KR102030813B1 - 엑스선관 타겟, 이를 구비한 엑스선관, 및 상기 엑스선관 타겟의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

엑스선이 방출되도록 전자가 충돌하는 엑스선관 타겟과, 엑스선관을 구비한 엑스선관과, 엑스선관의 제조 방법이 개시된다. 개시된 엑스선관 타겟은, 몰리브덴을 포함하는 금속으로 이루어지며, 일 표면에 복수의 결합 강화 홈이 형성된 베이스층, 및 베이스층의 일 표면에 텅스텐을 포함하는 금속이 용사되고 경화되어서 형성된 전자 충돌층을 구비한다. 복수의 결합 강화 홈은 각각, 베이스층의 일 표면에서 깊어질수록 폭이 커지게 측면이 경사지고, 결합 강화 홈의 폭 및 깊이보다 길이가 더 길어지도록 베이스층의 일 표면에서 연장된다. 전자 충돌층은, 복수의 결합 강화 홈에 용사된 금속이 채워지고 경화된 표면 침투부, 및 베이스층의 일 표면 상에 적층되며 표면 침투부와 일체로 형성된 표면 적층부를 구비한다.

Description

엑스선관 타겟, 이를 구비한 엑스선관, 및 상기 엑스선관 타겟의 제조 방법{Target of X-ray tube, X-ray tube with the same, and method for fabricating the X-ray target}
본 발명은 엑스선관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자 충돌에 의해 엑스선(X-ray)을 방출하는 엑스선관 타겟과, 이를 구비한 엑스선관과, 상기 엑스선관 타겟의 제조 방법에 관한 것이다.
전자가 고속으로 타겟(target)에 충돌하면 엑스선(X-ray)이 방출되는데, 엑스선관(X-ray tube)이 이러한 원리를 이용하여 의도적으로 엑스선을 방출시키는데 사용된다. 엑스선관을 내부에 포함하는 것으로, 방출되는 엑스선을 이용하여 예컨대, 인체 내부를 관찰하는 의료용 영상 기기로 사용되는 장치를 엑스선관 장치라고 한다.
엑스선관은 양극(anode), 즉 타겟(target)과 음극(cathode)의 전위차에 의해 전자가 가속되어 타겟에 충돌하며, 이때 엑스선이 방출된다. 엑스선관 타겟은 내열성이 큰 몰리브덴(Mo) 또는 몰리브덴 합금으로 된 베이스층(base layer)와, 상기 베이스층 위에 적층된, 텅스텐(W) 또는 텅스텐 합금으로 된 전자 충돌층을 구비한다. 상기 베이스층 아래에는 방열을 촉진하기 위하여 흑연(graphite)로 된 방열층이 더 부착될 수도 있다.
엑스선관 타겟의 상기 베이스층과 전자 충돌층은 분말야금(powder metallurgy) 방법에 의해 일체로 형성되었다. 그리고, 상기 분말야금에 의해 형성된 엑스선관 타겟은 조직을 치밀하게 하고 강성을 강화하기 위하여 단조 가공이 수행된다. 따라서, 엑스선관 타겟 제조에 소요되는 시간이 오래 걸려 생산성이 저하되고, 분말야금용 장치와 단조 가공 장치를 모두 구비하여야 하므로 제조 비용이 상승한다. 또한, 엑스선 방출 작업이 반복되어 전자 충돌층이 부분적으로 마모 내지 식각되면 엑스선관 타겟을 폐기하게 되므로 자원이 낭비되고, 엑스선관의 유지 관리 비용도 증대된다.
대한민국 등록특허공보 제10-1434821호
본 발명은, 품질과 제조 생산성이 향상되고 제조 비용이 절감되는 엑스선관 타겟과, 상기 엑스선관 타겟의 제조 방법과, 상기 엑스선관 타겟을 구비한 엑스선관을 제공한다.
