JPH0793100B2 - Method of manufacturing target for X-ray tube - Google Patents
Method of manufacturing target for X-ray tubeInfo
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- JPH0793100B2 JPH0793100B2 JP3237881A JP23788191A JPH0793100B2 JP H0793100 B2 JPH0793100 B2 JP H0793100B2 JP 3237881 A JP3237881 A JP 3237881A JP 23788191 A JP23788191 A JP 23788191A JP H0793100 B2 JPH0793100 B2 JP H0793100B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、エックス(以下、Xと
記載する)線管に用いられるX線ターゲットの製造法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an X-ray target used for an X (hereinafter referred to as X) ray tube.
【0002】本発明に係るX線ターゲットを用いたX線
管は、医療機器のX線シーテー(以下、CTと記載す
る。Computed Tomography の略)装置に使用するのに好
適である。An X-ray tube using an X-ray target according to the present invention is suitable for use in an X-ray sheet (hereinafter referred to as CT. Abbreviation of Computed Tomography) apparatus for medical equipment.
【0003】[0003]
【従来の技術】X線管に用いられる回転陽極のX線ター
ゲットの一例が、特公昭47−8263号公報に記載されてい
る。該特許公報には、石墨を基体とし、電子線が照射さ
れる部分近傍のみにタングステン・レニウム合金被覆を
施した構造のX線ターゲット及び石墨基体とタングステ
ン・レニウム合金被覆との間にレニウムの中間層を介在
させた構造のX線ターゲットが示されている。かかる構
造のX線ターゲットは、石墨の大きな熱容量がタングス
テン・レニウム合金被覆を熱的な過大負荷から守ると記
載されている。2. Description of the Related Art An example of a rotary anode X-ray target used for an X-ray tube is described in Japanese Patent Publication No. 47263 / 47-8263. In this patent publication, an X-ray target having a structure in which a graphite is used as a base and a tungsten / rhenium alloy coating is applied only in the vicinity of a portion irradiated with an electron beam, and an intermediate of rhenium between the graphite base and the tungsten / rhenium alloy coating. An X-ray target with a layered structure is shown. An X-ray target having such a structure is described to protect the tungsten-rhenium alloy coating from thermal overload due to the large heat capacity of graphite.
【0004】特開昭60−202643号公報には、X線ターゲ
ットを備えたX線管球の構造について示されており、
又、特開昭61−183861号公報には、X線管球を内蔵した
X線管の構造の一例が示されている。JP-A-60-202643 discloses a structure of an X-ray tube equipped with an X-ray target.
Further, JP-A-61-183861 discloses an example of the structure of an X-ray tube containing an X-ray tube.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】医療機器のX線CT装
置に要求される性質としては、診断時間の短縮及び処理
画像の鮮明化などがある。The properties required of the X-ray CT apparatus for medical equipment include shortening the diagnosis time and sharpening the processed image.
【0006】これらの要求に応じるためには、X線管の
入力を増加してX線放射量を多くすることが必要にな
る。In order to meet these requirements, it is necessary to increase the input of the X-ray tube and increase the X-ray radiation amount.
【0007】X線ターゲットは、陰極からの電子線を受
けてX線を発生するわけであるが、X線を発生する際に
電子線のほとんどは熱に変換され、X線ターゲットは高
温に加熱される。X線ターゲットの加熱温度は、入力を
増加するにしたがい上昇していく。The X-ray target receives an electron beam from the cathode to generate an X-ray, but most of the electron beam is converted into heat when the X-ray is generated, and the X-ray target is heated to a high temperature. To be done. The heating temperature of the X-ray target rises as the input is increased.
【0008】本発明者の検討結果によれば、特公昭47−
8263号公報に記載の発明のように、X線ターゲットの基
体を黒鉛で構成し、電子線が衝突する部分にX線発生金
属材料を被覆したものは、X線発生金属被覆から黒鉛基
体への熱伝導性が悪く、入力が増加するとX線発生金属
被覆が黒鉛基体から剥れ易くなる。According to the result of examination by the present inventor, Japanese Patent Publication No. 47-
As in the invention described in Japanese Patent No. 8263, in which the X-ray target substrate is made of graphite and the portion where the electron beam collides is coated with the X-ray generating metal material, the The thermal conductivity is poor, and when the input increases, the X-ray generating metal coating easily separates from the graphite substrate.
【0009】このように従来のX線ターゲットは、黒鉛
が有する大きな熱容量を有効に活用できていない。As described above, the conventional X-ray target cannot effectively utilize the large heat capacity of graphite.
【0010】本発明の目的は、X線発生金属被覆と黒鉛
基体との接着性が良好であり且つX線発生金属被覆に生
じた熱を黒鉛基体へ速やかに伝達することができるX線
ターゲットの製造法を提供するにある。An object of the present invention is to provide an X-ray target having good adhesion between the X-ray generating metal coating and the graphite substrate and capable of rapidly transferring heat generated in the X-ray generating metal coating to the graphite substrate. Providing a manufacturing method.
【0011】本発明の更に他の目的は、かかるX線ター
ゲットを具備したX線管球及びX線管を提供するにあ
る。Still another object of the present invention is to provide an X-ray tube and an X-ray tube equipped with such an X-ray target.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、黒鉛基体上の
電子線照射面にX線発生金属被覆層を形成する工程を含
むX線ターゲットの製造法において、前記工程の前に黒
鉛基体とX線発生金属被覆層との界面に、黒鉛と非反応
性であり且つ黒鉛及びX線発生金属被覆とほぼ同等の熱
膨張係数を有する金属中間層を常圧又は常圧近辺の圧力
下で化学気相めっきによって形成することを特徴とす
る。この金属中間層を被覆した後、X線発生金属を化学
気相めっき,スパッタリング或は溶射などの手段により
被覆することによって製造することができる。The present invention provides a method for producing an X-ray target, which comprises a step of forming an X-ray generating metal coating layer on an electron beam irradiation surface on a graphite substrate, and a graphite substrate before the step. At the interface with the X-ray-generating metal coating layer, a metal intermediate layer that is non-reactive with graphite and has a coefficient of thermal expansion approximately equal to that of the graphite and X-ray-generating metal coating is chemically treated under normal pressure or a pressure near normal pressure. It is characterized in that it is formed by vapor plating. After coating this metal intermediate layer, it can be produced by coating the X-ray generating metal by means such as chemical vapor deposition, sputtering or thermal spraying.
【0013】常圧又は常圧近辺の圧力下で化学気相めっ
きを施すことによって、金属中間層を黒鉛基体の内部に
浸透させることが可能となる。By performing chemical vapor deposition under atmospheric pressure or a pressure around atmospheric pressure, it becomes possible to permeate the metal intermediate layer into the inside of the graphite substrate.
【0014】[0014]
【作用】本発明の製法によって得られたX線ターゲット
は、既に述べた従来のX線ターゲットにくらべてX線発
生金属被覆層が剥離しにくいが、この効果は金属中間層
が黒鉛基体の内部にまで浸透していることに基づいてい
る。In the X-ray target obtained by the production method of the present invention, the X-ray-generating metal coating layer is less likely to peel off than the conventional X-ray target described above, but this effect is due to the fact that the metal intermediate layer is inside the graphite substrate. It is based on having penetrated to.
