JPH05205675A - Ｘ線管の陽極及びｘ線管の性能を安定にする方法 - Google Patents
Ｘ線管の陽極及びｘ線管の性能を安定にする方法Info
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- JPH05205675A JPH05205675A JP4244461A JP24446192A JPH05205675A JP H05205675 A JPH05205675 A JP H05205675A JP 4244461 A JP4244461 A JP 4244461A JP 24446192 A JP24446192 A JP 24446192A JP H05205675 A JPH05205675 A JP H05205675A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高性能Ｘ線管の真空環境内でガスが形成され
る問題を解決するＸ線管の陽極を提供する。 【構成】 高性能のＸ線管の陽極の回転ターゲット１８
が、基板と放射被覆２０との間に反応性障壁層３０を持
ち、希望によっては、反応性障壁と放射被覆との間にモ
リブデンの保護層を設けてもよい。
る問題を解決するＸ線管の陽極を提供する。 【構成】 高性能のＸ線管の陽極の回転ターゲット１８
が、基板と放射被覆２０との間に反応性障壁層３０を持
ち、希望によっては、反応性障壁と放射被覆との間にモ
リブデンの保護層を設けてもよい。
Description
【０００１】
【発明の背景】本発明はＸ線管、特にＸ線発生装置に使
われる高性能ターゲットに関する。更に具体的にいえ
ば、本発明は、動作中にガスの形成によって生ずる真空
の低下を減少する高性能回転式Ｘ線管の陽極構造に関す
る。高エネルギの電子の流れを受けて、金属ターゲット
に電子が衝撃を与えた結果としてＸ線を放出する金属タ
ーゲットを使うことは、前から知られている。この技術
が誕生して以来、電子の衝撃を受けてＸ線を発生するタ
ーゲットは、次第に高い温度で動作しなければならなく
なった。ＣＡＴ走査装置の開発が、この様なターゲット
の動作温度を一層高くすることに対する要求を加速し
た。これは主に、金属面を叩く電子が一層大電流になる
為、並びにターゲットに対する電子衝撃の周波数の為で
ある。
われる高性能ターゲットに関する。更に具体的にいえ
ば、本発明は、動作中にガスの形成によって生ずる真空
の低下を減少する高性能回転式Ｘ線管の陽極構造に関す
る。高エネルギの電子の流れを受けて、金属ターゲット
に電子が衝撃を与えた結果としてＸ線を放出する金属タ
ーゲットを使うことは、前から知られている。この技術
が誕生して以来、電子の衝撃を受けてＸ線を発生するタ
ーゲットは、次第に高い温度で動作しなければならなく
なった。ＣＡＴ走査装置の開発が、この様なターゲット
の動作温度を一層高くすることに対する要求を加速し
た。これは主に、金属面を叩く電子が一層大電流になる
為、並びにターゲットに対する電子衝撃の周波数の為で
ある。
【０００２】一般的に、今日の高性能の金属のＸ線管タ
ーゲットは回転陽極であり、これは３つの主な機能部分
を含む。即ち、電子が叩く焦点トラックと、焦点トラッ
クを担持する基板と、基板に設けられた放射被覆とであ
る。焦点トラックは、電子ビームが差向けられるその前
面にあるターゲットの区域であって、電子を吸収して、
Ｘ線を発生する。電子が吸収されて、Ｘ線が発生される
時、熱も発生される。この領域は普通はタングステン合
金で構成されている。焦点トラック領域を形成するには
粉末冶金方法が用いられており、この方法は焼結、鍛造
及び熱処理で構成される。焦点トラックの金属の密度
は、理論密度の約９４％であるのが普通である。
ーゲットは回転陽極であり、これは３つの主な機能部分
を含む。即ち、電子が叩く焦点トラックと、焦点トラッ
クを担持する基板と、基板に設けられた放射被覆とであ
る。焦点トラックは、電子ビームが差向けられるその前
面にあるターゲットの区域であって、電子を吸収して、
Ｘ線を発生する。電子が吸収されて、Ｘ線が発生される
時、熱も発生される。この領域は普通はタングステン合
金で構成されている。焦点トラック領域を形成するには
粉末冶金方法が用いられており、この方法は焼結、鍛造
及び熱処理で構成される。焦点トラックの金属の密度
は、理論密度の約９４％であるのが普通である。
【０００３】焦点トラックの下にある合金の基板が、タ
ーゲットの質量の大部分を構成する。基板がその前面の
上に焦点トラックを支持する。基板は焦点トラックに発
生された熱を吸収して、この熱を散逸する。合金基板
は、チタン、ジルコニウム及び炭素と合金化したモリブ
デンで作るのが普通である。これは、焼結、鍛造及び熱
処理工程にわたって、焦点トラック合金と一緒に処理さ
れる。現在この目的の為に好まれている合金は、処理後
の公称組成が、約０．５原子％のチタン、約０．０８原
子％のジルコニウム、約２５０ ppmの炭素及び残量のモ
リブデンで構成される。
ーゲットの質量の大部分を構成する。基板がその前面の
上に焦点トラックを支持する。基板は焦点トラックに発
生された熱を吸収して、この熱を散逸する。合金基板
は、チタン、ジルコニウム及び炭素と合金化したモリブ
デンで作るのが普通である。これは、焼結、鍛造及び熱
処理工程にわたって、焦点トラック合金と一緒に処理さ
れる。現在この目的の為に好まれている合金は、処理後
の公称組成が、約０．５原子％のチタン、約０．０８原
子％のジルコニウム、約２５０ ppmの炭素及び残量のモ
