JPH0480493B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の利用分野〕 本発明は、Ｘ線管回転陽極用複合ターゲツトの
製造法に係り、特にＷ又はＷ合金等の金属又は合
金と黒鉛基体とを接合するＸ線管回転陽極用複合
ターゲツトの製造法に関する。 〔従来技術〕 従来からＸ線管回転陽極用複合ターゲツトとし
てはＷの単板が用いられてきた。その性能改善の
ためＷにRe、Osなどの元素が少量加えらえてい
る。Ｗは高融点、高密度であるためにＸ線管ター
ゲツトとして優れているが、最近医療機器用のＸ
線CTの画像の鮮明化と撮影時間の短縮のため大
容量のものが要求されている。このためダーゲツ
トの構成としては、直径を大きくするとともに軽
量化する必要がある。この目的のために、ターゲ
ツトの電子衝撃面のみをＷ合金を用い、その裏面
の部分に比重の小さいMoおよびグラフアイトを
接着させたＷ−Re／グラフアイトおよびＷ−
Re／Mo／グラフアイトの複合ターゲツトが提案
されてきた。しかしながら、このような複合ター
ゲツトの製造に問題がある。すなわち、Ｗ合金と
Moとの複合体は金属同志のため強固な接着が可
能であるので問題はない。しかし、Ｗ合金および
Moとグラフアイトとの接着法に問題がある。従
来このような複合ターゲツトの接着には、まずグ
ラフアイト基体にろう材としてZr、Mo、Re、Ｗ
などを単独あるいは数種を用いる。これにエチル
セルロースなどの有機溶剤を加え、ペースト状に
して塗布したもを中間層として形成する。次いで
その上にＷ合金板をのせ、加圧しながら、高温に
加熱して接着する方法が採用されている。この従
来法では製造中に溶剤から水分や不純物が排出し
また酸化物が解離する。これがろう材を酸化して
基板とのぬれ性を阻害するため、健全な接合層を
形成することができないという問題がある。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、金属又は合金とグラフアイト
（黒鉛）との接合強度の高いＸ線管回転陽極用複
合ターゲツトの製造方法を提供することにある。 〔発明の概要〕 本発明者らはＸ線管回転陽極用複合ターゲツト
の製造法として、合金共晶組成を有するろう材を
用い、強制還元雰囲気又は炭素雰囲気内でＸ線管
使用時におけるターゲツト温度で、かつ接着層の
温度は1350℃以上になるような温度で加熱するこ
とによつて生じる発生期の炭素等により被接着金
属および合金の表面酸化物を還元し、活性な表面
および共晶組成を生成させ、グラフアイトと被接
着金属および合金間のすきまから毛細管現象によ
り溶けたろう材が浸透させる方法を既に出願し
た。この方法ではグラフアイトと被接着金属およ
び合金のぬれはよく、かつ極めて薄い接着層ある
いは中間層が形成される。しかし、この方法は黒
鉛基体の種類、特にその黒鉛のみかけ比重の違い
による黒鉛基体の違いによつて黒鉛基体と金属又
は合金とのろう付接合部の強度が十分でない場合
も生じる。 本発明は、黒鉛基体のみかけ比重等の特性の如
何にかかわらず黒鉛基体と金属又は合金との接合
強度を高くするＸ線管回転陽極用複合ターゲツト
の製造法であつて、黒鉛基体表面にターゲツトと
なる金属または合金層を形成するＸ線管回転陽極
用複合ターゲツトの製造法において、黒鉛基体を
その黒鉛の燃焼開始温度以上で酸素を含む気体中
で加熱し、黒鉛基体表面に付着している付着物を
焼失させた後、金属または合金層を形成させるこ
とを特徴とする。 また本発明の別のＸ線管回転陽極用複合ターゲ
ツトの製造法は、黒鉛基体表面にターゲツトとな
る金属または合金層を形成するＸ線管回転陽極用
複合ターゲツトの製造法において、黒鉛基体をそ
の黒鉛の燃焼開始温度以上で酸素を含む気体中で
加熱し、黒鉛基体表面に付着している付着物を焼
失させた後、加熱温度より液体中に投入して急冷
し、次いで金属または合金層を形成させることを
特徴とする。 以下本発明をさらに詳細に説明する。 本発明において黒鉛基体と接合される金属又は
合金は、Ｗ又はＷ合金をあげることができ、また
Ｗ合金としてＷ−Re、Ｗ−Os等をあげることが
できる。これらの金属又は合金と接合される黒鉛
基体は金属又は合金との接合面側の表面層が内部
層よりも黒鉛の占有率が小さくかつその表面層に
ろう材やＷ又はＷ合金等が侵入されている。黒鉛
基体の表面層の黒鉛占有率は1.8/2.2より小さい
ことが望ましく、また黒鉛比重の理論値は2.2で
あり、黒鉛基体の密度が第１図に示すように1.8
以上のとき黒鉛基体の破壊回転数が特に多くなる
ので、内部層の黒鉛占有率は1.8/2.2以上である
ことが望ましい。黒鉛基体の表面層の黒鉛占有率
が1.8/2.2よりも大きい場合、その表面層に侵入
するろう材等の比率が少なくなるためろう材等に
よる錨効果が少なくなり金属又は合金と黒鉛基板
との接合強度が不十分なものとなる。一方黒鉛基
体の内部層の黒鉛占有率が1.8/2.2よりも小さい
場合、陽極ターゲツトとしての回転破壊強度が低
下するために望ましくない。また黒鉛占有率が1.
