JPS617554A - Ｘ線管用回転ターゲットの製造方法 - Google Patents
Ｘ線管用回転ターゲットの製造方法Info
- Publication number
- JPS617554A JPS617554A JP12749284A JP12749284A JPS617554A JP S617554 A JPS617554 A JP S617554A JP 12749284 A JP12749284 A JP 12749284A JP 12749284 A JP12749284 A JP 12749284A JP S617554 A JPS617554 A JP S617554A
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- JP
- Japan
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- layer
- target
- ray
- ceramic plate
- radiating material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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-
- 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
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】
〔発明の利用分野〕
本発明はＸ線管用回転陽極ターゲットおよびその製造法
にかかわり、特にセラミックス基板を用いた大容量の大
口径Ｘ線管用回転ターゲットに関する。
にかかわり、特にセラミックス基板を用いた大容量の大
口径Ｘ線管用回転ターゲットに関する。
Ｘ線管用回転ターゲットは回転軸の上端に取シ付けられ
た円盤状をなし、この面、に電子線を照射することによ
ってＸ線を発生させるようになっている、このようなＸ
線管用回転ターゲットは、従来、焼結鍛造等の方法によ
るモリブデン、タングステンから製造されていたが、近
年医療機器の急激な進歩の中で、大容量のターゲットが
要求されてきた。大容量のターゲッ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、また蓄積熱量を小
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だ
めのターゲットが特公昭４６−３４８６３等に提案され
ている。このターゲットは、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Ｊｌ：９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ットであり、さらにこ
のターゲッ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’Ｊ’ ｒ Ｏｚ ＊
ｋｔｚ ０３ｒＺｒ０２ 、ＣａＯの単体あるいは複合
）を溶射等により吹付は黒色化したもの、あるいは金属
複合ターゲットの裏面に黒鉛を高融点金属ろうを用いて
貼９合わせた構造となっている。しかしこれらのターゲ
ットを大口径にしてターゲットの回転数をめげることは
、ターゲッ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。従って従来は大口
径にして回転数をあげることによって大容量のターゲッ
トとすることが困難であった。密度の点からはグラファ
イトベースターゲットも考えられるが、回転強度の点で
セラミックスに劣る。実測によると直径１５０＋ｍのグ
ラ７フイト盤は１００００〜１３０（ＬＯｒ＋ｍＴ破壊
するのに対し、ＳｉＣでは４０．００（ＭＭまで回転数
を上げることができ、高速回転体として極めて優れてい
ることが分った。
た円盤状をなし、この面、に電子線を照射することによ
ってＸ線を発生させるようになっている、このようなＸ
線管用回転ターゲットは、従来、焼結鍛造等の方法によ
るモリブデン、タングステンから製造されていたが、近
年医療機器の急激な進歩の中で、大容量のターゲットが
要求されてきた。大容量のターゲッ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、また蓄積熱量を小
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だ
めのターゲットが特公昭４６−３４８６３等に提案され
ている。このターゲットは、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Ｊｌ：９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ットであり、さらにこ