【0015】金属中間層を黒鉛基体内部へ浸透させたこ
とにより、両者の接触面積が著しく増加し、X線発生金
属被覆層に発生した熱が黒鉛基体へ速やかに伝達され
る。しかも黒鉛基体内部へ浸透した金属中間層は、楔と
しての働きを有し、X線発生金属被覆層を黒鉛基体から
剥れにくくする。By infiltrating the metal intermediate layer into the inside of the graphite substrate, the contact area between the two is remarkably increased, and the heat generated in the X-ray generating metal coating layer is rapidly transferred to the graphite substrate. Moreover, the metal intermediate layer that has penetrated into the graphite substrate functions as a wedge, and makes it difficult for the X-ray generating metal coating layer to separate from the graphite substrate.
【0016】本発明者らの実験によれば、金属中間層を
黒鉛基体の内部へ浸透させないときには、X線発生金属
被覆層を剥離させずにX線管へ流し得る限界の管電圧及
び管電流は、およそ120KV,350mAであった。
これに対し、金属中間層を黒鉛基体内部へ浸透させたも
のでは、管電圧120KV,管電流600mAを負荷す
ることが可能である。According to the experiments conducted by the present inventors, when the metal intermediate layer is not permeated into the graphite substrate, the tube voltage and the tube current at which the X-ray-generating metal coating layer can be flowed to the X-ray tube without being peeled off. Was about 120 KV and 350 mA.
On the other hand, in the case where the metal intermediate layer is infiltrated into the inside of the graphite substrate, a tube voltage of 120 KV and a tube current of 600 mA can be applied.
【0017】(イ)X線ターゲットの構成 本発明のX線ターゲットは、基体が黒鉛からなる。黒鉛
基体は、金属にくらべて熱容量が大きい上に熱伝導性も
よく、しかも軽量である。この軽量であるという利点
は、特開昭60−202643号公報に記載の如き構造のX線管
球に本発明のX線ターゲットを組み込むだけで使用で
き、しかも管入力を増加させることができるという効果
をもたらす。(A) Structure of X-ray target In the X-ray target of the present invention, the substrate is made of graphite. The graphite substrate has a large heat capacity as compared with a metal, has good thermal conductivity, and is lightweight. The advantage of being light in weight is that it can be used by simply incorporating the X-ray target of the present invention into the X-ray tube having the structure described in JP-A-60-202643, and the tube input can be increased. Bring effect.
【0018】黒鉛基体は、必ずしも黒鉛のみからなる必
要はない。黒鉛と金属粉とを混合して焼結したものでも
よい。たとえば黒鉛とタングステン粉末との焼結体より
なる基体は、熱伝導性がよいうえに強度的にも強く、本
発明に係るX線ターゲットの基体として十分に使用可能
である。黒鉛と金属粉との焼結体とするときの金属粉の
量は、黒鉛自身が持っている熱容量を大きく損うことの
ないように配慮して決めるべきである。黒鉛の量は、最
少でも体積比で50%を超えるようにすべきである。The graphite substrate does not necessarily have to consist of graphite. It may be a mixture of graphite and metal powder and sintered. For example, a substrate made of a sintered body of graphite and tungsten powder has good thermal conductivity and strength, and can be sufficiently used as the substrate of the X-ray target according to the present invention. The amount of the metal powder in the case of forming a sintered body of graphite and the metal powder should be determined so that the heat capacity of the graphite itself is not significantly impaired. The amount of graphite should be at least above 50% by volume.
【0019】基体はまた、黒鉛の薄板と他の部材よりな
る薄板とを重ね合せて積層構造としてもよい。この場合
の他の部材としては、金属又はセラミックなどを使用で
きる。黒鉛の薄板と熱伝導性炭化けい素焼結体の薄板と
を積層して基体を構成することにより、基体の強度を高
めることができる。The substrate may have a laminated structure by stacking a graphite thin plate and a thin plate made of another member. As the other member in this case, metal or ceramic can be used. The strength of the base can be increased by stacking the thin plate of graphite and the thin plate of the thermally conductive silicon carbide sintered body to form the base.
【0020】黒鉛基体の電子線が衝突する部分近傍を覆
うX線発生金属被覆層の材料は、電子線の照射を受けて
も溶解しないように高い融点を有するものから選ばれ
る。X線発生金属被覆層は、殆どの場合におよそ250
0℃前後にまで加熱される。したがって、2500℃以
上の高融点を有し且つX線を発生する金属から選ぶこと
が望ましい。タングステン或はタングステン・レニウム
合金は、X線発生金属被覆層の材料としてきめわて好適
である。レニウム単独でも使用できなくもないが、タン
グステン或はタングステン・レニウム合金にくらべると
劣るうえ、非常に高価である。The material of the X-ray generating metal coating layer that covers the vicinity of the portion of the graphite base on which the electron beam collides is selected from those having a high melting point so as not to dissolve even when irradiated with the electron beam. The x-ray generating metallization layer is approximately 250 in most cases.
It is heated to around 0 ° C. Therefore, it is desirable to select a metal having a high melting point of 2500 ° C. or higher and generating X-rays. Tungsten or a tungsten-rhenium alloy is particularly suitable as a material for the X-ray generating metal coating layer. Although rhenium can be used alone, it is inferior to tungsten or a tungsten-rhenium alloy and is very expensive.
【0021】黒鉛とタングステンとは、容易に反応し炭
化物を生成してしまう。したがって、黒鉛基体上にタン
グステン或はタングステン・レニウム合金を直接被覆し
たのでは、両者の界面に脆い炭化物が生成し、容易に剥
離してしまう。Graphite and tungsten easily react with each other to form a carbide. Therefore, if the graphite or the tungsten-rhenium alloy is directly coated on the graphite substrate, brittle carbides are generated at the interface between the two and are easily separated.
【0022】このことから、黒鉛と反応しないか或はほ
とんど反応しない金属を、両者の中間に介在させること
が必要となる。この金属も又、電子線照射によって溶解
しないように高融点、具体的には2500℃以上の融点
を有するものから選ぶことが望ましい。For this reason, it is necessary to interpose a metal that does not or hardly reacts with graphite in the middle of the two. This metal is also preferably selected from those having a high melting point, specifically, a melting point of 2500 ° C. or higher so as not to be melted by electron beam irradiation.
【0023】この金属中間層の材料としては、レニウム
が最良である。レニウムは、熱膨張率においても黒鉛の
熱膨張率に近似しており、したがって、黒鉛とレニウム
の界面には熱応力が集中しにくい。Rhenium is the best material for the metal intermediate layer. The thermal expansion coefficient of rhenium is also close to that of graphite, so that thermal stress is unlikely to concentrate at the interface between graphite and rhenium.
【0024】金属中間層は、黒鉛基体の表面の空孔に浸
入し内部まで浸透していることが必要である。このよう
に黒鉛基体の内部にまで金属中間層を浸透させることに
よって、既に述べたようにX線発生金属被覆層を剥離し
にくくでき、X線管に負荷する入力を増加して診断時間
の短縮及び処理画像の鮮明化をはかることができる。図
1及び図2は、本発明の製造法によって得られるX線タ
ーゲットの一実施例を示す断面図である。図1は、電子
線が当たる部分近傍の拡大図であり、図2はX線ターゲ
ット全体の概略図である。The metal intermediate layer needs to penetrate into the pores on the surface of the graphite substrate and penetrate to the inside. By infiltrating the metal intermediate layer into the inside of the graphite substrate as described above, it is possible to make it difficult to peel off the X-ray generating metal coating layer, as described above, and increase the input load on the X-ray tube to shorten the diagnosis time. Also, the processed image can be sharpened. 1 and 2 are sectional views showing an embodiment of an X-ray target obtained by the manufacturing method of the present invention. FIG. 1 is an enlarged view of the vicinity of a portion hit by an electron beam, and FIG. 2 is a schematic view of the entire X-ray target.
