KR20240026132A - X선관, x선 발생 장치, 및 창부재의 제조 방법 - Google Patents

X선관, x선 발생 장치, 및 창부재의 제조 방법 Download PDF

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KR20240026132A
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료스케 야부시타
아키미치 시미즈
나오후미 코스기
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Abstract

X선관은, 케이스와, 케이스 내에서 전자빔을 출사하는 전자총과, 케이스 내에서 전자빔의 입사에 의해 X선을 발생시키는 타겟과, 케이스의 개구를 봉지하고 있고, X선을 투과시키는 창부재를 구비한다. 창부재는, 단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성되고 있다. 단결정 다이아몬드의 [100] 방향은, 창부재의 두께 방향과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있다.

Description

X선관, X선 발생 장치, 및 창부재의 제조 방법
본 개시는, X선관, X선 발생 장치, 및 창부재의 제조 방법에 관한 것이다.
케이스와, 케이스 내에서 전자빔을 출사하는 전자총과, 케이스 내에서 전자빔의 입사에 의해 X선을 발생시키는 타겟과, 케이스의 개구를 봉지하고 있고, X선을 투과시키는 창부재를 구비하는 X선관이 알려져 있다. 그러한 X선관에서는, 창부재가, 단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성되어 있고, 타겟이, 창부재의 내측의 표면에 형성되고 있는 경우가 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
[특허 문헌 1] 일본 특허 제5911323호 공보
단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성된 창부재는, X선 투과 특성, 내열성, 방열성 등이 뛰어나지만, 결정면에서 깨지기 쉽다고 하는 과제를 가지고 있다. 특히, 소초점의 X선관을 이용한 X선검사 장치에 있어서는, 확대율을 크게 하기 위해서 검사 대상이 창부재에 가까이 할 수 있어 검사 대상이 창부재에 접촉할 가능성이 있기 때문에, 상기 과제를 해결하여 창부재의 내크랙성을 향상시키는 것은 지극히 중요하다.
본 개시는, 단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성된 창부재의 내크랙성을 향상시킬 수 있는 X선관, X선 발생 장치, 및 창부재의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 일측면의 X선관은, 케이스와, 케이스 내에서 전자빔을 출사하는 전자총과, 케이스 내에서 전자빔의 입사에 의해 X선을 발생시키는 타겟과, 케이스의 개구를 봉지하고 있고, X선을 투과시키는 창부재를 구비하고, 창부재는, 단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성되고 있고, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향은, 창부재의 두께 방향과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있다.
이 X선관에서는, 단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성된 창부재에 있어서, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향이 창부재의 두께 방향과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있다. 이것에 의해, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향이 창부재의 두께 방향에 평행인 경우(즉, 단결정 다이아몬드의 (100) 면이 창부재의 두께 방향에 수직인 경우)에 비해, 단결정 다이아몬드가 가지는 복수종의 결정면에 대하여, 창부재의 두께 방향에 평행이 되는 결정면의 수가 적게 되고, 결과적으로, 창부재가 결정면에서 깨지기 어려워진다. 따라서, 이 X선관에 의하면, 단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성된 창부재의 내크랙성을 향상시킬 수 있다.
본 개시의 일측면의 X선관에서는, 단결정 다이아몬드의 [010] 방향 및 [001] 방향은, 창부재의 두께 방향에 수직인 면과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있어도 무방하다. 이것에 의해, 단결정 다이아몬드가 가지는 복수종의 결정면에 대하여, 창부재의 두께 방향에 평행이 되는 결정면의 수가 더욱 적게 되고, 결과적으로, 창부재가 결정면에서 한층 깨지기 어려워진다. 따라서, 단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성된 창부재의 내크랙성을 보다 확실하게 향상시킬 수 있다.
본 개시의 일측면의 X선관에서는, 창부재는, 케이스의 내부와는 반대측의 제1 표면을 갖고, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향은, 제1 표면에 수직인 방향과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있어도 무방하다. 이것에 의해, 창부재의 제1 표면에 외력이 작용하는 것에 기인하여 창부재에 크랙이 생기는 것을 억제할 수 있다.
본 개시의 일측면의 X선관에서는, 창부재는, 케이스에서의 개구의 주위의 부착면에 장착되고 있고, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향은, 부착면에 수직인 방향과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있어도 무방하다. 이 경우에도, 단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성된 창부재의 내크랙성을 향상시킬 수 있다.