본 발명은, 엑스선이 방출되도록 전자가 충돌하는 것으로, 몰리브덴(Mo)을 포함하는 금속으로 이루어지며, 일 표면에 복수의 결합 강화 홈(groove)이 형성된 베이스층(base layer), 및 상기 베이스층의 일 표면에 텅스텐(W)을 포함하는 금속이 용사(溶射)되고 경화되어서 형성된 전자 충돌층을 구비하고, 상기 복수의 결합 강화 홈은 각각, 상기 베이스층의 일 표면에서 깊어질수록 폭이 커지게 측면이 경사지고, 상기 결합 강화 홈의 폭 및 깊이보다 길이가 더 길어지도록 상기 베이스층의 일 표면에서 연장되며, 상기 전자 충돌층은, 상기 복수의 결합 강화 홈에 상기 용사된 금속이 채워지고 경화된 표면 침투부, 및 상기 베이스층의 일 표면 상에 적층되며 상기 표면 침투부와 일체로 형성된 표면 적층부를 구비하는 엑스선관 타겟을 제공한다.
상기 전자 충돌층을 구성하는 금속 성분에는 3 내지 10wt%의 라듐(Ra)이 포함될 수 있다.
상기 결합 강화 홈의 깊이는 0.8 내지 3.0mm 이고, 상기 결합 강화 홈의 측면과 바닥면이 교차하여 이루는 각도는 30 내지 60° 일 수 있다.
상기 결합 강화 홈의 바닥면의 폭은 7 내지 15mm 일 수 있다.
상기 복수의 결합 강화 홈은 상기 베이스층의 일 표면에서 동심원을 이루며 배열될 수 있다.
또한 본 발명은, 내부 공간이 진공 상태인 진공 튜브(vacuum tube), 상기 진공 튜브 내부로 전자(electron)를 투사하는 음극(cathode), 및 상기 진공 튜브 내부에 배치되고, 상기 음극에서 투사된 전자(electron)가 충돌하여 엑스선(X-ray)이 방출되는 것으로서, 상기한 본 발명의 엑스선관 타겟을 구비하는 엑스선관을 제공한다.
또한 본 발명은, 상기한 본 발명의 엑스선관 타겟을 제조하는 방법으로서, 몰리브덴(Mo)을 포함하는 금속으로 된 모재(母材)를 기계 가공하여 상기 복수의 결합 강화 홈이 없는 베이스층을 형성하는 베이스층 형성 단계, 상기 베이스층의 일 표면을 기계 가공하여 상기 복수의 결합 강화 홈을 형성하는 결합 강화 홈 가공 단계, 및 텅스텐(W)을 포함하는 금속의 분말을 상기 베이스층의 일 표면에 용사(溶射)하고 냉각하여 상기 표면 침투부 및 표면 적층부를 구비한 전자 충돌층을 형성하는 용사 단계를 구비하는 엑스선관 타겟의 제조 방법을 제공한다.
상기 용사 단계는, 상기 금속 분말을 플라즈마(plasma)에 실어, 상기 금속 분말을 녹이면서 상기 베이스층의 일 표면에 분사하는 플라즈마 용사 단계를 구비할 수 있다.
상기 결합 강화 홈 가공 단계는, 엔드밀(end mill)을 절삭 공구로 사용하여 상기 베이스층의 일 표면에 상기 복수의 결합 강화 홈을 절삭 형성하는 단계를 구비할 수 있다.
상기 베이스층 형성 단계는 상기 모재를 단조(鍛造) 가공하는 단계를 구비할 수 있다.
상기 용사 단계에 투입되는 금속 분말의 성분에는 3 내지 10wt%의 라듐(Ra)이 포함될 수 있다.
본 발명의 엑스선관 타겟은 가공된 베이스층과 용사 코팅된 전자 충돌층을 구비한다. 이때 베이스층은 대량 생산된 것을 구매하여 사용할 수 있으므로, 분말야금 후 단조 가공을 하여 형성되는 종래의 엑스선관 타겟보다 제조 비용이 절감되고, 제조 시간이 단축되어 생산성이 향상된다.
또한, 본 발명의 엑스선관 타겟은 베이스층에 형성된 결합 강화 홈에 채워지게 형성된 표면 침투층으로 인해 전자 충돌층과 베이스층이 후크(hook)에 체결된 것처럼 연계되어서, 전자 충돌층이 베이스층에서 분리되지 않아 품질 신뢰성 및 내구성이 향상된다.