【0025】黒鉛基体1の表面の一部をX線発生金属被
覆層2が覆い、両者の中間に金属中間層3が介在し且つ
黒鉛基体1の内部に浸透している。An X-ray generating metal coating layer 2 covers a part of the surface of the graphite substrate 1, a metal intermediate layer 3 is interposed between the two, and penetrates into the graphite substrate 1.
【0026】金属中間層3は、その浸透深さとして黒鉛
基体表面と金属中間層の浸透部先端との間の距離を10
μm以上を有するように製造するのがよい。The metal intermediate layer 3 has a penetration depth of 10 mm between the surface of the graphite substrate and the tip of the penetration part of the metal intermediate layer.
It is preferable to manufacture it so as to have a thickness of μm or more.
【0027】金属中間層の浸透深さが小さいとX線発生
金属被覆層が剥離しやすくなり、X線管の負荷入力を増
加して診断時間の短縮或は処理画像の鮮明化を図りにく
くなる。If the penetration depth of the metal intermediate layer is small, the X-ray-generating metal coating layer is likely to peel off, increasing the load input of the X-ray tube and shortening the diagnosis time or making it difficult to sharpen the processed image. .
【0028】X線CT装置において、血管等の細部診断
を可能とするには、1500〜2000キロヒートユニット
(KHU)ないしはそれ以上の熱容量を保有するX線タ
ーゲットが必要になる。金属中間層の浸透深さを10μ
m以上とすることによりこの要求を十分に満足すること
ができる。In order to enable detailed diagnosis of blood vessels and the like in the X-ray CT apparatus, an X-ray target having a heat capacity of 1500 to 2000 kilo heat unit (KHU) or more is required. Penetration depth of metal intermediate layer is 10μ
By setting m or more, this requirement can be sufficiently satisfied.
【0029】X線発生金属被覆層2の厚さは、電子線が
入り込む深さよりも大にすべきである。電子線が入り込
む深さはおよそ10〜15μmであるので、X線発生金
属被覆層の深さを20μm以上とするのがよい。X線発
生金属被覆層を必要以上に厚くすることは、X線ターゲ
ットの重量増加を招き、高速で回転させたときに軸受を
摩耗させて回転のぶれ等をきたす原因となる。このこと
からX線発生金属被覆層の厚さは最大でも500μm程
度に止めることが望ましく、50〜200μm程度の厚
さにすることが特に望ましい。The thickness of the X-ray generating metal coating layer 2 should be larger than the depth at which the electron beam enters. Since the depth at which the electron beam enters is approximately 10 to 15 μm, the depth of the X-ray generating metal coating layer is preferably 20 μm or more. Making the X-ray generating metal coating layer thicker than necessary causes an increase in the weight of the X-ray target and causes wear of the bearing when rotating at a high speed, which causes rotation blurring and the like. From this, it is desirable that the thickness of the X-ray generating metal coating layer is limited to about 500 μm at the maximum, and it is particularly desirable to set the thickness to about 50 to 200 μm.
【0030】金属中間層の総厚さのうち、黒鉛基体の表
面を覆っている部分の厚さは、3μm以上、通常は5〜
10μmもあれば十分である。金属中間層は、黒鉛基体
上に脆い炭化物層を生成させないためのバリヤとして作
用しており、この作用は黒鉛基体表面を覆う金属中間層
の厚さが3μmもあれば十分に達せられる。金属中間層
の厚さが薄い場合には、層の内部を黒鉛が拡散してX線
発生金属被覆層と反応し、その反応生成物である炭化物
を金属中間層とX線発生金属被覆層との界面に生成する
ことがある。しかし、この場合の炭化物の存在は、X線
発生金属被覆層と金属中間層との接着性を損なうには至
らない。したがって、かかる炭化物層が生成すること
は、一向にかまわない。Of the total thickness of the metal intermediate layer, the thickness of the portion covering the surface of the graphite substrate is 3 μm or more, usually 5 to 5.
10 μm is sufficient. The metal intermediate layer acts as a barrier for preventing the formation of a brittle carbide layer on the graphite substrate, and this action can be sufficiently achieved if the thickness of the metal intermediate layer covering the surface of the graphite substrate is 3 μm. When the thickness of the metal intermediate layer is small, the graphite diffuses inside the layer and reacts with the X-ray generating metal coating layer, and the reaction product carbide is formed between the metal intermediate layer and the X-ray generating metal coating layer. May be generated at the interface of. However, the presence of the carbide in this case does not impair the adhesiveness between the X-ray generating metal coating layer and the metal intermediate layer. Therefore, the formation of such a carbide layer does not matter.
【0031】X線発生金属被覆層から黒鉛基体への熱伝
導性をより良くするために、X線発生金属被覆層を柱状
晶組織とすることが望ましい。このような柱状晶組織
は、化学気相めっきの手法を用いて被覆することによっ
て容易に得られる。In order to improve the thermal conductivity from the X-ray generating metal coating layer to the graphite substrate, it is desirable that the X-ray generating metal coating layer has a columnar crystal structure. Such a columnar crystal structure can be easily obtained by coating using a chemical vapor deposition technique.
【0032】しかしながら、このように柱状晶組織とし
た場合には、電子線の衝突によって微細な割れが発生し
やすく、この割れが進展してX線減量につながるおそれ
がある。このことから、X線発生金属被覆層を二層に
し、電子線が当たる最表面層を微細組織とし、その下部
を柱状晶組織とすることが望ましい。最表面層の微細組
織は、その下部の柱状晶よりも微細とする。However, in the case of the columnar crystal structure as described above, fine cracks are likely to occur due to the collision of electron beams, and there is a possibility that the cracks may propagate and lead to X-ray weight loss. For this reason, it is desirable that the X-ray generating metal coating layer has two layers, the outermost surface layer on which the electron beam strikes has a fine structure, and the lower part thereof has a columnar crystal structure. The microstructure of the outermost surface layer is finer than that of the columnar crystals below it.
【0033】微細組織の最表面層は、化学気相めっきの
設定条件を制御することによって得ることができるし、
スパッタリング或は溶射の手法を用いることによっても
得ることができる。The outermost surface layer of the fine structure can be obtained by controlling the set conditions for chemical vapor deposition,
It can also be obtained by using a method of sputtering or thermal spraying.
【0034】純金属は、合金にくらべて一般に熱伝導性
がよい。反対に合金にすると一般に純金属にくらべて再
結晶温度が上昇し、電子線を入射したときにより高い温
度に耐えることができるようになる。このことから、最
表面層は合金で形成し、その下部の柱状晶は純金属で形
成することが望ましい。タングステン・レニウム合金よ
りなる最表面層とその下部の純タングステン柱状晶とか
らなる二層構造のX線発生金属被覆層にすることは、高
熱容量且つ高熱伝導性のX線ターゲットを実現するため
にきわめて望ましい。この場合のタングステン・レニウ
ム合金の成分組成は、レニウムが1〜10重量%、残り
タングステンとすることが望ましい。Pure metals generally have better thermal conductivity than alloys. On the other hand, when an alloy is used, the recrystallization temperature is generally higher than that of pure metal, and it becomes possible to endure a higher temperature when an electron beam is incident. From this, it is desirable that the outermost surface layer is formed of an alloy and the columnar crystals below the outermost layer are formed of a pure metal. In order to realize an X-ray target having a high heat capacity and a high thermal conductivity, it is necessary to form an X-ray generating metal coating layer having a two-layer structure consisting of an outermost surface layer made of a tungsten-rhenium alloy and a pure tungsten columnar crystal thereunder. Highly desirable. In this case, the composition of the tungsten-rhenium alloy is preferably such that rhenium is 1 to 10% by weight and the balance is tungsten.