본 개시의 일측면의 X선관에서는, 창부재는, 케이스의 내부측의 제2 표면을 갖고, 타겟은, 제2 표면에 형성되고 있어도 무방하다. 이것에 의해, 투과형 X선관에 있어서, 단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성된 창부재의 내크랙성을 향상시킬 수 있다.
본 개시의 일측면의 X선관에서는, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향은, 타겟으로 전자빔이 입사하는 방향과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있어도 무방하다. 이 경우에도, 단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성된 창부재의 내크랙성을 향상시킬 수 있다.
본 개시의 일측면의 X선관에서는, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향은, 창부재의 두께 방향과 0.1도 이상 7도 이하의 각도로 교차하는 관계에 있어도 무방하다. 이것에 의해, 단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성된 창부재의 내크랙성을 향상시키면서, 예를 들면, (100) 면을 주면으로서 가지는 단결정 다이아몬드 기판으로부터 창부재를 취출하는 경우에, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향이 창부재의 두께 방향과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있는 창부재를 용이하게 또한 효율 좋게 취출할 수 있다.
본 개시의 일측면의 X선 발생 장치는, 상기 X선관과, 전자총에 전압을 인가하는 전원부를 구비한다.
이 X선 발생 장치에 의하면, 상기 이유에 의해, 단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성된 창부재의 내크랙성을 향상시킬 수 있다.
본 개시의 일측면의 창부재의 제조 방법은, 에피택셜 성장에 의해서, (100) 면을 주면으로서 가지는 단결정 다이아몬드 기판을 형성하는 제1 형성 공정과, 단결정 다이아몬드 기판으로부터 판 모양의 창부재를 취출하는 취출 공정을 구비하고, 취출 공정에 있어서는, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향이 창부재의 두께 방향과 45도 미만의 각도로 교차하도록, 단결정 다이아몬드 기판으로부터 창부재를 취출한다.
본 개시의 일측면의 창부재의 제조 방법은, (100) 면과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있는 주면을 가지는 종 기판을 준비하는 준비 공정과, 에피택셜 성장에 의해서, 종 기판의 주면에 단결정 다이아몬드 기판을 형성하는 제1 형성 공정과, 단결정 다이아몬드 기판의 두께 방향에 수직인 방향에 따른 절취를 실시함으로써, 단결정 다이아몬드 기판으로부터 판 모양의 창부재를 취출하는 취출 공정을 구비한다.
이러한 창부재의 제조 방법에서는, 얻어진 창부재에 있어서, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향이 창부재의 두께 방향과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있다. 따라서, 이 창부재의 제조 방법에 의하면, 단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성된 창부재의 내크랙성을 향상시킬 수 있다.
본 개시의 일측면의 창부재의 제조 방법은, 두께 방향에서의 창부재의 일방의 표면에, 전자빔의 입사에 의해 X선을 발생시키는 타겟을 형성하는 제2 형성 공정을 더욱 갖추어도 무방하다. 이것에 의해, 투과형 X선관용의 창부재를 얻을 수 있다.
본 개시의 일측면의 창부재의 제조 방법에서는, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향은, 창부재의 두께 방향과 0.1도 이상 7도 이하의 각도로 교차하는 관계에 있어도 무방하다. 이것에 의해, 단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성된 창부재의 내크랙성을 향상시키면서, 예를 들면, (100) 면을 주면으로서 가지는 단결정 다이아몬드 기판으로부터 창부재를 취출하는 경우에, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향이 창부재의 두께 방향과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있는 창부재를 용이하게 또한 효율 좋게 취출할 수 있다.
본 개시에 의하면, 단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성된 창부재의 내크랙성을 향상시킬 수 있는 X선관, X선 발생 장치, 및 창부재의 제조 방법을 제공하는 것이 가능해진다.
[도 1] 일실시 형태의 X선 발생 장치의 블록도이다.
[도 2] 도 1에 나타내는 X선관의 단면도이다.
[도 3] 도 2에 나타내는 창부재의 일부분의 측면도이다.
[도 4] 도 2에 나타내는 창부재의 제조 방법을 나타내는 측면도이다.
[도 5] 변형예의 X선관의 단면도이다.
이하, 본 개시의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도에 있어서 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 교부하고, 중복하는 설명을 생략한다.