のターゲッ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’Ｊ’ ｒ Ｏｚ ＊
ｋｔｚ ０３ｒＺｒ０２ 、ＣａＯの単体あるいは複合
）を溶射等により吹付は黒色化したもの、あるいは金属
複合ターゲットの裏面に黒鉛を高融点金属ろうを用いて
貼９合わせた構造となっている。しかしこれらのターゲ
ットを大口径にしてターゲットの回転数をめげることは
、ターゲッ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。従って従来は大口
径にして回転数をあげることによって大容量のターゲッ
トとすることが困難であった。密度の点からはグラファ
イトベースターゲットも考えられるが、回転強度の点で
セラミックスに劣る。実測によると直径１５０＋ｍのグ
ラ７フイト盤は１００００〜１３０（ＬＯｒ＋ｍＴ破壊
するのに対し、ＳｉＣでは４０．００（ＭＭまで回転数
を上げることができ、高速回転体として極めて優れてい
ることが分った。
本発明の目的は、高出力の大口径Ｘ線管用回転ターゲッ
トを提供することにある。
トを提供することにある。
本発明者らは基板材質をセラミックスとし、電子照射面
となるタングステン層を化学気相めっき（ＣＶＤ）法に
よって製作したターゲットに着目した。このターゲット
において、タングステンの１９．３ ｇ ／ｅｒｒ？
１、モリブデンの１０．２ｇ／ｃｍ３の密度に対し非常
に小さい密度（例えばＳｉＣで３．２ｇ／ｃｒｎ３）の
セラミックスがベースであるため、従来の金属複合ター
ゲットよシも軽量で径を太きくシ、且つ高速回転に耐え
うるターゲットとなる。
となるタングステン層を化学気相めっき（ＣＶＤ）法に
よって製作したターゲットに着目した。このターゲット
において、タングステンの１９．３ ｇ ／ｅｒｒ？
１、モリブデンの１０．２ｇ／ｃｍ３の密度に対し非常
に小さい密度（例えばＳｉＣで３．２ｇ／ｃｒｎ３）の
セラミックスがベースであるため、従来の金属複合ター
ゲットよシも軽量で径を太きくシ、且つ高速回転に耐え
うるターゲットとなる。
しかしこのターゲットの問題点は電子線照射部の。
タングステン層とセラミックス間での剥離が生じること
である。
である。
本発明はターゲット自体の軽量化と共にターゲットを構
成する層の密着性を向上させるためにセラミックス板上
にＸ線発生源材料からなる第１層を設けた後非酸化性雰
囲気中で熱処理することによって基板と第１層との間に
合金層を形成したものである。
成する層の密着性を向上させるためにセラミックス板上
にＸ線発生源材料からなる第１層を設けた後非酸化性雰
囲気中で熱処理することによって基板と第１層との間に
合金層を形成したものである。
本発明において、ターゲットを製造するにはまずセラミ
ックス板にＸ線発生源材料からなる層（第１層）がもう
けられる。Ｘ線発生源材料としてはＷにＥＬｅが０〜２
６重量％含まれる材料が望ましい。Ｘ線発生源材料とし
てＷのみでもよいが、Ｗにｌ（、ｅを添加するとＸ線発
生特性が良好となる。
ックス板にＸ線発生源材料からなる層（第１層）がもう
けられる。Ｘ線発生源材料としてはＷにＥＬｅが０〜２
６重量％含まれる材料が望ましい。Ｘ線発生源材料とし
てＷのみでもよいが、Ｗにｌ（、ｅを添加するとＸ線発
生特性が良好となる。
ただしＲｅ量が２６重量％よりも多いとＸ線発生源材料
層がもろくなシＸ線特性が低下する。第１層の厚さは０
．０５１１ＩＩ１１〜２ｗ１１、特に０．１〜１． Ｏ
ｔｒｒｍが望ましい。第１層の厚みが−０，０５ｍｍ、
！：、！ｌ）も薄いとＸ線発生源材料層を電子線が透過
しＸ線の発生効率が低下する。一方２ｍ＋よシも厚くし
ても層形成の作業性から非効率的でかつターゲット総重
量が大きくなシ、Ｘ線発生の効′果も向上しない。第１
層をセラミックス板上に形成する方法は、スパッタリン
グ法、メッキ法、蒸着法、ＣＶＤ法、ＰｖＤ法、溶射法
等の公知の方法のいずれかを適用することができる。こ
の中で、特にＣＶＤ法は緻密で細かｈ結晶を、短時間で
得ることができるので望ましい。
層がもろくなシＸ線特性が低下する。第１層の厚さは０
．０５１１ＩＩ１１〜２ｗ１１、特に０．１〜１． Ｏ
ｔｒｒｍが望ましい。第１層の厚みが−０，０５ｍｍ、
！：、！ｌ）も薄いとＸ線発生源材料層を電子線が透過
しＸ線の発生効率が低下する。一方２ｍ＋よシも厚くし
ても層形成の作業性から非効率的でかつターゲット総重
量が大きくなシ、Ｘ線発生の効′果も向上しない。第１
層をセラミックス板上に形成する方法は、スパッタリン
グ法、メッキ法、蒸着法、ＣＶＤ法、ＰｖＤ法、溶射法
等の公知の方法のいずれかを適用することができる。こ
の中で、特にＣＶＤ法は緻密で細かｈ結晶を、短時間で
得ることができるので望ましい。