【0035】図3は、二層構造のX線発生金属被覆層を
有する本発明のX線ターゲットの一部断面図を示してい
る。X線発生金属被覆層2は、最表面層4と下部柱状晶
層5とからなる。1aは黒鉛基体1の空孔を示してい
る。このように二層構造としたときのX線発生金属層の
合計厚さは20〜500μmが望ましく、このうち最表
面層の厚さは50〜200μm、下部柱状晶層の厚さは
50〜300μm程度が望ましい。FIG. 3 shows a partial sectional view of an X-ray target of the present invention having an X-ray generating metal coating layer having a two-layer structure. The X-ray generating metal coating layer 2 includes an outermost surface layer 4 and a lower columnar crystal layer 5. Reference numeral 1a indicates pores in the graphite substrate 1. When the two-layer structure is used, the total thickness of the X-ray generating metal layer is preferably 20 to 500 μm, of which the outermost surface layer has a thickness of 50 to 200 μm and the lower columnar crystal layer has a thickness of 50 to 300 μm. The degree is desirable.
【0036】図4は、黒鉛基体1を三枚の板を積層した
構造とし、そのうちの一枚にセラミックス焼結板を使用
した例を示している。図4において、符号6が黒鉛板で
あり、二枚の黒鉛板の間にセラミックス焼結体7をサン
ドイッチしている。セラミックス焼結体としては、熱伝
導性のよいもの、例えばベリリアを含む炭化けい素焼結
体などを使用することが望ましい。このようにセラミッ
クス焼結体をサンドイッチした構造とすることにより黒
鉛基体の機械的強度を高めることができる。FIG. 4 shows an example in which the graphite substrate 1 has a structure in which three plates are laminated, and one of them is a ceramics sintered plate. In FIG. 4, reference numeral 6 is a graphite plate, and a ceramic sintered body 7 is sandwiched between two graphite plates. As the ceramics sintered body, it is desirable to use one having good thermal conductivity, for example, a silicon carbide sintered body containing beryllia. With such a structure in which the sintered ceramics are sandwiched, the mechanical strength of the graphite substrate can be increased.
【0037】(ロ)X線ターゲットの製造法 X線ターゲットの黒鉛基体は、焼結によって作ることが
できる。焼結によって作られた黒鉛基体は、そのままで
多くの空孔を有しており、本発明のX線ターゲットにお
ける黒鉛基体の要件すなわち多孔質黒鉛基体であるとい
う要件を具備する。(B) Method for manufacturing X-ray target The graphite substrate of the X-ray target can be manufactured by sintering. The graphite substrate produced by sintering has many pores as it is, and has a requirement of the graphite substrate in the X-ray target of the present invention, that is, a requirement of being a porous graphite substrate.
【0038】黒鉛基体の表面近傍の空孔を更に多くした
い場合には、大気中で加熱したのち熱湯中に浸漬して表
面を粗くしてもよいし、或は薬品中に浸漬して人工的に
空孔を作ってもよい。他に適当な空孔形成手段があるな
らばそれでもよく、上記方法に限定されるものではな
い。When it is desired to further increase the number of pores near the surface of the graphite substrate, the surface may be roughened by heating in the air and then immersing in hot water, or by immersing in a chemical to artificially. You may make a hole in. Any other suitable pore forming means may be used, and the method is not limited to the above method.
【0039】金属中間層は、黒鉛基体の表面近傍の空孔
内に浸透させなければならないので、常圧又は常圧近辺
の圧力下で化学気相めっきして形成することが必要とな
る。スパッタリング或は溶射による方法は、金属中間層
の浸透深さを10μm以上にすることがむずかしい。Since the metal intermediate layer must penetrate into the pores near the surface of the graphite substrate, it is necessary to form it by chemical vapor deposition under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity of atmospheric pressure. In the method using sputtering or thermal spraying, it is difficult to set the penetration depth of the metal intermediate layer to 10 μm or more.
【0040】化学気相めっき(CVD又はケミカル・ベ
ーパー・デポジションとも云う)の圧力を10-2Torrと
して金属中間層を形成させた実験では、金属中間層を黒
鉛基体の内部まで十分に浸透させることができなかっ
た。これより化学気相めっきを行う場合の圧力は、常圧
近辺として行うことが必要である。好適な雰囲気圧力は
常圧である。高い真空となる減圧下での処理は、金属中
間層の黒鉛基体内部への浸透を阻害するので、避けるべ
きである。In an experiment in which a metal intermediate layer was formed with a chemical vapor deposition (also referred to as CVD or chemical vapor deposition) pressure of 10 -2 Torr, the metal intermediate layer was sufficiently penetrated into the inside of the graphite substrate. I couldn't. Therefore, it is necessary to perform the chemical vapor deposition at a pressure near normal pressure. A suitable atmospheric pressure is atmospheric pressure. Treatment under reduced pressure, which is a high vacuum, should be avoided as it impedes the penetration of the metal intermediate layer into the graphite substrate.
【0041】金属中間層を化学気相めっきによって形成
する場合には、黒鉛基体を加熱しておくことが望まし
く、この加熱温度によって最大浸透深さが著しく影響を
受ける。黒鉛基体の好適な加熱温度は200〜300℃
である。加熱温度が低いと熱分解が低いと熱分解が進み
にくく、黒鉛基体の内部にまで十分に金属中間層を生成
浸透させることができない。加熱温度が高すぎると、黒
鉛基体の表面上でのみ熱分解が進行し、黒鉛基体の表面
上に金属中間層が析出して内部に浸透しない。When the metal intermediate layer is formed by chemical vapor deposition, it is desirable to heat the graphite substrate, and the maximum penetration depth is significantly affected by this heating temperature. The preferred heating temperature for the graphite substrate is 200 to 300 ° C.
Is. If the heating temperature is low and the thermal decomposition is low, the thermal decomposition is difficult to proceed, and the metal intermediate layer cannot be sufficiently formed and penetrated into the inside of the graphite substrate. If the heating temperature is too high, thermal decomposition proceeds only on the surface of the graphite substrate, and the metal intermediate layer is deposited on the surface of the graphite substrate and does not penetrate inside.
【0042】X線発生金属被覆層は、化学気相めっき、
スパッタリング或は溶射などによって形成することが望
ましい。柱状晶組織とする場合には、化学気相めっきを
行うことが望ましい。微細な組織を得る場合には、スパ
ッタリング或は溶射を行うのが簡便でよい。The X-ray generating metal coating layer is formed by chemical vapor deposition,
It is preferably formed by sputtering or thermal spraying. When forming a columnar crystal structure, it is desirable to perform chemical vapor deposition. When obtaining a fine structure, it is convenient to perform sputtering or thermal spraying.
【0043】X線発生金属被覆層を二層構造とし、微細
な組織の最表面層とその下部の柱状晶層を単一の工程で
形成する場合には、化学気相めっきを採用し、最表面層
形成時に被覆層形成用ガスの組成,圧力,温度,還元性
ガスなどをコントロールすることにより実現可能であ
る。When the X-ray generating metal coating layer has a two-layer structure and the outermost surface layer having a fine structure and the columnar crystal layer thereunder are formed in a single step, chemical vapor deposition is adopted, and This can be achieved by controlling the composition, pressure, temperature, reducing gas, etc. of the coating layer forming gas when forming the surface layer.