한편, 본 발명의 엑스선관 타겟은 전자 충돌층이 부분적으로 마모 내지 식각된 경우 베이스층의 표면에 텅스텐(W)을 포함하는 금속을 다시 용사하는 방법으로 용이하게 전자 충돌층을 재생할 수 있다. 따라서, 되면 엑스선관 타겟을 폐기하지 않게 되므로 자원 낭비가 억제되고, 엑스선관의 유지 관리 비용이 절감된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엑스선관의 단면도이다.
도 2는 도 2의 A 부분을 확대 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 엑스선관 타겟의 베이스층을 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 엑스선관 타겟의 제조 과정 중 용사 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 엑스선관 타겟, 이를 구비한 엑스선관, 및 상기 엑스선관 타겟의 제조 방법을 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엑스선관의 단면도이고, 도 2는 도 2의 A 부분을 확대 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 엑스선관 타겟의 베이스층을 도시한 평면도이다. 도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 엑스선관(10)은 예컨대, 전산화 단층 영상(CT; computed tomography) 촬영 기기와 같은 의료용 영상 기기에 포함되는 엑스선관 장치(미도시)의 내부에 삽입 장착되어 엑스선(X-ray)을 생성 방출하는 것으로, 진공 튜브(vacuum tube)(11), 음극(cathode)(16), 양극(anode)(30), 로터(rotor)(28), 및 스테이터(stator)(미도시)를 구비한다.
진공 튜브(11)는 외형이 종(bell)과 유사하여 소위 벨캔(bellcan)으로 불리우기도 한다. 진공 튜브(11)는 상대적으로 직경이 큰 대직경부(13)와, 대직경부(13)에서 이어져 대직경부(13) 아래에 배치되며, 상기 대직경부(13)보다 직경이 작은 소직경부(14)을 구비한다. 진공 튜브(11)는 밀봉되고, 진공 튜브(11)의 내부 공간은 고진공 상태로 유지된다.
음극(16)은 진공 튜브(11)의 상측에 고정되며, 상기 양극(30)과의 사이에 대략 150V(volt)의 전위차를 형성한다. 음극(16)에서 생성된 전자(electron)는 상기 전위차에 의해 가속되어 상기 양극(30)으로 투사된다. 상기 양극(30)에 전자가 투사되어 충돌하므로, 상기 양극(30)을 엑스선관 타겟(target)이라고도 한다.
엑스선관 타겟(30)은 디스크(disk) 형태의 부재로서, 몰리브덴(Mo)을 포함하는 금속, 즉 순수 몰리브덴이나 몰리브덴을 주재료로 포함하는 몰리브덴 합금으로 이루어진 베이스층(base layer)(31)과, 베이스층(31)의 일 표면(33), 구체적으로, 상측면 외주부에 텅스텐(W)을 포함하는 금속, 즉 순수 텅스텐(W)이나 텅스텐을 주재료로 포함하는 텅스텐 합금이 적층된 전자 충돌층(40)을 구비한다. 상기 전자 충돌층(40)에 상기 음극(16)에서 고속 투사된 전자가 충돌하여 엑스선이 방출된다. 도 1에 도시되진 않았으나, 엑스선관 타겟(30)은 방열 촉진을 위하여 상기 베이스층(31) 아래에 흑연(graphite)이나 C-C 복합체(Carbon-Carbon composite)로 된 방열층을 더 구비할 수도 있다.
