhenium 21 is coated with a thickness of 10 μm on a graphite substrate 1, and tungsten rhenium columnar crystals 22 are coated.
is formed with a thickness of 300 μm. When a film with this structure is irradiated with an electron beam, a crank 3 is formed due to the thermal stress that causes tungsten to turn to rhenium, and as shown in FIG. 4, the crack 3 reaches the graphite substrate 1. Crack 3 varies depending on the electron beam density, but 14
At 0KUX 200mA, continuous irradiation for 3 seconds with focal size 1.5 x 1.5m was repeated with cooling for 10 seconds.The width of crack 3 was about 0.3m at 1.000 scans, and the crack reached about 1 inch from the graphite surface. It was known that the tip of 3 had reached the tip. The rotating anode is usually 10. This crack is extremely dangerous because a large stress is generated in the graphite substrate due to rapid acceleration and rotation of 1 see to OOOrpm.

第3図は、本実施例である。レニウム21を形成後、タ
ングステンの多結晶膜23とし、上層にタングステンの
柱状晶22を設けた。第2図と同様の評価をした所1発
生したクラック3は第5図の通り、タングステンの柱状
晶22を通過し、タングステンの多結晶で枝分れするこ
とでクラック3は分散し、黒鉛基板】に到達することは
なかった。
FIG. 3 shows this embodiment. After forming rhenium 21, a tungsten polycrystalline film 23 was formed, and tungsten columnar crystals 22 were provided as an upper layer. As shown in Fig. 5, the cracks 3 that occurred after performing the same evaluation as in Fig. 2 pass through the tungsten columnar crystals 22, and are dispersed by branching in the tungsten polycrystals. ] was never reached.

第6図は、第5図の実施例において、最上層にタングス
テンレニウムの微細多結晶を設けた例であるが、第5図
と同様の効果が得られた。
FIG. 6 shows an example in which fine polycrystals of tungsten rhenium were provided in the uppermost layer in the embodiment shown in FIG. 5, and the same effect as in FIG. 5 was obtained.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、タングステン、もしくは、タングステ
ン合金の多結晶は、クラックを分散させる効果があるの
で、クラックは黒鉛基板に到達し、黒鉛基板に損傷を与
えることがないので、回転陽極は、回転時に発生する遠
心応力による破壊が発生することのない高い信頼性のX
線管用回転陽極が得られる。
According to the present invention, the polycrystalline tungsten or tungsten alloy has the effect of dispersing cracks, so that the cracks do not reach the graphite substrate and damage the graphite substrate. Highly reliable X that will not break due to centrifugal stress that sometimes occurs
A rotating anode for wire tubes is obtained.

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

第1図は、本発明の一実施例の回転陽極の断面図、第2
図は、従来の回転陽極の膜断面図、第3図は、本発明の
一実施例の膜断面図、第4図は、従来の回転陽極にクラ
ック発生した場合の膜断面図、第5図、第6図は、本発
明の一実施例でクラック発生した場合の膜断面図である
。 ゛ 1・・・黒鉛基板、2・・・X線発生材料、3・・
・クラック、21・・・レニウム層、22・・・タング
ステンもしくはタングステンレニウム柱状晶、23・・
・タングステン多結晶、24・・・タングステンレニウ
ム合金微細多結晶6
FIG. 1 is a sectional view of a rotating anode according to an embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a cross-sectional view of the membrane of a conventional rotating anode, FIG. 3 is a cross-sectional view of the membrane of an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view of the membrane when a crack occurs in the conventional rotating anode, and FIG. , FIG. 6 is a cross-sectional view of a membrane when cracks occur in an embodiment of the present invention.゛ 1...Graphite substrate, 2...X-ray generating material, 3...
・Crack, 21... Rhenium layer, 22... Tungsten or tungsten rhenium columnar crystal, 23...
・Tungsten polycrystal, 24...Tungsten rhenium alloy fine polycrystal 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、非金属材料からなる円盤状基板の外周部に、レニウ
ム層を設け、その上層にX線発生材料であるタングステ
ン、あるいは、タングステン合金を二層以上設けてなる
回転陽極において、前記タングステンあるいはタングス
テン合金層は二層であり、レニウムに接する下層は、そ
の結晶組織は多結晶粒状晶であり、その上層は、柱状晶
であることを特徴とするX線管用回転陽極。 2、請求項1において、タングステンあるいはタングス
テン合金は、三層であり、レニウムに接する下層は多結
晶で、中間層は柱状晶、最上層は微細多結晶であるX線
管用回転陽極。 3、請求項2において、下層及び中間層はタングステン
材料からなり、最上層はタングステン合金であるX線管
用回転陽極。
[Claims] 1. A rotating anode comprising a rhenium layer provided on the outer periphery of a disc-shaped substrate made of a non-metallic material, and two or more layers of tungsten or tungsten alloy, which is an X-ray generating material, provided on top of the rhenium layer. A rotating anode for an X-ray tube, characterized in that the tungsten or tungsten alloy layer has two layers, the lower layer in contact with rhenium has a polycrystalline granular crystal structure, and the upper layer has a columnar crystal structure. 2. The rotating anode for an X-ray tube according to claim 1, wherein the tungsten or tungsten alloy has three layers, the lower layer in contact with rhenium is polycrystalline, the middle layer is columnar crystal, and the uppermost layer is fine polycrystalline. 3. The rotating anode for an X-ray tube according to claim 2, wherein the lower layer and the intermediate layer are made of tungsten material, and the uppermost layer is made of a tungsten alloy.
JP31391490A 1990-11-21 1990-11-21 Rotary anode for x-ray tube Pending JPH04188551A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007149452A (en) * 2005-11-25 2007-06-14 Toshiba Corp Rotating anode x-ray tube

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JP4690868B2 (en) * 2005-11-25 2011-06-01 株式会社東芝 Rotating anode X-ray tube
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