【0044】(ハ)X線管球及びX線管の構造 図5は、本発明の製造法によって得られるX線管ターゲ
ットを用いた一実施例によるX線管の概略断面図を示し
ており、図6は回転陽極の概略断面図を示している。(C) Structure of X-ray tube and X-ray tube FIG. 5 is a schematic sectional view of an X-ray tube according to an embodiment using an X-ray tube target obtained by the manufacturing method of the present invention. 6 shows a schematic sectional view of the rotary anode.
【0045】X線管10は、密閉容器11内にX線管球
100を内蔵している。この容器内のX線管球100の
周囲には冷却媒体15が充填されている。The X-ray tube 10 has an X-ray tube 100 built in a closed container 11. A cooling medium 15 is filled around the X-ray tube 100 in this container.
【0046】密閉容器11は、X線放射窓12を有す
る。X線放射窓12は、例えばガラス板の外側面或は内
側面にX線が放射される部分を残して鉛スリットを張っ
たものが望ましい。X線放射射12を除く密閉容器内側
にもX線しゃへい用材料例えば鉛板を張ることが望まし
い。The closed container 11 has an X-ray radiation window 12. It is desirable that the X-ray emission window 12 has a lead slit formed on the outer surface or the inner surface of the glass plate, leaving a portion for emitting X-rays. It is desirable that an X-ray shielding material, for example, a lead plate is also placed inside the closed container except the X-ray radiation 12.
【0047】X線管は、特開昭61−183861号公報にも記
載されているようにX線放射とともに多量の熱を発生す
る。この発生した熱を強制冷却するために密閉容器内に
冷却媒体15を充填し且つ循環させる。冷却媒体として
は、液体のもの例えば油を入れることが多い。The X-ray tube generates a large amount of heat together with X-ray radiation as described in JP-A-61-183861. In order to forcibly cool the generated heat, the cooling medium 15 is filled and circulated in the closed container. A liquid medium such as oil is often used as the cooling medium.
【0048】X線管球100は、真空管110内に回転
陽極120と陰極130を有する。真空管110は通常
はガラス管よりなる。回転陽極120は、X線ターゲッ
ト121とこのX線ターゲットの回転機構とを具備す
る。X線ターゲットの回転機構はモータ・ロータを備え
ており、X線管球の外側の前記ロータと対向する位置に
モータ・ステータ125を有する。X線ターゲットの回
転機構については、特開昭61−183861号にも本発明とき
わめて類似の構造がかなり詳しく記載されている。The X-ray tube 100 has a rotating anode 120 and a cathode 130 inside a vacuum tube 110. The vacuum tube 110 is usually a glass tube. The rotating anode 120 includes an X-ray target 121 and a rotating mechanism for the X-ray target. The rotating mechanism of the X-ray target includes a motor / rotor, and has a motor / stator 125 at a position facing the rotor outside the X-ray tube. Regarding the rotating mechanism of the X-ray target, a structure very similar to that of the present invention is described in considerable detail in JP-A-61-183861.
【0049】陰極130は、電子線放出のためのフィラ
メントを備えており、放出された電子線131はX線タ
ーゲット121に入射し密閉容器11のX線放射窓12
から放射される。符号129は陽極端子を示し、符号1
39は陰極端子を示している。又、符号141,142
は、X線管球100が密閉容器11に衝突して破損した
りするのを防止するクッションを示している。符号11
1は、真空管内を真空吸引し、最終的に管端を封じた部
分すなわち真空封止部を示している。The cathode 130 has a filament for emitting an electron beam, and the emitted electron beam 131 is incident on the X-ray target 121 and the X-ray emission window 12 of the closed container 11.
Emitted from. Reference numeral 129 indicates an anode terminal, and reference numeral 1
Reference numeral 39 indicates a cathode terminal. Also, reference numerals 141 and 142
Shows a cushion that prevents the X-ray tube 100 from colliding with and damaging the closed container 11. Code 11
Reference numeral 1 denotes a portion in which the inside of the vacuum tube is vacuumed and finally the tube end is sealed, that is, a vacuum sealing portion.
【0050】図5では密閉容器11の上端にゴムの蓋1
3がかぶせてある。これは、何らかの原因によりX線管
が破壊したときにも、冷却媒体が管外部へ洩れて出ない
ようにするためである。ゴム蓋13は、ゴムのもつ伸縮
作用によって冷却媒体の流出を阻止する。In FIG. 5, a rubber lid 1 is attached to the upper end of the closed container 11.
It is covered with 3. This is to prevent the cooling medium from leaking out of the tube even when the X-ray tube is broken for some reason. The rubber lid 13 prevents the cooling medium from flowing out due to the elastic action of the rubber.
【0051】回転陽極120は、図6に示すようにX線
ターゲット121とその回転機構とを具備する。回転機
構は、回転軸122と円筒状のロータ123とを有す
る。ロータ123の材料としては、銅が好適である。回
転軸122の周囲は、固定軸124で包囲されており、
回転軸と固定軸の間に軸受126具体的には玉軸受が設
けられている。符号127は軸受126のストッパであ
る。又、符号128は、ロータ123と固定軸124と
の間のスペーサである。固定軸124は、固定部材15
0に固定されている。The rotary anode 120 comprises an X-ray target 121 and its rotating mechanism as shown in FIG. The rotating mechanism has a rotating shaft 122 and a cylindrical rotor 123. Copper is suitable as the material of the rotor 123. The circumference of the rotating shaft 122 is surrounded by the fixed shaft 124,
A bearing 126, specifically, a ball bearing is provided between the rotary shaft and the fixed shaft. Reference numeral 127 is a stopper of the bearing 126. Further, reference numeral 128 is a spacer between the rotor 123 and the fixed shaft 124. The fixed shaft 124 includes the fixed member 15
It is fixed at 0.
【0052】X線管球及び回転陽極の構造に関しては、
特開昭60−202643号公報にも本発明と類似の構造が示さ
れている。Regarding the structure of the X-ray tube and the rotating anode,
Japanese Patent Laid-Open No. 60-202643 also discloses a structure similar to the present invention.
【0053】X線CT装置による診断時間の短縮及び処
理画像の鮮明化を図るためには、X線ターゲットを大型
化して熱容量を高めることが必要になる。しかし、X線
ターゲットが大型化し重量が増大すると、軸受にかかる
負荷が増加し、回転軸との摺動部から摩耗粉が発生して
回転軸が偏心するようになる。又、摩耗粉の発生により
耐電圧が低下し、使用不能に陥ることがある。In order to shorten the diagnosis time by the X-ray CT apparatus and sharpen the processed image, it is necessary to enlarge the X-ray target and increase the heat capacity. However, when the X-ray target becomes large and the weight increases, the load applied to the bearing increases, and abrasion powder is generated from the sliding portion with the rotating shaft, so that the rotating shaft becomes eccentric. In addition, the generation of abrasion powder lowers the withstand voltage, which may make it unusable.