엑스선관 타겟(30)의 중심을 상하 방향으로 관통하는 관통공(32)에 끼워지고 고정 캡(cap)(27)에 의해 엑스선관 타겟(30)에 고정된 타겟 연결 샤프트(23)는, 엑스선관 타겟(30)을 상하 방향으로 연장된 가상의 회전 축선(RC)을 중심으로 회전 가능하게 지지한다. 진공 튜브(11)의 소직경부(14) 내측에 배치된 원통 형상의 로터(28)는 상기 타겟 연결 샤프트(23)에 고정 결합된다. 상기 로터(28)의 내측에서 상기 회전 축선(RC)을 따라 연장된 내부 샤프트(25)의 상단은 상기 타겟 연결 샤프트(23)에 고정 결합된다. 샤프트 지지체(17)는 진공 튜브(11)의 하단이 밀봉되도록 상기 진공 튜브(11)의 하단에 고정 결합되고, 상측 베어링(bearing)(21)과 하측 베어링(22)이 상기 내부 샤프트(25)와 샤프트 지지체(17) 사이에 개재된다. 이와 같은 구성으로, 서로 고정 결합된 내부 샤프트(25), 로터(28), 타겟 연결 샤프트(23), 및 엑스선관 타겟(30)은 진공 튜브(11) 내부에서 샤프트 지지체(17)에 회전 축선(RC)을 중심으로 고속 회전 가능하게 지지된다.
상기 스테이터(미도시)는 진공 튜브(11)의 소직경부(14) 바깥에서 로터(28)를 에워싸도록 권선된 코일(coil)(미도시)을 구비한다. 상기 코일에 전류가 인가되면 전자기력이 발생하고, 이 전자기력에 의해 상기 로터(28) 및 이에 고정 결합된 내부 샤프트(25), 타겟 연결 샤프트(23), 및 엑스선관 타겟(30)이 회전 축선(RC)을 기준으로 회전하게 된다.
엑스선관 타겟(30)의 전자 충돌층(40)은 베이스층(31)의 상측면 외주부(33)에 텅스텐(W)을 포함하는 금속이 용사(溶射)되고 경화되어 형성된다. 상기 용사 코팅(coating) 작업에서 전자 충돌층(40)과 베이스층(31) 간의 결합력을 높이기 위하여, 전자 충돌층(40)을 구성하는 금속에는 3 내지 10wt%의 라듐(Ra)이 포함될 수 있다.
전자 충돌층(40)과 베이스층(31) 간의 결합력이 강화되도록, 베이스층(31)의 상측면 외주부(33)에는 복수의 결합 강화 홈(35)이 형성되고, 전자 충돌층(40)은 상기 복수의 결합 강화 홈(35)에 상기 텅스텐(W)을 포함하는 금속이 용사되어 채워지고 경화된 표면 침투부(41), 및 상기 베이스층(31)의 상측면 외주부(33)에 적층되며 상기 표면 침투부(41)와 일체로 형성된 표면 적층부(43)를 구비한다. 도 2에서 일점쇄선은 표면 침투부(41)와 표면 적층부(43)를 구분하는 가상선으로서, 실제의 엑스선관 타겟(30)에서는 표면 침투부(41)와 표면 적층부(43)가 도 2에 도시된 것처럼 일직선으로 명확하게 구분되지 않을 수 있다.
베이스층(31)에 형성된 복수의 결합 강화 홈(35)은 각각, 상기 상측면 외주부(33)에서 깊어질수록 결합 강화 홈(35)의 폭이 커지게 측면(37)이 경사진다. 또한, 각각의 결합 강화 홈(35)은, 자신의 폭 및 깊이(DP)보다 길이가 더 길어지도록 상기 상측면 외주부(33)에서 연장된다. 결합 강화 홈(35)의 깊이(DP)는 0.8 내지 3.0mm 이고, 결합 강화 홈(35)의 측면(37)와 바닥면(36)이 교차하여 이루는 각도(AN)는 30 내지 60° 이다. 또한, 결합 강화 홈(35)의 바닥면(36)의 폭(WD)은 7 내지 15mm 이다.