[X선 발생 장치의 구성]
도 1에 도시한 바와 같이, X선 발생 장치(10)는, X선관(1)과, 전원부(11)를 구비하고 있다. X선관(1) 및 전원부(11)는, 금속에 의해 형성된 케이스(도시 생략) 내에 지지되고 있다. 일례로서, X선관(1)은, 소초점의 X선원이며, X선 발생 장치(10)는, 검사 대상의 내부 구조를 확대해 관찰하기 위한 X선 비파괴 검사에 이용되는 장치이다.
도 2에 도시한 바와 같이, X선관(1)은, 케이스(2)와, 전자총(3)과, 타겟(4)과, 창부재(5)를 구비하고 있다. X선관(1)은, 이하에 기술한 바와 같이, 부품의 교환 등이 불필요한 밀봉 투과형 X선관으로서 구성되어 있다.
케이스(2)는, 헤드(21)과, 밸브(22)를 가지고 있다. 헤드(21)는, 금속에 의해 유저통형으로 형성되고 있다. 밸브(22)는, 유리 등의 절연 재료에 의해 유저통형으로 형성되고 있다. 밸브(22)의 개구부(22a)는, 헤드(21)의 개구부(21a)에 기밀하게 접합되고 있다. X선관(1)에서는, 케이스(2)의 중심선이 관축(A)이 되고 있다. 헤드(21)의 저벽부(21b)에는, 개구(23)가 형성되고 있다. 개구(23)는, 관축(A) 상에 위치하고 있다. 개구(23)는, 관축(A)에 평행한 방향에서 보았을 경우에, 예를 들면, 관축(A)을 중심선으로 하는 원형 모양을 나타내고 있다.
전자총(3)은, 케이스(2) 내에서 전자빔(B)을 출사한다. 전자총(3)은, 히터(31)와, 캐소드(32)와, 제1 그리드 전극(33)과, 제2 그리드 전극(34)을 가지고 있다. 히터(31), 캐소드(32), 제1 그리드 전극(33) 및 제2 그리드 전극(34)은, 밸브(22)의 저벽부(22b)측으로부터 이 순서로 관축(A) 상에 배치되어 있다. 히터(31)는, 필라멘트에 의해 구성되어 있고, 통전에 의해 발열한다. 캐소드(32)는, 히터(31)에 의해 가열되어 전자를 방출한다. 제1 그리드 전극(33)은, 통 형상으로 형성되고 있고, 캐소드(32)로부터 방출되는 전자의 양을 조정한다. 제2 그리드 전극(34)은, 통 형상으로 형성되고 있고, 제1 그리드 전극(33)을 통과한 전자를 타겟(4)에 집속시킨다. 히터(31), 캐소드(32), 제1 그리드 전극(33) 및 제2 그리드 전극(34)의 각각은, 밸브(22)의 저벽부(22b)를 관통하고 있는 복수의 리드 핀(35)의 각각 전기적 또한 물리적으로 접속되고 있다.
창부재(5)는, 케이스(2)의 개구(23)를 봉지하고 있다. 창부재(5)는, 단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성되고 있다. 창부재(5)는, 예를 들면, 관축(A)을 중심선으로 하는 원판상을 나타내고 있다. 창부재(5)는, 제1 표면(51) 및 제2 표면(52)을 가지고 있다. 제1 표면(51)은, 케이스(2)의 내부와는 반대측의 표면이며, 제2 표면(52)은, 케이스(2)의 내부측의 표면이다. 제1 표면(51) 및 제2 표면(52)의 각각은, 예를 들면, 관축(A)에 수직인 평탄면이다. 타겟(4)은, 창부재(5)의 제2 표면(52)에 형성되고 있다. 타겟(4)은, 예를 들면, 텅스텐에 의해 막 형태로 형성되고 있다. 타겟(4)은, 케이스(2) 내에서 전자빔(B)의 입사에 의해 X선(R)을 발생시킨다. 본 실시 형태에서는, 타겟(4)에서 발생한 X선(R)은, 타겟(4) 및 창부재(5)를 투과하여 외부로 출사된다.