第１層を形成した後、非酸化性雰囲気中で熱処理される
。非酸化性雰囲気は真空又は還元性雰囲気とし、熱処理
温度は１ｏｏｏ〜１６００ Ｃが望ましい。この温度範
囲はセラミックス板上に形成される第１層とセラミック
ス間の密着性をあげるためのものであシ、熱処理温度が
１０００ｔ：’よシ低い場合、第１層のＸ線発生源材料
がセラミックス板と反応せず、この間に合金層が形成さ
れず密着性改善の効果がなくなる。一方熱処理温度が１
６００Ｃを超えると、Ｘ線発生源材料の炭化物反応が促
進し、厚さも厚くなシすぎるためもろくはく離しやすく
なる。
。非酸化性雰囲気は真空又は還元性雰囲気とし、熱処理
温度は１ｏｏｏ〜１６００ Ｃが望ましい。この温度範
囲はセラミックス板上に形成される第１層とセラミック
ス間の密着性をあげるためのものであシ、熱処理温度が
１０００ｔ：’よシ低い場合、第１層のＸ線発生源材料
がセラミックス板と反応せず、この間に合金層が形成さ
れず密着性改善の効果がなくなる。一方熱処理温度が１
６００Ｃを超えると、Ｘ線発生源材料の炭化物反応が促
進し、厚さも厚くなシすぎるためもろくはく離しやすく
なる。
−本発明において絶縁性セラミックスを基板に用いる時
は、スパッタ法などでセラミックス板上に導電性膜をつ
けて回転軸とＸ線発生源材料（第１層）との導通をとる
。
は、スパッタ法などでセラミックス板上に導電性膜をつ
けて回転軸とＸ線発生源材料（第１層）との導通をとる
。
実施例１
第１図にＳｉＣベースターゲットの基本的な構造を示す
。本実施例ではＳｉＣ板１上にタングステン２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。条件としては真空中１４００？：’、１ｈ
ｒＯ熱処理でおる。
。本実施例ではＳｉＣ板１上にタングステン２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。条件としては真空中１４００？：’、１ｈ
ｒＯ熱処理でおる。
熱処理後の断面構造は第２図に示す通り、ＳｉＣ基板１
１タングステン２のほかにＳｉＣ基板ｌとタングステン
２の反応によってケイ化物層３及び炭化物層４が現われ
る。
１タングステン２のほかにＳｉＣ基板ｌとタングステン
２の反応によってケイ化物層３及び炭化物層４が現われ
る。
第３図にＳｉＣ基板１上にタングステン２をＣＶＤ法で
被覆し、次いで９５０Ｃの真空中で加熱したものの断面
組織を示し、第４図に１４００Ｃで同様に加熱したもの
の断面組織を示す。第３図でば８ｉＣ基板１、タングス
テン２の拡散がない。
被覆し、次いで９５０Ｃの真空中で加熱したものの断面
組織を示し、第４図に１４００Ｃで同様に加熱したもの
の断面組織を示す。第３図でば８ｉＣ基板１、タングス
テン２の拡散がない。
これに対して第４図では８ｉＣ基板ｌとタングステン２
の反応したケイ化物層３、炭化物層４とが明確に現われ
ており、各層の拡散が行なわれていることがわかる。こ
れらの結果、９５０ｔ：”熱処理後の密着力は１．０
Ｋｑｆ ／ ｒｍ２であるのに比べて、１４００Ｃ熱処
理後の密着力は４．０Ｋｇ ｆ ／ｒａｎ”と極めて優
れた密着力を示したので新規の軽量高強度ターゲットと
なり！ることが分った。
の反応したケイ化物層３、炭化物層４とが明確に現われ
ており、各層の拡散が行なわれていることがわかる。こ
れらの結果、９５０ｔ：”熱処理後の密着力は１．０
Ｋｑｆ ／ ｒｍ２であるのに比べて、１４００Ｃ熱処
理後の密着力は４．０Ｋｇ ｆ ／ｒａｎ”と極めて優
れた密着力を示したので新規の軽量高強度ターゲットと
なり！ることが分った。
以上のように本発明によれば、ターゲットとして用いる
前に熱履歴を与えてセラミックス基板とＸ線発生源材層
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ｉる軽量、大口径高強度の回転陽
極ターゲットが可能となる。
前に熱履歴を与えてセラミックス基板とＸ線発生源材層
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ｉる軽量、大口径高強度の回転陽
極ターゲットが可能となる。
第１図はセラミックスベースターゲットの熱処理前の構
造を示す断面図、第２図は本発明のターゲットの構造の
一例を示す要部断面図、第３図は９５０Ｃの熱処理条件
によるターゲット断面の金属組織を示す顕微鏡写真、第
４図は１４００ｃの熱処理条件によるターゲット断面の
金属組織を示す電子顕微鏡写真である。 １・・・ＳｉＣ板、２・・・ターゲツト材、３・・・ケ
イ化物層、４・・・炭化物層。
造を示す断面図、第２図は本発明のターゲットの構造の
一例を示す要部断面図、第３図は９５０Ｃの熱処理条件
によるターゲット断面の金属組織を示す顕微鏡写真、第
４図は１４００ｃの熱処理条件によるターゲット断面の