リブデンで構成される。
【０００４】放射による熱の散逸をよくする為に、回転
陽極の裏側及び側面に熱放射増加率をよくする被覆が適
用される。種々のこの様な被覆が知られている。例え
ば、米国特許第４，１３２，９１６号には、二酸化ジル
コニウム、酸化ハフニウム、酸化マグネシウム、酸化ス
トロンチウム、二酸化セリウム、酸化ランタン又はその
混合物で構成された被覆が記載されている。米国特許第
４，９５３，１９０号、同第４，０２９，８２８号及び
同第４，０９０，１０３号にも、Ｘ線ターゲットの放射
被覆が記載されている。一般的に、こういう被覆はプラ
ズマ吹付けの様な公知の方法によって適用され、その
後、処理の間に捕捉され又は発生されたガスを除く為に
真空又は低圧の熱処理を行なっている。
陽極の裏側及び側面に熱放射増加率をよくする被覆が適
用される。種々のこの様な被覆が知られている。例え
ば、米国特許第４，１３２，９１６号には、二酸化ジル
コニウム、酸化ハフニウム、酸化マグネシウム、酸化ス
トロンチウム、二酸化セリウム、酸化ランタン又はその
混合物で構成された被覆が記載されている。米国特許第
４，９５３，１９０号、同第４，０２９，８２８号及び
同第４，０９０，１０３号にも、Ｘ線ターゲットの放射
被覆が記載されている。一般的に、こういう被覆はプラ
ズマ吹付けの様な公知の方法によって適用され、その
後、処理の間に捕捉され又は発生されたガスを除く為に
真空又は低圧の熱処理を行なっている。
【０００５】高性能Ｘ線管の動作に関連して起った１つ
の問題は、ターゲットに対するエネルギ入力の需要の増
加により、合金基板のバルク温度が劇的に上昇したこと
である。現在、ピーク基板温度は１３００℃から１５０
０℃に達する。こういう温度では、新しい問題が起る。
即ち、真空管の内部にガス状反応生成物が発生すること
である。勿論、Ｘ線装置が真空内で動作すること、並び
にＸ線管自体の望ましい最適の動作を行なわせる為に
は、真空を維持することが必要であることは周知であ
る。
の問題は、ターゲットに対するエネルギ入力の需要の増
加により、合金基板のバルク温度が劇的に上昇したこと
である。現在、ピーク基板温度は１３００℃から１５０
０℃に達する。こういう温度では、新しい問題が起る。
即ち、真空管の内部にガス状反応生成物が発生すること
である。勿論、Ｘ線装置が真空内で動作すること、並び
にＸ線管自体の望ましい最適の動作を行なわせる為に
は、真空を維持することが必要であることは周知であ
る。
【０００６】
【発明の要約】従って、本発明の目的は、高性能Ｘ線管
の真空環境内でガスが形成される問題を解決することで
ある。他の目的は、Ｘ線源の外被内に保たれた望ましい
高真空を失わずに、高性能で且つ高い温度で動作し得る
Ｘ線管を提供することである。
の真空環境内でガスが形成される問題を解決することで
ある。他の目的は、Ｘ線源の外被内に保たれた望ましい
高真空を失わずに、高性能で且つ高い温度で動作し得る
Ｘ線管を提供することである。
【０００７】本発明の他の目的は、Ｘ線管内での望まし
くない化学反応を実質的に防止する方法及び手段を提供
することである。広義に見た１つの面では、本発明のこ
ういう目的が、管内での一酸化炭素の形成を減らすこと
によって達成することが出来る。これは、モリブデン合
金の基板と、この基板の上に沈積した放射被覆との間に
反応性障壁層を導入することによって達成される。障壁
層が、ガス状反応生成物を形成することによるガスの形
成を減らす様に作用する。
くない化学反応を実質的に防止する方法及び手段を提供
することである。広義に見た１つの面では、本発明のこ
ういう目的が、管内での一酸化炭素の形成を減らすこと
によって達成することが出来る。これは、モリブデン合
金の基板と、この基板の上に沈積した放射被覆との間に
反応性障壁層を導入することによって達成される。障壁
層が、ガス状反応生成物を形成することによるガスの形
成を減らす様に作用する。
【０００８】上記並びにその他の関連した目的が、Ｘ線
を発生する為に電子による衝撃を受ける焦点トラック領
域を持つ本体と、この領域とは別異に設けられており、
本体からの熱放射率を高める被覆と、本体及び熱放射被
覆の間に介在配置された反応性障壁層とを備えたＸ線管
の陽極によって達成される。他の実施例では、本発明
は、基板を持つ本体と、基板の前方に設けられており、
Ｘ線を発生する為に電子による衝撃を受ける焦点トラッ
ク領域と、この領域とは別異に設けられており、本体の
熱放射率を高める被覆と、基板及び熱放射被覆の間に介
在配置された反応性障壁層と、更に希望によっては、障
壁及び放射被覆の間にある第２の保護上側被覆又は層と
を備えたＸ線管の陽極を提供する。
を発生する為に電子による衝撃を受ける焦点トラック領
域を持つ本体と、この領域とは別異に設けられており、
本体からの熱放射率を高める被覆と、本体及び熱放射被
覆の間に介在配置された反応性障壁層とを備えたＸ線管
の陽極によって達成される。他の実施例では、本発明
は、基板を持つ本体と、基板の前方に設けられており、
Ｘ線を発生する為に電子による衝撃を受ける焦点トラッ
ク領域と、この領域とは別異に設けられており、本体の
熱放射率を高める被覆と、基板及び熱放射被覆の間に介
在配置された反応性障壁層と、更に希望によっては、障
壁及び放射被覆の間にある第２の保護上側被覆又は層と
を備えたＸ線管の陽極を提供する。
【０００９】図面を参照すれば、以下の詳しい説明が明
瞭に理解されよう。
瞭に理解されよう。
【００１０】
【発明の詳しい説明】本発明で取上げる高性能Ｘ線管は