창부재(5)는, 케이스(2)에서의 개구(23)의 주위의 부착면(24)에 장착되고 있다. 부착면(24)은, 예를 들면, 관축(A)에 수직인 평탄면이며, 헤드(21)에 형성되고 있다. 창부재(5)는, 로우재(brazing filler metal) 등의 접합 부재(도시 생략)를 통해 부착면(24)에 기밀하게 접합되고 있다. X선관(1)에서는, 타겟(4)이 헤드(21)에 전기적으로 접속되고 있고, 타겟(4) 및 창부재(5)가 헤드(21)에 열적으로 접속되고 있다. 일례로서, 타겟(4)은, 헤드(21)를 통해 접지 전위가 된다. 일례로서, 전자빔(B)의 입사에 의해 타겟(4)에서 발생한 열은, 직접 및/또는 창부재(5)를 통해 헤드(21)에 전해지고, 헤드(21)으로부터 방열부(도시 생략)로 빠져나간다. 본 실시 형태에서는, 케이스(2), 타겟(4) 및 창부재(5)에 의해서, 케이스(2)의 내부의 공간이 고진공도로 유지되고 있다.
이상과 같이 구성된 X선 발생 장치(10)에서는, 타겟(4)의 전위를 기준으로서 음의 전압이 전원부(11)에 의해 전자총(3)에 인가된다. 일례로서, 전원부(11)는, 타겟(4)이 접지 전위로 되는 상태에서, 음의 고전압(예를 들면, -10 kV~-500 kV)을, 각 리드 핀(35)을 통해 전자총(3)의 각부에 인가한다. 전자총(3)으로부터 출사된 전자빔(B)은, 관축(A)을 따라 타겟(4)상에 집속된다. 타겟(4)에서의 전자빔(B)의 조사 영역에서 발생한 X선(R)은, 상기 조사 영역을 초점으로서 타겟(4) 및 창부재(5)를 투과하여 외부로 출사된다.
[창부재의 구성]
도 3에 도시한 바와 같이, 창부재(5)에 있어서, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향은, 창부재(5)의 두께 방향(D)과 45도 미만의 각도(보다 바람직하게는, 0.1도 이상 7도 이하의 각도)로 교차하는 관계에 있다. 환언하면, 창부재(5)에 있어서, 단결정 다이아몬드의 (100) 면은, 창부재(5)의 두께 방향(D)에 수직인 면(예를 들면, 제1 표면(51)에 평행한 면)과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있다. 두께 방향(D)은, 예를 들면, 제1 표면(51)이 제2 표면(52)과 대향하는 방향이다. 또한, 「교차하는 관계」란, 0도 보다 큰 각도로 교차하는 관계를 의미한다.
본 실시 형태에서는, 창부재(5)에 있어서, 단결정 다이아몬드의 [010] 방향 및 [001] 방향은, 창부재(5)의 두께 방향(D)에 수직인 면(예를 들면, 제1 표면(51)에 평행한 면)과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있다. 환언하면, 창부재(5)에 있어서, 단결정 다이아몬드의 (010) 면 및 (001) 면은, 창부재(5)의 두께 방향(D)과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있다. 일례로서, 창부재(5)에 있어서, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향은, 창부재(5)의 두께 방향(D)을 기준으로서 [011] 방향에 평행한 축주위에 0.1도 이상 7도 이하의 각도로 기울여져 있고 또한 [0-11] 방향에 평행한 축주위에 0.1도 이상 7도 이하의 각도로 기울여져 있다.
창부재(5)의 제1 표면(51)을 기준으로 하면, 창부재(5)에 있어서, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향은, 제1 표면(51)에 수직인 방향과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있다. 케이스(2)에서의 개구(23)의 주위의 부착면(24)을 기준으로 하면, 창부재(5)에 있어서, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향은, 부착면(24)에 수직인 방향과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있다. 관축(A)을 따라(관축(A)에 평행하게) 타겟(4)에 전자빔(B)이 입사하는 경우, 창부재(5)에 있어서, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향은, 타겟(4)에 전자빔(B)이 입사하는 방향과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있다. 또한, 창부재(5)는, 한 장의 기판으로서 일체로 형성된 단결정 다이아몬드 기판에 의해 구성된 것으로 한정되지 않고, 복수의 단결정 다이아몬드 부재를 가로방향으로 인접시켜 접합함으로써 한 장의 기판으로 된 모자이크 단결정 다이아몬드 기판에 의해 구성된 것이여도 무방하다. 모자이크 단결정 다이아몬드 기판에 의해 구성된 창부재(5)도, 상기 조건을 만족한 상태에서 복수의 단결정 다이아몬드 부재의 각각을 인접시켜 접합함으로써, 한 장의 기판으로서 일체로 형성된 단결정 다이아몬드 기판에 의해 구성된 창부재(5)와 같은 특성을 가지는 것이 가능해진다.