【0054】このことから、大型のX線ターゲットを用
いる場合には、それに適する回転陽極の開発或は回転機
構の改良が必要になる。しかし、本発明のX線ターゲッ
トは、黒鉛を基体としており、重量の重いタングステン
・レニウム等のX線発生材料は、ターゲットの表面のご
く一部にしか用いていないので、図6に示す構造の回転
陽極に組み入れて用いることができ、且つ高熱容量を発
現できる。Therefore, when a large X-ray target is used, it is necessary to develop a rotating anode suitable for it or to improve the rotating mechanism. However, the X-ray target of the present invention is based on graphite, and the heavy X-ray generating materials such as tungsten and rhenium are used only on a small part of the surface of the target, and therefore, the structure shown in FIG. 6 is used. It can be used by being incorporated in a rotating anode and can exhibit a high heat capacity.
【0055】従来のきわめて一般的な構造の回転陽極に
組み入れて使用でき、且つ高熱容量化が図れるという点
で、きわめて画期的である。It is extremely epoch-making in that it can be used by incorporating it into a conventional rotary anode having a very general structure, and that a high heat capacity can be achieved.
【0056】[0056]
(実施例1)基体として黒鉛,中間層にレニウム,X線
発生金属材料の下地をタングステン,最表面をタングス
テン・レニウム合金としたターゲットを試作した。図3
はターゲット表面付近の断面構造である。黒鉛基体1は
多数の空孔1aを有する。金属中間層3は黒鉛基体1の
表面部分の空孔1aに浸透して層状をなし、その上に二
層構造よりなるX線発生金属被覆層2を有する。このタ
ーゲットの作製はまず、黒鉛基体1aを機械加工し、そ
の際に生じた切削粉の空孔1aへの目ずまり等を除去す
るため純水で超音波洗浄を行い、1500℃の真空中で
空焼きの熱処理を施した。その後、化学気相めっき法で
金属中間層3のレニウム層,X線発生金属被覆層2とし
て柱状結晶タングステン層5および微細結晶タングステ
ン・レニウム合金層4を単一工程で連続的に設けた。(Example 1) A target having graphite as a substrate, rhenium as an intermediate layer, tungsten as an underlayer of an X-ray generating metal material, and a tungsten-rhenium alloy as the outermost surface was experimentally manufactured. Figure 3
Is the cross-sectional structure near the target surface. The graphite base 1 has a large number of holes 1a. The metal intermediate layer 3 penetrates into the holes 1a in the surface portion of the graphite substrate 1 to form a layer, and has the X-ray generating metal coating layer 2 having a two-layer structure thereon. In order to manufacture this target, first, the graphite substrate 1a is machined, ultrasonic cleaning is performed with pure water to remove the clogging of the pores 1a of cutting powder generated at that time, and the target is vacuumed at 1500 ° C. It was heat-treated by baking in. After that, the rhenium layer of the metal intermediate layer 3, the columnar crystal tungsten layer 5 and the fine crystal tungsten-rhenium alloy layer 4 as the X-ray generating metal coating layer 2 were continuously provided in a single step by chemical vapor deposition.
【0057】タングステン・レニウム合金の成分は、レ
ニウム5重量%、残りタングステンである。この合金層
の厚さは100μm、タングステン層の厚さは200μ
mである。レニウム層のうち黒鉛基体表面に介在する厚
さはおよそ10μmであり、黒鉛基体内部への最大浸透
深さは約100μmであった。化学気相めっきは常圧で
弗化レニウム及びタングステンを水素で還元する方法で
行ったが、弗化レニウム及び弗化タングステンとも析出
条件が温度,圧力等によって異なる。そこで、金属中間
層3のレニウムが黒鉛基体1の表面空孔1aに十分浸透
するように約300℃に基体温度を調整しめっきした。
一方、タングステンは析出温度は幅広いが、温度が高く
なるほど柱状結晶の粒径及び表面の凹凸が大きくなる。
また、タングステン・レニウム合金は温度によって結晶
粒径形態が変化する。そこで今回は、金属中間層3の上
に基体温度約550℃でタングステンの柱状結晶5,基
体温度約450℃でタングステン・レニウム合金の微細
結晶4を設けた。このようにして得られたターゲットは
軽量で熱輻射率,熱容量が大きく、過酷な使用条件化に
おいても、黒鉛基体1と金属中間層3とが強固な結合を
有するため、剥離及び熱伝導性の低下等の問題がない。The composition of the tungsten-rhenium alloy is 5% by weight of rhenium with the balance being tungsten. This alloy layer has a thickness of 100 μm, and the tungsten layer has a thickness of 200 μm.
m. The thickness of the rhenium layer interposed on the surface of the graphite substrate was about 10 μm, and the maximum penetration depth into the inside of the graphite substrate was about 100 μm. The chemical vapor deposition was carried out by a method of reducing rhenium fluoride and tungsten with hydrogen under normal pressure, but the deposition conditions of both rhenium fluoride and tungsten fluoride differ depending on the temperature and pressure. Therefore, the substrate temperature was adjusted to about 300 ° C. so that rhenium in the metal intermediate layer 3 could sufficiently penetrate into the surface pores 1a of the graphite substrate 1, and plating was performed.
On the other hand, although tungsten has a wide deposition temperature, the higher the temperature, the larger the grain size of the columnar crystals and the larger the surface irregularities.
In addition, the grain size morphology of the tungsten-rhenium alloy changes with temperature. Therefore, this time, columnar crystals of tungsten 5 at a substrate temperature of about 550 ° C. and fine crystals 4 of a tungsten-rhenium alloy at a substrate temperature of about 450 ° C. are provided on the metal intermediate layer 3. The target thus obtained is lightweight, has a large heat emissivity and a large heat capacity, and has a strong bond between the graphite substrate 1 and the metal intermediate layer 3 even under severe conditions of use, so that the target of peeling and thermal conductivity can be improved. There is no problem such as deterioration.
【0058】図7は、このX線ターゲット及び従来のタ
ーゲットを図5に示す構造のX線管に組み込んで、管電
圧120KV,管電流400mAでX線を発生させたと
きのX線減量とスキャン数との関係する特性図である。FIG. 7 shows the X-ray reduction and scanning when this X-ray target and a conventional target were incorporated into an X-ray tube having the structure shown in FIG. 5 to generate X-rays at a tube voltage of 120 KV and a tube current of 400 mA. It is a characteristic view related to the number.
【0059】従来のターゲットとしては、黒鉛基体にレ
ニウム層を介してタングステン・レニウム層を設け且つ
レニウム層の浸透がない構造とした黒鉛ベースターゲッ
ト及びモリブデン基体の電子線照射面にタングステン・
レニウム合金層を焼結によって形成した金属ターゲット
を用いた。As a conventional target, a graphite base target in which a tungsten / rhenium layer is provided on a graphite substrate via a rhenium layer and a structure in which the rhenium layer does not permeate is provided, and a tungsten.
A metal target formed by sintering a rhenium alloy layer was used.
【0060】図7において、電圧120KV,電流40
0mAの使用条件でのターゲットのX線量変化を見る
と、レニウム層の浸透がない黒鉛ベースターゲット及
び、金属ターゲットに比べ本発明ターゲットはX線の減
量が少ない。また本発明のターゲットは電圧120K
V,電流600mAの負荷という大入力を照射しても何
等変化は認められなかった。In FIG. 7, a voltage of 120 KV and a current of 40
Looking at the change in the X-ray dose of the target under the use condition of 0 mA, the target of the present invention shows less X-ray reduction than the graphite-based target without penetration of the rhenium layer and the metal target. The target of the present invention has a voltage of 120K.
No change was observed even when a large load of V and a current of 600 mA was applied.