回転ターゲット又は陽極を持ち、これは３つの主要な機
能領域又は部分、即ち、焦点トラック、基板及び放射被
覆を有する。焦点トラックは、ターゲットの前方又は面
にあって、電子を吸収してＸ線及び熱を発生する区域で
ある。一般的に焦点トラックは、５から１０％のレニウ
ムを含むタングステン合金であって、圧成、焼結、鍛造
及び熱処理を含む粉末冶金法によって調製される。
回転ターゲット又は陽極を持ち、これは３つの主要な機
能領域又は部分、即ち、焦点トラック、基板及び放射被
覆を有する。焦点トラックは、ターゲットの前方又は面
にあって、電子を吸収してＸ線及び熱を発生する区域で
ある。一般的に焦点トラックは、５から１０％のレニウ
ムを含むタングステン合金であって、圧成、焼結、鍛造
及び熱処理を含む粉末冶金法によって調製される。
【００１１】基板がターゲットの質量の大部分を形成す
る。基板がその前面に焦点トラックを支持し、焦点トラ
ック内で発生された熱を吸収する。基板は、この熱を、
ターゲットの裏側及び側面に担持された放射被覆を介し
て散逸する。基板は、チタン、ジルコニウム及び炭素を
含むモリブデン合金である。基板は、圧成、焼結、鍛造
及び熱処理工程にわたって、焦点トラックと一緒に処理
される。
る。基板がその前面に焦点トラックを支持し、焦点トラ
ック内で発生された熱を吸収する。基板は、この熱を、
ターゲットの裏側及び側面に担持された放射被覆を介し
て散逸する。基板は、チタン、ジルコニウム及び炭素を
含むモリブデン合金である。基板は、圧成、焼結、鍛造
及び熱処理工程にわたって、焦点トラックと一緒に処理
される。
【００１２】放射被覆は基板の側面及び裏側に担持され
ていて、放射率を高め、こうしてターゲットからの熱の
散逸をよくする様に作用する。この領域又は被覆は、典
型的にはアルミニウム、チタン及びジルコニウムの酸化
物で構成される。これは、完成されたターゲットの基板
部分にプラズマ吹付けによって適用され、その後真空熱
処理を行なう。真空熱処理が、放射率を最大にすると共
に、被覆内にガスがトラップされることを最小限に抑え
る。Ｘ線管の動作中にこういうガスが最終的に放出され
ることが、管内の真空の環境を悪くする。
ていて、放射率を高め、こうしてターゲットからの熱の
散逸をよくする様に作用する。この領域又は被覆は、典
型的にはアルミニウム、チタン及びジルコニウムの酸化
物で構成される。これは、完成されたターゲットの基板
部分にプラズマ吹付けによって適用され、その後真空熱
処理を行なう。真空熱処理が、放射率を最大にすると共
に、被覆内にガスがトラップされることを最小限に抑え
る。Ｘ線管の動作中にこういうガスが最終的に放出され
ることが、管内の真空の環境を悪くする。
【００１３】同様に、ターゲット領域の構成成分の間の
化学反応も、この反応が直接的に又は間接的にガス状反
応生成物の形成に繋がる場合、真空を悪くする。この様
な反応は、基板内の炭素源及び放射被覆内の酸素源の間
に起り、その結果一酸化炭素ガスが形成され得ることが
判った。この反応は、基板と放射被覆との間に配置され
た反応性障壁層又は被覆によって実質的に抑制すること
が出来る。反応性障壁被覆は、少量であるが有効量の合
金金属又は溶質を含むモリブデン又はニオブの合金であ
り、こういう金属又は溶質が基板の合金から外に拡散す
る炭素と反応して非ガス状炭化物を形成し、こうして一
酸化炭素の形成を防止する。適当な反応性溶質材料とし
ては、ハフニウム、ジルコニウム、チタン、タンタル及
びニオブが含まれる。ハフニウム及びジルコニウムが好
ましく、こういう金属を個別に又はモリブデンをベース
とした合金内で混合したものが、好ましい組合せであ
る。この様な反応性障壁被覆を使うと、使用中にＸ線管
内に一酸化炭素が形成されるのを実質的に防止する方法
になる。
化学反応も、この反応が直接的に又は間接的にガス状反
応生成物の形成に繋がる場合、真空を悪くする。この様
な反応は、基板内の炭素源及び放射被覆内の酸素源の間
に起り、その結果一酸化炭素ガスが形成され得ることが
判った。この反応は、基板と放射被覆との間に配置され
た反応性障壁層又は被覆によって実質的に抑制すること
が出来る。反応性障壁被覆は、少量であるが有効量の合
金金属又は溶質を含むモリブデン又はニオブの合金であ
り、こういう金属又は溶質が基板の合金から外に拡散す
る炭素と反応して非ガス状炭化物を形成し、こうして一
酸化炭素の形成を防止する。適当な反応性溶質材料とし
ては、ハフニウム、ジルコニウム、チタン、タンタル及
びニオブが含まれる。ハフニウム及びジルコニウムが好
ましく、こういう金属を個別に又はモリブデンをベース
とした合金内で混合したものが、好ましい組合せであ
る。この様な反応性障壁被覆を使うと、使用中にＸ線管
内に一酸化炭素が形成されるのを実質的に防止する方法
になる。
【００１４】合金内の反応性金属原子の量は約１から約
２０原子％までの範囲であってよい。約５から２０原子
％までの量が好ましい有効量である。一般的に、有効な
反応性障壁層は、放射被覆を適用する前に、低圧プラズ
マ吹付けの様な普通の処理によって、基板に適用するこ
とが出来る。約５から３０ミルの厚さを持つ被覆が有効
であることが判った。下限として、基板の合金から拡散
する量の炭素と反応するのに十分な反応性種目を用意す
ることが必要である。上限では、厚手の被覆が剥落し
て、管全体の有効性を減ずる傾向があることによって、
厚さが制限される。約１０から２０ミルの間の反応性障
壁が好ましい。
２０原子％までの範囲であってよい。約５から２０原子