[창부재의 제조 방법]
도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, (100) 면을 주면으로서 가지는 종 기판(100)이 준비되고, 종 기판(100)의 주면에 대한 에피택셜 성장(예를 들면, CVD법)에 의해서, (100) 면을 주면으로서 가지는 단결정 다이아몬드 기판(110)이 형성된다(제1 형성 공정). 계속해서, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향이 창부재(5)의 두께 방향과 45도 미만의 각도로 교차하도록, 단결정 다이아몬드 기판(110)으로부터 창부재(5)가 취출된다(취출 공정). 일례로서, 창부재(5)는, 기계 가공 또는 레이저 가공에 의해 단결정 다이아몬드 기판(110)으로부터 절출되어 외표면이 연마되는 것으로 얻을 수 있다. 계속해서, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 두께 방향(D)에서의 창부재(5)의 일방의 표면에 타겟(4)이 형성된다(제2 형성 공정). 타겟(4)의 형성은, 예를 들면, 스퍼터링에 의해 실시된다.
또한, (100) 면과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있는 주면을 가지는 종 기판(100)이 준비되고(준비 공정), 에피택셜 성장에 의해서, 상기 종 기판(100)의 주면에 단결정 다이아몬드 기판(110)이 형성되고(제1 형성 공정), 단결정 다이아몬드 기판(110)의 두께 방향에 수직인 방향에 따른 절출이 실시됨으로써, 상기 단결정 다이아몬드 기판(110)으로부터 창부재(5)가 취출되어도 무방하다(취출 공정). 이 경우, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향이 단결정 다이아몬드 기판(110)의 두께 방향과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있는 단결정 다이아몬드 기판(110)이, 에피택셜 성장에 의해 형성된다. 그 때문에, 단결정 다이아몬드 기판(110)의 두께 방향에 수직인 방향에 따른 절출을 실시함으로써, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향이 창부재(5)의 두께 방향과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있는 창부재(5)를 용이하게 얻을 수 있다.
[작용 및 효과]
X선관(1)에서는, 단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성된 창부재(5)에 있어서, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향이 창부재(5)의 두께 방향(D)과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있다. 이것에 의해, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향이 창부재(5)의 두께 방향(D)에 평행인 경우(즉, 단결정 다이아몬드의 (100) 면이 창부재(5)의 두께 방향(D)에 수직인 경우)에 비해, 단결정 다이아몬드가 가지는 복수종의 결정면(예를 들면, (0-11) 면, (011) 면 등)에 대해서, 창부재(5)의 두께 방향(D)에 평행이 되는 결정면의 수가 적게 되고, 결과적으로, 창부재(5)가 결정면에서 깨지기 어려워진다. 따라서, X선관(1), 및 X선관(1)을 구비하는 X선 발생 장치(10)에 의하면, 단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성된 창부재(5)의 내크랙성을 향상시킬 수 있다.
또한, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향이 창부재(5)의 두께 방향과 0.1도 이상 7도 이하의 각도로 교차하는 관계에 있으면, 단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성된 창부재(5)의 내크랙성을 향상시키면서, 예를 들면, (100) 면을 주면으로서 가지는 단결정 다이아몬드 기판(110)으로부터 창부재(5)를 취출하는 경우에, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향이 창부재(5)의 두께 방향과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있는 창부재를 용이하게 또한 효율 좋게 취출할 수 있다.
X선관(1)에서는, 창부재(5)에 있어서, 단결정 다이아몬드의 [010] 방향 및 [001] 방향이, 창부재(5)의 두께 방향(D)에 수직인 면과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있다. 이것에 의해, 단결정 다이아몬드가 가지는 복수종의 결정면에 대하여, 창부재(5)의 두께 방향(D)에 평행이 되는 결정면의 수가 더욱 적게 되고(적어도, (0-11) 면, (011) 면은, 창부재(5)의 두께 방향(D)에 평행이 되지 않는다), 결과적으로, 창부재(5)가 결정면에서 한층 깨지기 어려워진다. 따라서, 단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성된 창부재(5)의 내크랙성을 보다 확실하게 향상시킬 수 있다.
X선관(1)에서는, 창부재(5)에 있어서, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향이, 창부재(5)의 제1 표면(51)에 수직인 방향과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있다. 이것에 의해, 창부재(5)의 제1 표면(51)에 외력이 작용하는 것에 기인하여 창부재(5)에 크랙이 생기는 것을 억제할 수 있다.