【0061】(実施例2)実施例1において、最表層の
タングステン・レニウム合金に代えて、微細結晶の純タ
ングステンにしても同様の効果が得られた。(Example 2) In Example 1, the same effect was obtained by using fine tungsten of fine crystal instead of the tungsten-rhenium alloy of the outermost layer.
【0062】(実施例3)ターゲットは既に述べたごと
く熱応力によって、金属中間層及びX線発生金属被覆層
の剥離が発生してはならない。そこで、金属中間層の成
膜法と黒鉛基体との密着性について検討した。一つはス
パッタ法であり、もう一つは化学気相めっき法である。
まず、スパッタ法は純度99.9%以上のスパッタ用レ
ニウム・ターゲットを上、黒鉛基体を下に配置したスパ
ッタ・ダウン方式でレニウムを成膜した。スパッタガス
はアルゴンであり、圧力は0.01Torr でレニウムを1
0μm程度黒鉛基体上にスパッタ成膜した。その結果、
黒鉛基体特有の空孔へのレニウムの浸透は見られなかっ
た。さらに、汚れや空孔の少ない高密度黒鉛基体にスパ
ッタ成膜したものは、1000〜1500℃の真空熱処
理によって、ふくれ現象がしばしば見られた。従って、
中間層をスパッタ法で設ける場合は、特に基板の前処理
方法等に注意する必要がある。(Embodiment 3) As described above, the target should not cause peeling of the metal intermediate layer and the X-ray generating metal coating layer due to thermal stress. Therefore, the film forming method of the metal intermediate layer and the adhesion to the graphite substrate were examined. One is the sputtering method and the other is the chemical vapor deposition method.
First, as a sputtering method, a rhenium film was formed by a sputtering down method in which a rhenium target for sputtering having a purity of 99.9% or more was placed on the upper side and a graphite substrate was placed on the lower side. The sputtering gas is argon, the pressure is 0.01 Torr, and the rhenium is 1
A film was formed by sputtering on a graphite substrate having a thickness of about 0 μm. as a result,
No penetration of rhenium into the pores specific to the graphite substrate was observed. In addition, a swelling phenomenon was often observed on a high-density graphite substrate with few stains and voids, which was formed by sputtering by vacuum heat treatment at 1000 to 1500 ° C. Therefore,
When providing the intermediate layer by the sputtering method, it is necessary to pay particular attention to the pretreatment method of the substrate.
【0063】次に、化学気相めっきにおいて例えば弗化
レニウムを常圧の水素還元方式でレニウムを析出する場
合、温度によって黒鉛基体空孔へのレニウムの浸透状態
や析出速度さらには、その膜質が異なる。例えば温度を
200〜300℃程度にすると、黒鉛基体の表面部空孔
に十分浸透したレニウム膜が得られるが400℃では黒
鉛基体上へレニウムは厚く析出するが、空孔への浸透が
不十分である。さらに温度が高くなり500℃になる
と、粉末状のレニウムが析出し、中間層として不適当な
状態になる。従って、中間層と黒鉛基体との窓着性は、
200〜300℃の温度下での化学気相めっき法による
ものが適当である。Next, in chemical vapor deposition, for example, when rhenium fluoride is deposited by a hydrogen reduction method under atmospheric pressure, the permeation state of rhenium into the pores of the graphite substrate and the deposition rate, and the film quality thereof depend on the temperature. different. For example, if the temperature is set to about 200 to 300 ° C., a rhenium film that has sufficiently penetrated into the surface pores of the graphite substrate can be obtained. At 400 ° C., rhenium is deposited thickly on the graphite substrate, but the penetration into the pores is insufficient. Is. When the temperature further rises to 500 ° C., powdery rhenium is deposited, which makes the intermediate layer unsuitable. Therefore, the windowing property between the intermediate layer and the graphite substrate is
It is suitable to use a chemical vapor deposition method at a temperature of 200 to 300 ° C.
【0064】(実施例4)熱容量を黒鉛で、回転速度を
金属,セラミック等で担当する形の複合基体を用いるこ
とが考えられる。そこで、図4に示すターゲットを試作
した。複合基体は高熱伝導セラミックとして知られてい
るベリリア(BeO)入り炭化けい素(SiC)焼結板
7と黒鉛板6の積層体であり、SiCをホットプレスで
焼結する際、上,下にスペーサとして用いる黒鉛とSi
Cが強固に接着したものを、ターゲット形状に加工し
た。その後、純水で洗浄、1500℃の真空加熱を行
い、金属中間層3のレニウム,X線発生金属被覆層1を
化学気相めっき法で設けた。なお、この時のX線発生金
属被覆層1はタングステン・レニウムの微細単一結晶層
にした。このターゲットにおいても実施例1と同様な効
果が得られると共に、さらに、回転破壊強度が2倍以上
にできた。(Embodiment 4) It is conceivable to use a composite substrate in which the heat capacity is graphite and the rotation speed is metal, ceramic or the like. Then, the target shown in FIG. 4 was prototyped. The composite substrate is a laminated body of silicon carbide (SiC) sintered plate 7 containing beryllia (BeO), which is known as a high thermal conductive ceramic, and a graphite plate 6, and when SiC is sintered by hot pressing, Graphite and Si used as spacers
What was firmly adhered with C was processed into a target shape. Then, it was washed with pure water and heated at 1500 ° C. under vacuum to provide the metal intermediate layer 3 with the rhenium and X-ray generating metal coating layer 1 by chemical vapor deposition. The X-ray generating metal coating layer 1 at this time was a fine single crystal layer of tungsten / rhenium. With this target as well, the same effect as in Example 1 was obtained, and the rotational rupture strength could be doubled or more.
【0065】黒鉛は局部的あるいは全体的に無定形な空
孔を有すると同時に、数多くの金属と反応して硬くて脆
い化合物を作る。そこで、ターゲットの中間層は化合物
を作りにくい高融点の金属から選ばれる。しかし、異種
材料であるため、実負荷中にその界面には大きな熱応力
が集中する。そこで、本発明のように基板が本来有する
空孔まで中間層が浸透して結合していれば、熱伝導率が
損われないので従来のような熱応力によるX線発生材料
の剥離の問題は防止できるので、信頼性の高いターゲッ
トの製造が可能である。このターゲットは同形の金属タ
ーゲットに比べて重量が1/3以下と軽量であり、熱容
量的には2倍以上のターゲットができる。従って本発明
によれば電子線による大電流を入力できるのでX線画像
の高鮮明化と診断効率の向上(撮影時間の短縮)の効果
がある。Graphite has amorphous pores locally or wholly and at the same time, reacts with many metals to form a hard and brittle compound. Therefore, the intermediate layer of the target is selected from high-melting-point metals that are difficult to form compounds. However, since they are different materials, large thermal stress concentrates on the interface during actual load. Therefore, as in the present invention, if the intermediate layer penetrates and bonds to the holes originally possessed by the substrate, the thermal conductivity is not impaired, and thus the conventional problem of delamination of the X-ray generating material due to thermal stress is eliminated. Since this can be prevented, it is possible to manufacture a highly reliable target. This target has a weight of 1/3 or less as compared with a metal target of the same shape, and a target having a heat capacity of 2 times or more can be formed. Therefore, according to the present invention, a large current due to the electron beam can be input, so that the X-ray image can be made clearer and the diagnostic efficiency can be improved (the imaging time can be shortened).