％までの量が好ましい有効量である。一般的に、有効な
反応性障壁層は、放射被覆を適用する前に、低圧プラズ
マ吹付けの様な普通の処理によって、基板に適用するこ
とが出来る。約５から３０ミルの厚さを持つ被覆が有効
であることが判った。下限として、基板の合金から拡散
する量の炭素と反応するのに十分な反応性種目を用意す
ることが必要である。上限では、厚手の被覆が剥落し
て、管全体の有効性を減ずる傾向があることによって、
厚さが制限される。約１０から２０ミルの間の反応性障
壁が好ましい。
【００１５】本発明の手段及び方法は、図面について考
えれば、更に容易に理解されよう。図１で、全体を１０
で示した一例としてＸ線管が硝子外被１１を持ち、その
一端に陰極支持体１２が封着されている。電子放出フィ
ラメント１４及び集束カップ１５で構成された陰極構造
１３が支持体１２に取付けられている。フィラメントに
加熱電流を供給する一対の導体１６と、管のターゲット
に対して陰極を大地又は負の電位に保つ他の導体１７と
が設けられている。
えれば、更に容易に理解されよう。図１で、全体を１０
で示した一例としてＸ線管が硝子外被１１を持ち、その
一端に陰極支持体１２が封着されている。電子放出フィ
ラメント１４及び集束カップ１５で構成された陰極構造
１３が支持体１２に取付けられている。フィラメントに
加熱電流を供給する一対の導体１６と、管のターゲット
に対して陰極を大地又は負の電位に保つ他の導体１７と
が設けられている。
【００１６】陽極又はターゲット１８が焦点トラックを
担持し、ここに陰極１３からの電子ビームが衝突してＸ
線を発生する。ターゲット１８は、モリブデン又はタン
グステン又はその合金の様な耐火金属で作るのが普通で
あるが、最高の定格を持つ管では、ターゲットはモリブ
デン合金の基部の上にあるタングステンであるのが普通
である。Ｘ線を発生する為に、ターゲットが回転してい
る間に電子ビームが衝突する表面層又は焦点トラックが
１９に示されており、図２及び３に横断面図で示されて
いる。
担持し、ここに陰極１３からの電子ビームが衝突してＸ
線を発生する。ターゲット１８は、モリブデン又はタン
グステン又はその合金の様な耐火金属で作るのが普通で
あるが、最高の定格を持つ管では、ターゲットはモリブ
デン合金の基部の上にあるタングステンであるのが普通
である。Ｘ線を発生する為に、ターゲットが回転してい
る間に電子ビームが衝突する表面層又は焦点トラックが
１９に示されており、図２及び３に横断面図で示されて
いる。
【００１７】熱放射被覆２０がターゲット１８の後面に
示されている。これは熱放射の強い被覆を適用すること
が出来る面の１つである。希望によっては、凹面又は凸
面を用いてもよい。この被覆は、ターゲットの前面２１
及び周面２２の様な焦点スポット・トラックの外側にあ
るターゲットの区域に適用してもよい。ターゲット１８
が回転子２４から伸びる軸２３に固定されている。回転
子は内側軸受支持体２５に軸支されており、この支持体
が、管の硝子外被１１の端部に封着された口輪２６によ
って支持されている。誘導電動機の様な回転子２４を駆
動する為の固定子コイルは、図面では省略されている。
コネクタ２７を用いて結合された給電線（図面に示して
ない）により、陽極構造及びターゲット１８に高電圧が
供給される。
示されている。これは熱放射の強い被覆を適用すること
が出来る面の１つである。希望によっては、凹面又は凸
面を用いてもよい。この被覆は、ターゲットの前面２１
及び周面２２の様な焦点スポット・トラックの外側にあ
るターゲットの区域に適用してもよい。ターゲット１８
が回転子２４から伸びる軸２３に固定されている。回転
子は内側軸受支持体２５に軸支されており、この支持体
が、管の硝子外被１１の端部に封着された口輪２６によ
って支持されている。誘導電動機の様な回転子２４を駆
動する為の固定子コイルは、図面では省略されている。
コネクタ２７を用いて結合された給電線（図面に示して
ない）により、陽極構造及びターゲット１８に高電圧が
供給される。
【００１８】周知の様に、回転陽極型Ｘ線管は図面に示
してないが、ケーシング内に封入するのが普通である。
このケーシングが相隔たる壁を持ち、その間に油を循環
させて、回転ターゲット１８から放射された熱を運び去
る。管の動作中、ターゲットのバルク温度はしばしば１
３５０℃に達し、この熱の大部分は、管の外被１１内の
真空を介しての放射により、管ケーシング内の油に対し
て散逸しなければならない。この油は、図面に示してな
い熱交換器に通すことが出来る。回転子２４を二酸化チ
タンの様なある生地の（テクスチャード）材料で被覆し
て、熱放射率を高め、こうして回転子を支持する軸受が
過熱するのを防ぐのが普通である。ターゲット１８の熱
蓄積容量が十分大きくないか、又はその冷却速度が低い
場合、デューティ・サイクルを短くしなければならな
い。これは、ターゲットが安全温度に達するまで、管を
脱勢したままにして置かなければならないことを意味す
る。これはＸ線診断手順に必要な時間を長くする場合が
多い。従って、ターゲット面の放射率を最大にすること
が重要である。
してないが、ケーシング内に封入するのが普通である。
このケーシングが相隔たる壁を持ち、その間に油を循環
させて、回転ターゲット１８から放射された熱を運び去
る。管の動作中、ターゲットのバルク温度はしばしば１
３５０℃に達し、この熱の大部分は、管の外被１１内の
真空を介しての放射により、管ケーシング内の油に対し
て散逸しなければならない。この油は、図面に示してな
い熱交換器に通すことが出来る。回転子２４を二酸化チ