８／２．２よりも小さい表面層は黒鉛基体の表面から
1000μｍまでの深さにあることが望ましい。金属
又は合金と黒鉛基体との接合強度面からみれば黒
鉛占有率の表面層の深さが深くとも差異ないが陽
極ターゲツトとしての回転破壊強度が低下するこ
とになる。 上記のような黒鉛占有率を有する表面層を得る
ための方法として例えば黒鉛は600℃で燃焼を開
始することから600℃以上の酸素を含む気体中で
加熱し、直ちに液体中に焼入れる方法が好適であ
る。この方法では黒鉛基体の表面の遊離微粉黒
鉛、揮発性成分等の不純物が焼失するために黒鉛
基体の表面層が黒鉛占有率の少ないものとなりま
た清浄かつ活性な黒鉛表面が得られる。 また黒鉛基体の表面は黒鉛表面粗さが1μｍ〜
1000μｍとすることが望ましい。黒鉛表面粗さが
1μｍよりも小さい場合黒鉛基体の表面層に金属
又は合金の侵入量が少なくなるために接着強度が
不十分であり、また黒鉛表面粗さが1000μｍ以上
となると陽極ターゲツトとしての回転破壊強度が
低下する虞れがある。特に黒鉛基体の黒鉛表面で
の黒鉛粒子の断面形状を円形又は楕円形に近似し
たときに粒子の大きさが直径で１〜30μｍである
とき特に接合強度が高いものとなる。黒鉛基体の
表面粗さを所定の値にするための方法として、例
えば黒鉛基体の表面を機械研削、ヤスリ掛け、サ
ンドペーパー、シヨツトブラスト、ホーニング、
ブラスシング、湿式および乾式エツチング、レー
ザ照射等の手段によつて達成することができる。 上記のようにして表面層が所定の黒鉛占有率と
した黒鉛基体をＷ又はＷ合金と接合する方法とし
ては、ろう付方法が挙げられる。ろう材としては
Zr、Ti、Mo、ＷおよびRe等の従来公知のろう
材が使用できる。特にろう材としてはガス抜き時
及びターゲツト稼動温度以上で合金共晶組成を有
するろう材が好ましい。ろう付法によつて溶けた
ろう材は黒鉛基体の表面層に浸透する結果、表面
層に浸透したろう材が錨としての効果を有し接着
強度が極めて高いものとなる。また金属又は合金
と黒鉛基体とを接合する手段としてＷ又はＷ合金
を化学気相めつき法によつて直接黒鉛期体と接合
させることもできる。この場合化学気相めつきに
よるＷ又はＷ合金が黒鉛基体の表面層内に浸透す
る結果接着強度が極めて高いものとなる。 なお本発明において黒鉛基体の内部の黒鉛占有
率として1.8/2.2以上を望ましい例として説明し
たが、本発明において後記した第１表に例示され
た品種からなる黒鉛基体を用いることもできる。
第１表の黒鉛基体の品種内にはみかけ比重が1.8
以下のものも例示されており、従つてこの場合黒
鉛占有率は1.8/2.2よりも小さいものも例示され
ているが、このような黒鉛基体の表面層を上述し
た手段によつて表面層の黒鉛占有率を小さくする
ことにより黒鉛基体とＷ又はＷ合金等の金属又は
合金との接合強度を高めることができる。また第
１表において樹脂含浸タイプおよび金属含浸タイ
プの黒鉛基体も例示されているが、特に金属含浸
タイプの黒鉛基体の場合黒鉛基体の機械的強度が
高い点では有利であるが、ターゲツトの軽量化と
いう点からみかけ比重を調整する必要がある。 〔発明の実施例〕 実施例 １ 別表の第１表の品名Ｈ−26の品種からなる黒鉛
基体としての黒鉛基板（30φ×50mm厚）をアセト
ン中で30分間洗浄し、次に真空中1600℃で１時間
から焼きし、揮発性物質を取り除いた。次にから
焼きした

【表】 黒鉛基板を大気中1200℃で15分間加熱した後水中
に焼入れた。この焼入れによつて黒鉛基板表面層
のグラフアイト粉末が飛散した。これを大気中
300℃から400℃で乾燥した。この結果内部の黒鉛
占有率が2.0/2.2、表面から深さ900μｍまでの表
面層の黒鉛占有率が1.6/2.2となつた黒鉛基板が
得られた。 次に第２図に示すように得られた黒鉛基板１お
よびＷ−Re合金２をセツトし、その間にZr−
31Moの溶製合金を入れて約５×10^-5Torr真空中
で静圧を加えながら1600℃、10分間保持して接合
した。 実施例 ２ 別表の第１表の品名Ｈ−20の品種からなる黒鉛
基板（30φ×５mm厚）についても同様にしてアセ
トン洗浄後1600℃で30分間から焼きし、大気中
1000℃で25分間加熱し水中に焼入れ次いで乾燥し
た。この結果内部の黒鉛占有率が1.62/2.2表面か