【0066】[0066]
【発明の効果】以上述べたように本発明の製造法によっ
て得られるX線管用ターゲットは、X線発生金属被覆層
が剥れにくくしかもこの被覆層から黒鉛基体への熱伝導
性がよい。したがって高熱容量X線ターゲットとして好
適である。As described above, in the X-ray tube target obtained by the manufacturing method of the present invention, the X-ray-generating metal coating layer is unlikely to peel off and the thermal conductivity from the coating layer to the graphite substrate is good. Therefore, it is suitable as a high heat capacity X-ray target.
【図1】本発明の製造法によって得られる一実施例によ
るX線ターゲットの概略断面図の一部拡大断面図であ
る。FIG. 1 is a partially enlarged sectional view of a schematic sectional view of an X-ray target according to an embodiment obtained by a manufacturing method of the present invention.
【図2】本発明の製造法によって得られる一実施例によ
るX線ターゲットの概略断面図の全体の断面図である。FIG. 2 is an overall sectional view of a schematic sectional view of an X-ray target according to an example obtained by the manufacturing method of the present invention.
【図3】本発明の他の実施例によるX線ターゲットの一
部拡大断面図である。FIG. 3 is a partially enlarged sectional view of an X-ray target according to another embodiment of the present invention.
【図4】本発明の他の実施例によるX線ターゲットの全
体の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of an entire X-ray target according to another embodiment of the present invention.
【図5】本発明のX線管の一実施例を示す概略断面図で
ある。FIG. 5 is a schematic sectional view showing an embodiment of the X-ray tube of the present invention.
【図6】本発明の回転陽極の一実施例を示す概略断面図
である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of the rotating anode of the present invention.
【図7】各種X線ターゲットを組み込んだX線管の使用
時のスキャン数とX線減量の関係を示す特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of scans and X-ray reduction when using an X-ray tube incorporating various X-ray targets.
1…黒鉛基体、2…X線発生金属被覆層、3…金属中間
層、10…X線管、100…X線管球、120…回転陽
極、121…X線ターゲット。1 ... Graphite substrate, 2 ... X-ray generating metal coating layer, 3 ... Metal intermediate layer, 10 ... X-ray tube, 100 ... X-ray tube, 120 ... Rotating anode, 121 ... X-ray target.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福島 正武 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 諏訪 正輝 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 稲村 一郎 東京都千代田区内神田一丁目1番14号 株 式会社 日立メディコ内 (56)参考文献 特開 昭53−102690(JP,A) 特開 昭57−61252(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Masatake Fukushima Inventor Masatake Fukushima 4026 Kuji Town, Hitachi City, Ibaraki Hitachi Ltd., Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Masateru Suwa 4026 Kuji Town, Hitachi City, Ibaraki Hitachi Research Institute, Ltd. In-house (72) Inventor Ichiro Inamura 1-14-1 Uchikanda, Chiyoda-ku, Tokyo Hitachi Medical Co., Ltd. (56) References JP-A-53-102690 (JP, A) JP-A-57-61252 (JP) , A)
Claims (6)
にX線発生金属を被覆する工程を含むX線管用ターゲッ
トの製造方法において、前記工程の前に前記黒鉛基体表
面に黒鉛と非反応性の金属中間層を常圧近辺の圧力下で
化学気相めっきを施すことによって形成するとともに前
記黒鉛と非反応性の金属を前記黒鉛基体空孔内に浸透さ
せる工程を含み、その後、柱状晶組織の下部層と微細組
織の最表面層よりなる積層構造のX線発生金属被覆層を
順次形成することを特徴とするX線管用ターゲットの製
造法。1. A method of manufacturing a target for an X-ray tube, which comprises a step of coating an electron beam irradiation surface on a substrate made of a graphite sintered body with an X-ray generating metal, and graphite is provided on the surface of the graphite substrate before the step. Including a step of forming a non-reactive metal intermediate layer by performing chemical vapor deposition under a pressure near normal pressure and permeating the graphite and a non-reactive metal into the graphite base pores , Lower layer of columnar structure and fine assemblage
X-ray generating metal coating layer of laminated structure consisting of the outermost surface layer of woven fabric
A method for manufacturing a target for an X-ray tube, which is characterized in that the target is formed sequentially .
ム合金又はタングステンよりなり、前記金属中間層がレ
ニウムである請求項1のX線管用ターゲットの製造法。2. The method for producing an X-ray tube target according to claim 1, wherein the X-ray generating metal is a tungsten-rhenium alloy or tungsten, and the metal intermediate layer is rhenium.
℃である請求項1又は2のX線管用ターゲットの製造
法。3. The chemical vapor deposition temperature is 200 to 300.
The method for producing a target for an X-ray tube according to claim 1 or 2, which is at a temperature of ° C.
を被覆する工程を含むX線管用ターゲットの製造法にお
いて、前記工程の前に、常圧近辺の圧力を満足する条件
下で化学気相めっきを施すことによって前記黒鉛基体表
面にレニウム層を被覆すると共にレニウムを前記黒鉛基
体内に浸透させる工程を含み、その後、タングステン下
部層とタングステン・レニウム合金の最表面層よりなる
二層構造のX線発生金属被覆層を順次形成することを特
徴とするX線管用ターゲットの製造法。4. A method for producing a target for an X-ray tube, which comprises a step of coating an electron beam irradiating surface on a graphite substrate with an X-ray generating metal, under the condition that a pressure near atmospheric pressure is satisfied before the step. A step of coating the surface of the graphite substrate with a rhenium layer by chemical vapor deposition and permeating rhenium into the graphite substrate, and thereafter forming a two-layer structure comprising a lower tungsten layer and an outermost surface layer of a tungsten-rhenium alloy. A method of manufacturing a target for an X-ray tube, which comprises sequentially forming an X-ray generating metal coating layer having a structure.
によって柱状晶組織に形成する請求項4のX線管用ター
ゲットの製造法。5. The method for producing a target for an X-ray tube according to claim 4, wherein the tungsten lower layer is formed into a columnar crystal structure by chemical vapor deposition.
学気相めっき,スパッタリング及び溶射のいずれかの手
段によって微細組織に形成する請求項4のX線管用ター
ゲットの製造法。6. The method for producing an X-ray tube target according to claim 4, wherein the outermost surface layer of tungsten / rhenium is formed into a fine structure by any one of chemical vapor deposition, sputtering and thermal spraying.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3237881A JPH0793100B2 (en) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | Method of manufacturing target for X-ray tube |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3237881A JPH0793100B2 (en) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | Method of manufacturing target for X-ray tube |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62060996A Division JPH0731993B2 (en) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | Target for X-ray tube and X-ray tube using the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04357645A JPH04357645A (en) | 1992-12-10 |
| JPH0793100B2 true JPH0793100B2 (en) | 1995-10-09 |
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ID=17021809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3237881A Expired - Lifetime JPH0793100B2 (en) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | Method of manufacturing target for X-ray tube |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0793100B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180066689A (en) * | 2016-12-09 | 2018-06-19 | 경북대학교 산학협력단 | Target of X-ray tube, X-ray tube with the same, and method for fabricating the X-ray target |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53102690A (en) * | 1977-02-18 | 1978-09-07 | Toshiba Corp | Target for x-ray tube |
| JPS5761252A (en) * | 1980-09-05 | 1982-04-13 | Toshiba Corp | Rotating anode for x-ray tube |
-
1991
- 1991-09-18 JP JP3237881A patent/JPH0793100B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180066689A (en) * | 2016-12-09 | 2018-06-19 | 경북대학교 산학협력단 | Target of X-ray tube, X-ray tube with the same, and method for fabricating the X-ray target |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04357645A (en) | 1992-12-10 |
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