タンの様なある生地の（テクスチャード）材料で被覆し
て、熱放射率を高め、こうして回転子を支持する軸受が
過熱するのを防ぐのが普通である。ターゲット１８の熱
蓄積容量が十分大きくないか、又はその冷却速度が低い
場合、デューティ・サイクルを短くしなければならな
い。これは、ターゲットが安全温度に達するまで、管を
脱勢したままにして置かなければならないことを意味す
る。これはＸ線診断手順に必要な時間を長くする場合が
多い。従って、ターゲット面の放射率を最大にすること
が重要である。
【００１９】図２は、陽極構造の裏側及び側面の一部分
に担持された適当な酸化物の熱放射層２０を設けた陽極
１８を示す。焦点トラック１９が陽極１８の前方に示さ
れており、基板が陽極の質量の大部分として示されてい
る。反応性障壁層３０が陽極１８の酸化物を含有する放
射層と基板との間に配置されている。基板が炭素を含有
する耐火合金、例えばモリブデン合金であることを前に
述べた。反応性障壁層は、基板内に含まれている炭素と
反応する成分を含む任意の金属又は合金で構成すること
が出来る。反応性材料が存在することが、障壁と放射被
覆との間の界面に於ける炭素の活動を減じ、こうして真
空管外被内の一酸化炭素の分圧を下げると考えられる。
反応性障壁層に用いるのに好ましい反応性材料は、モリ
ブデン、及びジルコニウム又はハフニウムを含むモリブ
デン合金である。
に担持された適当な酸化物の熱放射層２０を設けた陽極
１８を示す。焦点トラック１９が陽極１８の前方に示さ
れており、基板が陽極の質量の大部分として示されてい
る。反応性障壁層３０が陽極１８の酸化物を含有する放
射層と基板との間に配置されている。基板が炭素を含有
する耐火合金、例えばモリブデン合金であることを前に
述べた。反応性障壁層は、基板内に含まれている炭素と
反応する成分を含む任意の金属又は合金で構成すること
が出来る。反応性材料が存在することが、障壁と放射被
覆との間の界面に於ける炭素の活動を減じ、こうして真
空管外被内の一酸化炭素の分圧を下げると考えられる。
反応性障壁層に用いるのに好ましい反応性材料は、モリ
ブデン、及びジルコニウム又はハフニウムを含むモリブ
デン合金である。
【００２０】反応性障壁は、基板及び焦点トラックの冶
金と両立性を持つ任意の方法によって適用することが出
来る。プラズマ吹付けによって沈積した障壁層が、低圧
により並びに空気プラズマ吹付けによって適用された。
一般的に、障壁層の厚さは約０．００５から約０．０３
インチまでの範囲であってよい。適当な反応性障壁の組
成の例としては、チタン、タンタル、ニオブ、ジルコニ
ウム又はハフニウムからなる群から選ばれた金属を約１
から約２０原子％含むモリブデンをベースとした、又は
ニオブをベースとした合金がある。
金と両立性を持つ任意の方法によって適用することが出
来る。プラズマ吹付けによって沈積した障壁層が、低圧
により並びに空気プラズマ吹付けによって適用された。
一般的に、障壁層の厚さは約０．００５から約０．０３
インチまでの範囲であってよい。適当な反応性障壁の組
成の例としては、チタン、タンタル、ニオブ、ジルコニ
ウム又はハフニウムからなる群から選ばれた金属を約１
から約２０原子％含むモリブデンをベースとした、又は
ニオブをベースとした合金がある。
【００２１】Ｘ線管外被の光学的な澄明さを保存する
為、ターゲット又は陽極には、反応性障壁層と熱放射酸
化物被覆との間に介在配置された他の保護層を設けるの
が有利であることが判った。図３は本発明のこういう実
施例による陽極を示す。反応性障壁は、反応性障壁の活
性材料が炭化ハフニウム又は炭化ジルコニウムを形成す
る様に反応する還元反応機構を通じて作用する。陽極１
８には焦点トラック１９、放射被覆２０、反応性障壁層
３０及び保護層３２を設ける。保護層は、放射被覆を反
応性障壁層から物理的に隔てる。この保護層は非常に薄
くてもよい。ハフニウム、ジルコニウム及びニオブの様
な金属が、放射被覆内の二酸化チタンを還元して、遊離
したチタンを残し、それがＸ線管の動作温度で蒸発し
て、ターゲット構造の外へ移動し、管の外被の内側に沈
積することが判った。
為、ターゲット又は陽極には、反応性障壁層と熱放射酸
化物被覆との間に介在配置された他の保護層を設けるの
が有利であることが判った。図３は本発明のこういう実
施例による陽極を示す。反応性障壁は、反応性障壁の活
性材料が炭化ハフニウム又は炭化ジルコニウムを形成す
る様に反応する還元反応機構を通じて作用する。陽極１
８には焦点トラック１９、放射被覆２０、反応性障壁層
３０及び保護層３２を設ける。保護層は、放射被覆を反
応性障壁層から物理的に隔てる。この保護層は非常に薄
くてもよい。ハフニウム、ジルコニウム及びニオブの様
な金属が、放射被覆内の二酸化チタンを還元して、遊離
したチタンを残し、それがＸ線管の動作温度で蒸発し
て、ターゲット構造の外へ移動し、管の外被の内側に沈
積することが判った。
【００２２】反応性障壁は、基板を作っている合金から
拡散する炭素を遮って、それと反応し、不揮発性炭化物
を形成する様に構成されている。ハフニウム又はジルコ
ニウムの様な任意の過剰の反応性金属があれば、放射被
覆内にある酸化物の一つである酸化チタンが還元され、
遊離したチタンが残され、これはＸ線管の動作温度で蒸
発して、その後、管の硝子外被の様な装置の一層低温の
部分の上に金属チタンとして沈積する。
拡散する炭素を遮って、それと反応し、不揮発性炭化物
を形成する様に構成されている。ハフニウム又はジルコ
ニウムの様な任意の過剰の反応性金属があれば、放射被