ら深さ900μｍまでの表面層の黒鉛占有率が1.42/
２．２となつた黒鉛基板が得られた。このようにし
て得られた黒鉛基板を実施例１同様にしてＷ−
Re合金と接合した。 実施例 ３ 別表の第２表のＰ−１からなる黒鉛基板（30φ
×50mm厚）についても実施例１と同様の方法で内
部と表面層の黒鉛占有率の異なる黒鉛基板を製造
し次いでＷ−Re合金とを接合させた。 実施例 ４ 別表の第１表の品名Ｈ−26の品種からなる黒鉛
基板（60φ×10mm厚）についても実施例１同様に
して内部と表面層の黒鉛占有率の異なる黒鉛基板
を製造し、次いでＷ−Re合金との接合を行なつ
た。 実施例 ５ 別表の第１表のＨ−26の品種からなる黒鉛基板
（60φ×10mm厚）について実施例１同様にして内
部と表面層の黒鉛占有率の異なる黒鉛基板を製造
した後その表面層にＷの化学気相めつきを施し
た。 実施例１〜実施例５で得られた試料について剥

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、Ｘ線管回転陽極
用複合ターゲツトの製造法において、黒鉛基体を
その燃焼開始温度以上で酸素を含む気体中で加熱
するので、あるいは、黒鉛基体をその燃焼開始温
度以上で酸素を含む気体中で加熱し、その加熱温
度より液体中に投入して急冷するので、黒鉛基板
表面の遊離微粉黒鉛、揮発性成分等の不純物を焼
失させ、清浄で活性な表面が現われ接合性を良く
でき、かつ黒鉛内部層に比べて表面層の黒鉛占有
率を低くでき、この表面層にろう材又はＷおよび
Ｗ合金等の金属又は合金が侵入するため強度的に
優れ、黒鉛基体の回転破壊強度も高いために大口
径の高性能ターゲツトとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は黒鉛密度と破壊回転数との関係図、第
２図はＸ線管回転陽極用複合ターゲツトの断面を
示す説明図、第３図は本発明の実施例におけるタ
ーゲツトの断面組織を示す光学電顕写真、第４図
は比較例におけるターゲツトの断面組織を示す光
学電顕写真である。 １……黒鉛基板、２……金属部、３……ろう
材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 黒鉛基体表面にターゲツトとなる金属または
   合金層を形成するＸ線管回転陽極用複合ターゲツ
   トの製造法において、前記黒鉛基体を該黒鉛の燃
   焼開始温度以上で酸素を含む気体中で加熱し、前
   記黒鉛基体表面に付着している付着物を焼失させ
   た後、前記金属または合金層を形成させることを
   特徴とするＸ線管回転陽極用複合ターゲツトの製
   造法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記黒鉛基
   体の加熱後、表面層の黒鉛占有率が1.8/2.2より
   小さく、内部のそれは1.8/2.2以上であることを
   特徴とするＸ線管回転陽極用複合ターゲツトの製
   造法。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記金属又
   は合金と黒鉛基体とをろう材で接合することを特
   徴とするＸ線管回転陽極用複合ターゲツトの製造
   法。 ４ 特許請求の範囲第１項において、前記金属又
   は合金が、Ｗ若しくはＷ合金、又はMoであるこ
   とを特徴とするＸ線管回転陽極用複合ターゲツト
   の製造法。 ５ 特許請求の範囲第１項において、前記合金が
   Ｗ−Reであることを特徴とするＸ線管回転陽極
   用複合ターゲツトの製造法。 ６ 特許請求の範囲第１項において、前記金属又
   は合金を前記黒鉛基体上に化学気相めつきにより
   形成することを特徴とするＸ線管回転陽極用複合
   ターゲツトの製造法。 ７ 黒鉛基体表面にターゲツトとなる金属または
   合金層を形成するＸ線管回転陽極用複合ターゲツ
   トの製造法において、前記黒鉛基体を該黒鉛の燃
   焼開始温度以上で酸素を含む気体中で加熱し、前
   記黒鉛基体表面に付着している付着物を焼失させ
   た後、前記加熱温度より液体中に投入して急冷
   し、次いで前記金属または合金層を形成させるこ
   とを特徴とするＸ線管回転陽極用複合ターゲツト
   の製造法。