도 2에서는 결합 강화 홈(35)의 측면(37)과 바닥면(36)이 교차하는 바닥면 양 단 모서리(36e)의 단면과, 상기 베이스층(31)의 표면(33), 즉 상측면과 상기 측면(37)이 교차하는 모서리의 단면이 마치, 쐐기(wedge)와 같이 뾰족한 예각으로 도시되어 있으나, 실제의 엑스선관 타겟(30)에서는 상기 모서리들의 단면이 약간 뭉툭한 곡선 형태일 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 결합 강화 홈(35)은 상기 상측면 외주면(33)에서 베이스층(31)의 회전 중심, 즉 회전 축선(RC)을 중심으로 동심원을 이루며 배열된다. 다만, 본 발명의 엑스선관 타겟에서 복수의 결합 강화 홈의 평면 형상은 도 3에 도시된 것처럼 동심원 형상에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 상기 회전 축선(RC)을 중심으로 방사 방향(radial direction)으로 연장된 직선 형상이거나, 상기 회전 축선(RC)을 중심으로 한 나선(helical curve) 형상일 수도 있다.
베이스층과 전자 충돌층 간 경계면이 매끄러운 엑스선관 타겟과 비교하여, 도 1 및 도 2에 도시된 엑스선관 타겟(30)은, 전자 충돌층(40)과 베이스층(31)의 경계면에서 접촉 결합되는 표면적이 확대되므로 베이스층(31)과 전자 충돌층(40) 간의 결합력이 강화된다. 부연하면, 복수의 결합 강화 홈(35)에 채워져 경화되어서, 전자 충돌층(40)의 표면 침투부(41)가 마치 후크(hook)처럼 결합 강화 홈(35)에서 빠져 나오지 못하게 서로 간섭되어서, 베이스층(31)과 전자 충돌층(40) 간의 결합력이 더욱 강화된다.
이하에서, 상기 엑스선관 타겟(30)의 제조 방법을 더욱 상세하게 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 엑스선관 타겟의 제조 과정 중 용사 단계를 설명하기 위한 단면도이다. 도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 상기 엑스선관 타겟(30)의 제조 방법은, 베이스층 형성 단계와, 결합 강화 홈 가공 단계와, 용사 단계를 구비한다. 상기 베이스층 형성 단계는, 몰리브덴(Mo)을 포함하는 금속, 즉 순수 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금으로 된 모재(母材)를 기계 가공하여 복수의 결합 강화 홈(35)이 없는 베이스층(31)을 형성하는 단계이다. 상기 기계 가공에는, 모재를 타격하여 베이스층(31)의 형태와 유사한 디스크(disk) 형태로 변형함과 동시에 강성을 강화하는 단조(鍛造) 가공 단계가 포함될 수 있다. 상기 단조 가공된 모재는 대량 생산된 기성품을 구매할 수 있고, 엑스선관 타겟(30)의 제조자는 상기 단조 가공된 모재를 예컨대, 절삭, 그라인딩(grinding)과 같은 마무리 기계 가공을 하여 베이스층(31)으로 제조할 수 있다.
상기 결합 가공 홈 가공 단계는, 상기 베이스층(31)의 일 표면(33), 즉 상측면 외주부를 기계 가공하여 복수의 결합 강화 홈(35)을 형성하는 단계이다. 상기 복수의 결합 강화 홈(35)은, 엔드밀(end mill)(미도시)을 절삭 공구로 사용하여 베이스층(31)의 상측면 외주부(33)에 복수의 결합 강화 홈(35)을 절삭 가공하여 형성될 수 있다. 상기 결합 강화 홈(35)의 구체적인 형상에 대해서는 상술한 바 있으므로 중복된 설명은 생략한다. 한편, 상기 복수의 결합 강화 홈(35)은 반드시 엔드밀을 이용한 절삭 가공에 의해서만 형성될 수 있는 것은 아니며, 예를 들어, 포토레지스트 도포 단계, 마스킹 단계, 현상 단계, 및 식각 단계를 포함하는 포토리소그래피 공정을 통해서도 형성될 수 있다.
도 2 내지 도 4를 함께 참조하면, 상기 용사 단계는 텅스텐(W)을 포함하는 금속, 즉 순수 텅스텐(W) 또는 텅스텐 합금의 분말을 베이스층(31)의 상측면 외주부(33)에 용사(溶射)하고 냉각하여 상기 표면 침투부(41) 및 표면 적층부(43)를 구비한 전자 충돌층을 형성하는 단계이다. 상기 용사 단계는 상기 텅스텐을 포함하는 금속의 분말을 플라즈마(plasma)에 실어, 상기 금속의 분말을 녹이면서 베이스층(31)의 상측면 외주부(33)에 분사하는 플라즈마 용사 단계를 구비할 수 있다. 상기 플라즈마 용사 단계는 플라즈마 용사 토치(torch)(60)를 이용하여 수행될 수 있다.