覆内にある酸化物の一つである酸化チタンが還元され、
遊離したチタンが残され、これはＸ線管の動作温度で蒸
発して、その後、管の硝子外被の様な装置の一層低温の
部分の上に金属チタンとして沈積する。
【００２３】更に、反応性障壁層と放射被覆との間に配
置された、実質的に炭素のないモリブデンの保護層は、
チタンの放出を著しく減少することが判った。この層
は、障壁被覆上の反応性種目と放射被覆の酸化チタンと
の間の直接的な接触を防止する。反応性障壁の合金内に
ある量の炭素を含めることにより、過剰の反応性金属原
子があれば、それを使い切る様にすることも可能であ
る。必要な量は、経験的な公式によって計算することが
出来る。
置された、実質的に炭素のないモリブデンの保護層は、
チタンの放出を著しく減少することが判った。この層
は、障壁被覆上の反応性種目と放射被覆の酸化チタンと
の間の直接的な接触を防止する。反応性障壁の合金内に
ある量の炭素を含めることにより、過剰の反応性金属原
子があれば、それを使い切る様にすることも可能であ
る。必要な量は、経験的な公式によって計算することが
出来る。
【図１】本発明の障壁被覆を用いることが出来る典型的
な回転陽極型Ｘ線管の断面図。
な回転陽極型Ｘ線管の断面図。
【図２】反応性障壁層を持つ陽極の部分的な断面図。
【図３】障壁層と放射被覆との間に他の保護層を設けた
陽極の部分的な断面図。
陽極の部分的な断面図。
１８ ターゲット １９ 焦点トラック ２０ 熱放射被覆 ３０ 反応性障壁層
フロントページの続き (72)発明者 メルビン・ロバート・ジャックソン アメリカ合衆国、ニューヨーク州、スケネ クタデイ、ニスカユナ・ドライブ、2208番 (72)発明者 ロバート・ジョン・ザバラ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、スケネ クタデイ、テリー・アベニュー、39番 (72)発明者 カレン・アン・ロウ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、スケネ クタデイ、モルガン・アベニュー、910番 (72)発明者 トーマス・カーソン・ティアーニイ，ジュ ニア アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ワウ ケシャ、ドッグウッド・レーン、1118番
Claims (12)
- 【請求項１】 Ｘ線を発生する為に電子が衝突する焦点
トラック領域を持つ本体と、前記領域とは別異に設けら
れており、前記本体からの熱放射率を高める被覆と、前
記本体及び前記熱放射被覆の間に介在配置された反応性
障壁層とを備えたＸ線管の陽極。 - 【請求項２】 モリブデン合金基板を持つ本体と、該基
板の前方に設けられており、Ｘ線を発生する為に電子が
衝突する焦点トラック領域と、前記領域とは別異に設け
られており、前記本体からの熱放射率を高める被覆と、
前記基板及び前記熱放射被覆の間に介在配置された反応
性障壁層とを備えたＸ線管の陽極。 - 【請求項３】 前記基板の合金が、約０．０５原子％の
チタン、約０．０８原子％のジルコニウム、約２５０pp
m までの炭素及び残量の実質的なモリブデンで構成され
ている請求項２記載のＸ線管の陽極。 - 【請求項４】 前記反応性障壁層がモリブデン又はニオ
ブをベースとした合金であって、該合金はチタン、ニオ
ブ、ハフニウム、ジルコニウム、タングステン及びタン
タルからなる群から選ばれた金属を約１から約２０原子
％含んでいる請求項３記載のＸ線管の陽極。 - 【請求項５】 前記反応性障壁層の厚さが約０．００５
から約０．０３０インチである請求項１記載のＸ線管の
陽極。 - 【請求項６】 基板を持つ本体と、該基板の前方に設け
られており、Ｘ線を発生する為に電子が衝突する焦点ト
ラック領域と、前記領域とは別異に設けられており、前
記本体からの熱放射率を高める被覆と、前記基板及び前
記熱放射被覆の間に介在配置された反応性障壁層と、該
反応性障壁層及び前記熱放射被覆の間に介在配置された
保護層とを備えたＸ線管の陽極。 - 【請求項７】 前記保護層が、ジルコニウム及びハフニ
ウムで構成された群から選ばれた一成分を約１から約２
０原子％含み、残量が実質的にモリブデンから構成され
た合金である請求項６記載のＸ線管の陽極。 - 【請求項８】 約０．０５原子％のチタン、約０．０８
原子％のジルコニウム、約２５０ppm までの炭素及び残
量のモリブデンを含むモリブデン合金基板で構成された
回転陽極ターゲットと、焦点トラックと、熱放射被覆と
を含む回転ターゲット型Ｘ線管の性能を安定にする方法
であって、前記基板及び前記放射被覆の間に反応性障壁
層を配置し、該反応性障壁層及び前記放射被覆の間に実
質的に炭素のないモリブデンの保護層を配置する工程を
含む方法。 - 【請求項９】 前記反応性障壁層が、ジルコニウム、ハ
フニウム、チタン、ニオブ及びタンタルからなる群から
選ばれた約１から約２０原子％の金属と合金化したモリ
ブデン又はニオブをベースとした合金で構成されている
請求項８記載の方法。 - 【請求項１０】 前記反応性障壁層は約１から約３０ミ
ルの厚さを有しており、モリブデン及びニオブからなる
群から選ばれたベース金属と、ハフニウム及びジルコニ
ウムからなる群から選ばれた約５から約２０原子％の金
属とを含んでいる合金を備えている請求項８記載の方
法。 - 【請求項１１】 炭素含有合金の基板と、酸化物含有の
放射被覆と、焦点トラックとを備えた回転陽極ターゲッ
トを持つＸ線管における一酸化炭素の形成を実質的に抑