X선관(1)에서는, 창부재(5)에 있어서, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향이, 케이스(2)에서의 개구(23)의 주위의 부착면(24)에 수직인 방향과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있다. 이 경우에도, 단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성된 창부재(5)의 내크랙성을 향상시킬 수 있다.
X선관(1)에서는, 타겟(4)이, 창부재(5)의 제2 표면(52)에 형성되고 있다. 이것에 의해, 투과형 X선관에 있어서, 단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성된 창부재(5)의 내크랙성을 향상시킬 수 있다.
X선관(1)에서는, 창부재(5)에 있어서, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향이, 타겟(4)에 전자빔(B)이 입사하는 방향과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있다. 이 경우에도, 단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성된 창부재(5)의 내크랙성을 향상시킬 수 있다.
창부재(5)의 제조 방법에서는, 얻어진 창부재(5)에 있어서, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향이 창부재(5)의 두께 방향(D)과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있다. 따라서, 창부재(5)의 제조 방법에 의하면, 단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성된 창부재(5)의 내크랙성을 향상시킬 수 있다.
창부재(5)의 제조 방법에서는, 두께 방향(D)에서의 창부재(5)의 일방의 표면에 타겟(4)이 형성된다. 이것에 의해, 투과형 X선관용의 창부재(5)를 얻을 수 있다.
[변형예]
본 개시는, 상기 실시 형태로 한정되지 않는다. X선관(1)은, 밀봉 반사형 X선관으로서 구성되어 있어도 무방하다. 도 5에 도시한 바와 같이, 밀봉 반사형의 X선관(1)은, 전자총(3)이 헤드(21) 측방의 수용부(6) 내에 배치되어 있는 점, 및 타겟(4)이 창부재(5)는 아니고 지지 부재(7)에 의해 지지를 받고 있는 점에서, 상기 밀봉 투과형의 X선관(1)과 주로 다르다. 수용부(6)는, 측관(61)과, 스템(stem)(62)을 가지고 있다. 측관(61)은, 측관(61)의 일방의 개구부(61a)가 헤드(21)의 내부에 임하도록 헤드(21)의 측벽부에 접합되고 있다. 스템(62)은, 측관(61)의 타방의 개구(61b)를 봉지하고 있다. 히터(31), 캐소드(32), 제1 그리드 전극(33) 및 제2 그리드 전극(34)은, 스템(62)측으로부터 이 순서로 측관(61) 내에 배치되어 있다. 복수의 리드 핀(35)은, 스템(62)을 관통하고 있다. 지지 부재(7)는, 밸브(22)의 저벽부(22b)를 관통하고 있다. 타겟(4)은, 관축(A) 상에 있어서 전자총(3) 및 창부재(5)의 양쪽 모두와 대향하도록 경사한 상태로, 지지 부재(7)의 선단부(71)에 고정되고 있다.
이상과 같이 구성된 밀봉 반사형의 X선관(1)을 구비하는 X선 발생 장치(10)에서는, 일례로서, 헤드(21) 및 측관(61)이 접지 전위로 되는 상태에서, 지지 부재(7)를 통해 양의 전압이 전원부(11)에 의해 타겟(4)에 인가되고, 복수의 리드 핀(35)을 통해 음의 전압이 전원부(11)에 의해 전자총(3)의 각부에 인가된다. 전자총(3)으로부터 출사된 전자빔(B)은, 관축(A)에 수직인 방향에 따라서 타겟(4)상에 집속된다. 타겟(4)에서의 전자빔(B)의 조사 영역에서 발생한 X선(R)은, 상기 조사 영역을 초점으로서 창부재(5)를 투과하여 외부로 출사된다.
X선관(1)은, 개방 투과형 X선관 또는 개방 반사형 X선관으로서 구성되어 있어도 무방하다. 개방 투과형 또는 개방 반사형의 X선관(1)은, 케이스(2)가 개방 가능하게 구성되어 있고, 부품(예를 들면, 창부재(5), 전자총(3)의 각부)의 교환 등이 가능한 X선관이다. 개방 투과형 또는 개방 반사형의 X선관(1)을 구비하는 X선 발생 장치(10)에서는, 진공 펌프에 의해서, 케이스(2)의 내부의 공간의 진공도가 높아진다.