플라즈마 용사 토치(60)는 중앙부에 핀(pin) 형태로 돌출된 음극 전극(cathode)(61)과, 음극 전극(61) 주변을 감싸며 음극 전극(61)의 전방에 노즐 개구(64)가 형성된 양극 전극(anode)(62)을 구비한다. 아르곤, 수소, 질소, 헬륨과 같은 불활성 가스가 음극 전극(61) 주변의 불활성 가스 공급부(67)를 통해 공급되어 음극 전극(61)과 양극 전극(62) 사이에서 플라즈마화되고, 노즐 개구(64)를 통해 상기 토치(60)의 전방으로 플라즈마 제트(plasma jet)가 분사된다. 상기 토치(60)의 과열을 방지하기 위해 양극 전극(62)의 주변부로는 냉각수 공급부(68)를 통해 냉각수가 공급된다.
상기 토치(60) 전면의 분말 투입부(66)를 통해 텅스텐을 포함하는 금속의 분말이 투입되면 상기 플라즈마 제트에 의해 용융되고, 상기 용융된 금속은 상기 플라즈마 제트에 실려 상기 토치(60)의 전방에 배치된 베이스층(31)의 상측면(32) 외주부에 코팅(coating)되고 냉각되면서 전자 충돌층(40)이 형성된다. 바람직한 실시예에서, 상기 텅스텐 (W)을 포함하는 금속은 텅스텐 합금이고, 그 성분에는 3 내지 10wt%의 라듐(Ra)이 포함될 수 있다. 상기 라듐(Ra)은 용사된 텅스텐 합금이 베이스층(31)의 상측면 외주부(33)에 부착되는 부착력을 향상시켜 베이스층(31)과 전자 충돌층(40) 간의 결합력을 높여준다. 용사되어 상기 결합 강화 홈(35)에 채워져 경화된 금속은 상기 표면 침투부(41)가 되고, 그 위에 적층되어 경화된 금속은 상기 표면 적층부(43)가 되며, 상기 표면 침투부(41)와 표면 적층부(43)는 일체로 합쳐져 경화된다.
이상에서 설명한 엑스선관 타겟(30)은 베이스층(31)과, 그 일 표면에 용사 코팅된 전자 충돌층(40)을 구비한다. 이때 베이스층(31)은 대량 생산된 것을 구매하여 사용할 수 있으므로, 분말야금 후 단조 가공을 하여 형성되는 종래의 엑스선관 타겟보다 제조 비용이 절감되고 제조 시간이 단축되어 생산성이 향상된다. 또한, 분말야금 장치나 단조 가공 장치를 필요로 하지 않으므로, 엑스선관 타겟 제조를 위한 초기 투자 비용을 줄일 수 있다.
또한, 상기 엑스선관 타겟(30)은 베이스층(31)에 형성된 결합 강화 홈(35)에 채워지게 형성된 표면 침투층(41)으로 인해 전자 충돌층(40)과 베이스층(31)이 후크(hook)에 체결된 것처럼 연계되어서, 전자 충돌층(40)이 베이스층(31)에서 분리되지 않아 품질 신뢰성 및 내구성이 향상된다.