制する方法であって、前記放射被覆及び前記基板の間に
反応性障壁層を設け、該反応性障壁層は、ハフニウム、
ジルコニウム、タンタル、チタン及びニオブで構成され
た群から選ばれた金属を約５から約２０原子％含むと共
に、残量がニオブ及びモリブデンからなる群から選ばれ
た合金から構成されている方法。 - 【請求項１２】 前記反応性障壁層が、ハフニウム及び
ジルコニウムからなる群から選ばれた金属を約５から約
２０原子％含むと共に、残量がモリブデン及びニオブか
らなる群から選ばれる合金で形成されている請求項１１
記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US760262 | 1991-09-16 | ||
| US07/760,262 US5159619A (en) | 1991-09-16 | 1991-09-16 | High performance metal x-ray tube target having a reactive barrier layer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05205675A true JPH05205675A (ja) | 1993-08-13 |
| JPH0793116B2 JPH0793116B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=25058555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4244461A Expired - Lifetime JPH0793116B2 (ja) | 1991-09-16 | 1992-09-14 | Ｘ線管の陽極、回転ターゲット型ｘ線管の性能を安定化させる方法及びｘ線管における一酸化炭素の形成を実質的に抑制する方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5159619A (ja) |
| JP (1) | JPH0793116B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002170510A (ja) * | 2000-11-30 | 2002-06-14 | Toshiba Corp | 回転陽極ｘ線管用ターゲットおよびその製造方法 |
| JP2014216290A (ja) * | 2013-04-30 | 2014-11-17 | 株式会社東芝 | Ｘ線管及び陽極ターゲット |
| KR20190113429A (ko) * | 2018-03-28 | 2019-10-08 | 경북대학교 산학협력단 | 엑스선관 타겟, 이를 구비한 엑스선관, 및 상기 엑스선관 타겟의 제조 방법 |
| KR20220135906A (ko) * | 2021-03-31 | 2022-10-07 | 경북대학교 산학협력단 | 엑스선관 타겟의 트랙 복구 방법 |
| KR20220135905A (ko) * | 2021-03-31 | 2022-10-07 | 경북대학교 산학협력단 | 엑스선관 타겟의 제조 방법 |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5264801A (en) * | 1992-05-05 | 1993-11-23 | Picker International, Inc. | Active carbon barrier for x-ray tube targets |
| US5222116A (en) * | 1992-07-02 | 1993-06-22 | General Electric Company | Metallic alloy for X-ray target |
| US5414748A (en) * | 1993-07-19 | 1995-05-09 | General Electric Company | X-ray tube anode target |
| US5943389A (en) * | 1998-03-06 | 1999-08-24 | Varian Medical Systems, Inc. | X-ray tube rotating anode |
| DE10056623B4 (de) * | 1999-11-19 | 2015-08-20 | Panalytical B.V. | Röntgenröhre mit einer Seltenerdanode |
| US6693990B1 (en) | 2001-05-14 | 2004-02-17 | Varian Medical Systems Technologies, Inc. | Low thermal resistance bearing assembly for x-ray device |
| US7004635B1 (en) | 2002-05-17 | 2006-02-28 | Varian Medical Systems, Inc. | Lubricated ball bearings |
| US6751292B2 (en) * | 2002-08-19 | 2004-06-15 | Varian Medical Systems, Inc. | X-ray tube rotor assembly having augmented heat transfer capability |