金属組織を示す電子顕微鏡写真である。 １・・・ＳｉＣ板、２・・・ターゲツト材、３・・・ケ
イ化物層、４・・・炭化物層。
Claims (1)
- １、セラミックス板上にＸ線発生源材料からなる第１層
を有し、セラミックス板と第１層の間に合金層が形成さ
れていることを特徴とするＸ線管用回転ターゲット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59127492A JPH0719533B2 (ja) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | Ｘ線管用回転ターゲットの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59127492A JPH0719533B2 (ja) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | Ｘ線管用回転ターゲットの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS617554A true JPS617554A (ja) | 1986-01-14 |
| JPH0719533B2 JPH0719533B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=14961294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59127492A Expired - Lifetime JPH0719533B2 (ja) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | Ｘ線管用回転ターゲットの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0719533B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5031201A (en) * | 1989-08-31 | 1991-07-09 | Comurhex Societe Pour La Conversion De L'uranium En Metal Et Hexafluore | Rotating X-ray tube anticathode |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10032598B2 (en) | 2016-07-26 | 2018-07-24 | Neil Dee Olsen | X-ray systems and methods including X-ray anodes |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51117593A (en) * | 1975-03-19 | 1976-10-15 | Plansee Metallwerk | Xxray tube anode and method of producing same |
| JPS56141153A (en) * | 1980-04-03 | 1981-11-04 | Toshiba Corp | Target for x-ray tube |
-
1984
- 1984-06-22 JP JP59127492A patent/JPH0719533B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51117593A (en) * | 1975-03-19 | 1976-10-15 | Plansee Metallwerk | Xxray tube anode and method of producing same |
| JPS56141153A (en) * | 1980-04-03 | 1981-11-04 | Toshiba Corp | Target for x-ray tube |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5031201A (en) * | 1989-08-31 | 1991-07-09 | Comurhex Societe Pour La Conversion De L'uranium En Metal Et Hexafluore | Rotating X-ray tube anticathode |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0719533B2 (ja) | 1995-03-06 |
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