한편, 본 발명의 엑스선관 타겟(30)은 전자 충돌층(40)이 부분적으로 마모 내지 식각된 경우에 베이스층(31)의 표면에 텅스텐(W)을 포함하는 금속을 다시 용사하는 방법으로 용이하게 전자 충돌층(40)을 재생할 수 있다. 따라서, 엑스선관 타겟(30)을 폐기하지 않게 되므로 자원 낭비가 억제되고, 엑스선관의 유지 관리 비용이 절감된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10: 엑스선관 11: 진공 튜브
16: 음극 28: 로터(rotor)
30: 엑스선관 타겟 31: 베이스층
35: 결합 강화 홈 40: 전자 충돌층

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 엑스선이 방출되도록 전자가 충돌하는 것으로,
    몰리브덴(Mo)을 포함하는 금속으로 이루어지며, 일 표면에 복수의 결합 강화 홈(groove)이 형성된 베이스층(base layer); 및, 상기 베이스층의 일 표면에 텅스텐(W)을 포함하는 금속이 용사(溶射)되고 경화되어서 형성된 전자 충돌층;을 구비하고,
    상기 복수의 결합 강화 홈은 각각, 상기 베이스층의 일 표면에서 깊어질수록 폭이 커지게 측면이 경사지고, 상기 결합 강화 홈의 폭 및 깊이보다 길이가 더 길어지도록 상기 베이스층의 일 표면에서 연장되며,
    상기 전자 충돌층은, 상기 복수의 결합 강화 홈에 상기 용사된 금속이 채워지고 경화된 표면 침투부, 및 상기 베이스층의 일 표면 상에 적층되며 상기 표면 침투부와 일체로 형성된 표면 적층부를 구비하고,
    상기 전자 충돌층을 구성하는 금속 성분에는 3 내지 10wt%의 라듐(Ra)이 포함된 것을 특징으로 하는 엑스선관 타겟.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 결합 강화 홈의 깊이는 0.8 내지 3.0mm 이고,
    상기 결합 강화 홈의 측면과 바닥면이 교차하여 이루는 각도는 30 내지 60° 인 것을 특징으로 하는 엑스선관 타겟.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 결합 강화 홈의 바닥면의 폭은 7 내지 15mm 인 것을 특징으로 하는 엑스선관 타겟.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 복수의 결합 강화 홈은 상기 베이스층의 일 표면에서 동심원을 이루며 배열된 것을 특징으로 하는 엑스선관 타겟.
  6. 내부 공간이 진공 상태인 진공 튜브(vacuum tube);
    상기 진공 튜브 내부로 전자(electron)를 투사하는 음극(cathode); 및,
    상기 진공 튜브 내부에 배치되고, 상기 음극에서 투사된 전자(electron)가 충돌하여 엑스선(X-ray)이 방출되는 엑스선관 타겟;을 구비하고,
    상기 엑스선관 타겟은 제2 항 내지 제5 항 중 어느 한 항의 엑스선관 타겟인 것을 특징으로 하는 엑스선관.
  7. 제2 항 내지 제5 항 중 어느 한 항의 엑스선관 타겟을 제조하는 방법으로서,
    몰리브덴(Mo)을 포함하는 금속으로 된 모재(母材)를 기계 가공하여 상기 복수의 결합 강화 홈이 없는 베이스층을 형성하는 베이스층 형성 단계;
    상기 베이스층의 일 표면을 기계 가공하여 상기 복수의 결합 강화 홈을 형성하는 결합 강화 홈 가공 단계; 및,
    텅스텐(W)을 포함하는 금속의 분말을 상기 베이스층의 일 표면에 용사(溶射)하고 냉각하여 상기 표면 침투부 및 표면 적층부를 구비한 전자 충돌층을 형성하는 용사 단계;를 구비하고,
    상기 용사 단계에 투입되는 금속 분말의 성분에는 3 내지 10wt%의 라듐(Ra)이 포함된 것을 특징으로 하는 엑스선관 타겟의 제조 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 용사 단계는, 상기 금속 분말을 플라즈마(plasma)에 실어, 상기 금속 분말을 녹이면서 상기 베이스층의 일 표면에 분사하는 플라즈마 용사 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 엑스선관 타겟의 제조 방법.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 결합 강화 홈 가공 단계는, 엔드밀(end mill)을 절삭 공구로 사용하여 상기 베이스층의 일 표면에 상기 복수의 결합 강화 홈을 절삭 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 엑스선관 타겟 제조 방법.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 베이스층 형성 단계는 상기 모재를 단조(鍛造) 가공하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 엑스선관 타겟의 제조 방법.
  11. 삭제
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