| US6798865B2 (en) * | 2002-11-14 | 2004-09-28 | Ge Medical Systems Global Technology | HV system for a mono-polar CT tube |
| US6925152B2 (en) * | 2003-05-13 | 2005-08-02 | Ge Medical Systems Global Technology Co., Llc | Target attachment assembly |
| US7286643B2 (en) * | 2003-12-23 | 2007-10-23 | General Electric Company | X-ray tube target balancing features |
| DE102005039187B4 (de) * | 2005-08-18 | 2012-06-21 | Siemens Ag | Röntgenröhre |
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| US8116432B2 (en) | 2007-04-20 | 2012-02-14 | General Electric Company | X-ray tube target brazed emission layer |
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| US9159523B2 (en) | 2007-08-28 | 2015-10-13 | General Electric Company | Tungsten oxide coated X-ray tube frame and anode assembly |
| US20090060139A1 (en) * | 2007-08-28 | 2009-03-05 | Subraya Madhusudhana T | Tungsten coated x-ray tube frame and anode assembly |
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| WO2011070475A1 (en) * | 2009-12-07 | 2011-06-16 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Alloy comprising two refractory metals, particularly w and ta and x-ray anode comprising such alloy and method for producing same. |
| WO2012080958A2 (en) * | 2010-12-16 | 2012-06-21 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Anode disk element with refractory interlayer and vps focal track |
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| JPS58152353A (ja) * | 1982-02-18 | 1983-09-09 | メタルウエルク・プランゼ−・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | Ｘ線管回転陽極 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL158967B (nl) * | 1972-12-07 | 1978-12-15 | Philips Nv | Werkwijze voor de vervaardiging van een gelaagde roentgendraaianode, alsmede aldus verkregen gelaagde roentgendraaianode. |
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- 1991-09-16 US US07/760,262 patent/US5159619A/en not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-09-14 JP JP4244461A patent/JPH0793116B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| KR20220135906A (ko) * | 2021-03-31 | 2022-10-07 | 경북대학교 산학협력단 | 엑스선관 타겟의 트랙 복구 방법 |
| KR20220135905A (ko) * | 2021-03-31 | 2022-10-07 | 경북대학교 산학협력단 | 엑스선관 타겟의 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0793116B2 (ja) | 1995-10-09 |
| US5159619A (en) | 1992-10-27 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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