밀봉 투과형 또는 개방 투과형의 X선관(1)에서는, 타겟(4)은, 창부재(5)의 제2 표면(52) 중 적어도 개구(23)에 노출하는 영역으로 형성되고 있으면 무방하다. 밀봉 투과형 또는 개방 투과형의 X선관(1)에서는, 타겟(4)은, 다른 막을 통해 창부재(5)의 제2 표면(52)에 형성되고 있어도 무방하다.
밀봉 반사형 X선관용 또는 개방 반사형 X선관용의 창부재(5)의 제조 방법에서는, 두께 방향(D)에서의 창부재(5)의 일방의 표면에 타겟(4)을 형성하는 공정은 불필요하다.
1…X선관, 2…케이스, 3…전자총, 4…타겟, 5…창부재, 10…X선 발생 장치, 11…전원부, 23…개구, 24…부착면, 51…제1 표면, 52…제2 표면, 110…단결정 다이아몬드 기판, B…전자빔, R…X선.

Claims (12)

  1. 케이스와,
    상기 케이스 내에서 전자빔을 출사하는 전자총과,
    상기 케이스 내에서 상기 전자빔의 입사에 의해 X선을 발생시키는 타겟과,
    상기 케이스의 개구를 봉지하고 있고, 상기 X선을 투과시키는 창부재를 구비하고,
    상기 창부재는, 단결정 다이아몬드에 의해 판 모양으로 형성되고 있고,
    상기 단결정 다이아몬드의 [100] 방향은, 상기 창부재의 두께 방향과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있는, X선관.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단결정 다이아몬드의 [010] 방향 및 [001] 방향은, 상기 창부재의 상기 두께 방향에 수직인 면과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있는, X선관.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 창부재는, 상기 케이스의 내부와는 반대측의 제1 표면을 갖고,
    상기 단결정 다이아몬드의 상기 [100] 방향은, 상기 제1 표면에 수직인 방향과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있는, X선관.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 창부재는, 상기 케이스에서의 상기 개구의 주위의 부착면에 장착되고 있고,
    상기 단결정 다이아몬드의 상기 [100] 방향은, 상기 부착면에 수직인 방향과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있는, X선관.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 창부재는, 상기 케이스의 내부측의 제2 표면을 갖고,
    상기 타겟은, 상기 제2 표면에 형성되고 있는, X선관.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 단결정 다이아몬드의 상기 [100] 방향은, 상기 타겟으로 상기 전자빔이 입사하는 방향과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있는, X선관.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단결정 다이아몬드의 상기 [100] 방향은, 상기 창부재의 상기 두께 방향과 0.1도 이상 7도 이하의 각도로 교차하는 관계에 있는, X선관.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 X선관과,
    상기 전자총에 전압을 인가하는 전원부를 구비하는, X선 발생 장치.
  9. 에피택셜 성장에 의해서, (100) 면을 주면으로서 가지는 단결정 다이아몬드 기판을 형성하는 제1 형성 공정과,
    상기 단결정 다이아몬드 기판으로부터 판 모양의 창부재를 취출하는 취출 공정을 구비하고,
    상기 취출 공정에 있어서는, 단결정 다이아몬드의 [100] 방향이 상기 창부재의 두께 방향과 45도 미만의 각도로 교차하도록, 상기 단결정 다이아몬드 기판으로부터 상기 창부재를 취출하는, 창부재의 제조 방법.
  10. (100) 면과 45도 미만의 각도로 교차하는 관계에 있는 주면을 가지는 종 기판을 준비하는 준비 공정과,
    에피택셜 성장에 의해서, 상기 종 기판의 상기 주면에 단결정 다이아몬드 기판을 형성하는 제1 형성 공정과,
    상기 단결정 다이아몬드 기판의 두께 방향에 수직인 방향에 따른 절출을 실시함으로써, 상기 단결정 다이아몬드 기판으로부터 판 모양의 창부재를 취출하는 취출 공정을 구비하는, 창부재의 제조 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 두께 방향에서의 상기 창부재의 일방의 표면에, 전자빔의 입사에 의해 X선을 발생시키는 타겟을 형성하는 제2 형성 공정을 더욱 구비하는, 창부재의 제조 방법.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단결정 다이아몬드의 [100] 방향은, 상기 창부재의 상기 두께 방향과 0.1도 이상 7도 이하의 각도로 교차하는 관계에 있는, 창부재의 제조 방법.
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