Ｘ線管用ターゲットおよびそれを用いたＸ線管、Ｘ線検査装置ならびにＸ線管用ターゲットの製造方法
【課題】 高温強度に優れ、コストダウンを可能にしたＸ線管用ターゲットおよびその製
造方法を提供する。
【解決手段】 炭素基材と、Ｍｏ基材もしくはＭｏ合金基材とを接合層を介して接合した
Ｘ線管用ターゲットにおいて、前記接合層をＥＰＭＡにより組成比を検出したとき、前記
接合層は、厚さ１〜１００μｍのＭｏＶＸの拡散相、厚さ１０〜５００μｍのＶＸ合金相
、厚さ１〜６００μｍのＸリッチ相、厚さ１０〜１５００μｍのＸＺｒ合金相、ただし、
ＸはＮｂ、Ｔａ、Ｗから選ばれる少なくとも１種以上、を具備することを特徴とする。
造方法を提供する。
【解決手段】 炭素基材と、Ｍｏ基材もしくはＭｏ合金基材とを接合層を介して接合した
Ｘ線管用ターゲットにおいて、前記接合層をＥＰＭＡにより組成比を検出したとき、前記
接合層は、厚さ１〜１００μｍのＭｏＶＸの拡散相、厚さ１０〜５００μｍのＶＸ合金相
、厚さ１〜６００μｍのＸリッチ相、厚さ１０〜１５００μｍのＸＺｒ合金相、ただし、
ＸはＮｂ、Ｔａ、Ｗから選ばれる少なくとも１種以上、を具備することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線管ターゲットおよびそれを用いたＸ線管、Ｘ線検査装置並びにＸ線管タ
ーゲットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線管は、Ｘ線の透過力を利用して人体などの被検体内部の状況を把握するＸ線ＣＴ装
置、Ｘ線透視装置、構造物内部の欠陥やケース内部等を検出する非破壊検査用分析装置（
例えば荷物検査装置）といった各種Ｘ線検査装置に用いられている。
Ｘ線検査装置は、Ｘ線を発生させるＸ線管と、被検体を透過したＸ線を検出するための
シンチレータ（イメージ増幅管含む）を具備したＸ線検出部を備えている。
Ｘ線管は、一般にガラスバルブ、金属またはセラミックス製容器内に対向するように配
置された一対の陰極および陽極を具備しており、陰極はタングステンフィラメント等から
構成され、また陽極はタングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ）またはその合金からなる
ターゲットから構成されている。このＸ線管の動作原理は、陰極のタングステンフィラメ
ントを加熱することによって電子が放出され、それらが陽極と陰極間に印加した電圧によ
り加速され、電子ビームとして運動エネルギーをもって陽極となるターゲットに衝突し、
その結果、ターゲットからＸ線が所定方向に放出させるというものである。
近年、Ｘ線ＣＴやＸ線透視装置、非破壊検査装置にはＸ線画像の高精細化による解像力
の向上、および動画像取得や検査時間の短縮が求められている。Ｘ線CTの解像力向上のた
めには、Ｘ線検出部に用いられるＸ線シンチレータ１個１個を小型化し、同一検出面積に
多数配列することが必要となる。しかしながらＸ線シンチレータが小型になると、単位面
積あたり同一のＸ線入射エネルギーに対するＸ線検出感度は低下してしまう。この感度低
下は、Ｘ線管のＸ線出力をより大きくすることで補うことが可能である。さらにまた動画
像取得や検査時間の短縮もＸ線管のＸ線出力をより大きくすることにより実現できる。こ
のようなことから、従来以上に強力なＸ線を発生させることができる高出力Ｘ線管が求め
られるており、その開発実用化が行われている。
【０００３】
一般にＸ線管のＸ線出力を大きくするには、ターゲットへ衝突する電子の運動エネルギ
ーを増加させる必要がある。しかしながら電子の運動エネルギーの一部は熱エネルギーと
してターゲット上の電子衝突部分の温度を上昇させてしまい、ターゲット自体の溶融や温
度上昇によるターゲットの金属相の劣化を引き起こしてしまう。
そのため多くの高出力Ｘ線管は、ターゲットを軸対称回転体(例えば円板状)とし、電子
ビームに対して２０００ｒｐｍ〜１００００ｒｐｍ以上の高速度で回転させて電子ビーム
照射を受けるターゲットの焦点面を常に変化させ、局所的な温度上昇を防止するような構
造を採っている。このようなターゲットをもつＸ線管は回転陽極(ターゲット)Ｘ線管と呼
ばれている。
このような回転陽極Ｘ線管のさらなる高出力化のためには、（１）ターゲットの回転速
度をさらに高めて冷却効率を向上させた上で、ターゲットに衝突する電子ビームの運動エ
ネルギーを大きくする、（２）ターゲットを大型化し、電子ビームが衝突する面積を広く
する等の方法がある。
【０００４】
Ｘ線ＣＴやＸ線検査装置のＸ線管は連続照射ではなく、一つのＣＴ検査、一つの非破壊
検査が終了すると次の検査までの間にＸ線照射をしない時間（ターゲットにエネルギー入
力のない時間）がある。このため、ターゲット全体の熱容量を大きくしておくことにより
、Ｘ線照射時のターゲットの最高温度を抑えることが可能となるとともにターゲットの平
均温度を高めることが可能となりＸ線管の高出力に対応できる。ターゲット全体の熱容量
を大きくする際にターゲットは回転体となるため、その質量はなるべく小さくすることが
望ましい。ターゲットの電子ビームが衝突する部分は前記のとおり、Ｗ、Ｍｏやその合金
が必要とされるが、密度が大きく比熱の小さいＷ、Ｍｏやその合金のみでターゲットを構
成するには質量が過大となり適当でない。そこで大きな熱容量とターゲットの重量増加抑
制のためには高温での機械的強度に問題がなく、比熱の大きい材料である炭素をＷ、Ｍｏ
やその合金と接合して使用することが望ましいことになる。
また、高出力Ｘ線管のＸ線管ターゲットを実現する方法として、Ｗ、Ｍｏやその合金の
ターゲットサイズをより大きくして放熱面積を拡大する方法が考えられるが、前記のとお
り高速回転に耐える回転体剛性を考慮した構造と軸受けを含めてＸ線管として大幅な重量
と寸法の増加が必要となってしまう。さらに高速スキャニングが趨勢となっているＣＴ装
置に用いる場合、ＣＴ装置のＸ線管全体もＣＴスキャニング速度で回転させる必要がある
ため、その大きな遠心力に耐える構造にするには大きな困難が伴う。
前記のようにＷ，Ｍｏと炭素を接合したＸ線管であればターゲットの軽量化をなし得る
ことができる。このようなＸ線管用ターゲットとして特許第３０４０２０３号公報（特許
文献１）が提案されている。特許文献１はろう材としてＶ（バナジウム）を使用して接合
する方法を用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３０４０２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の方法を用いることにより、高温下での接合強度に優れたＸ線管用ターゲッ
トが得られている。しかしながら、特許文献１のようにバナジウムを使ったろう材はバナ
ジウムが非常に高価であることから製造コストがかかる。本発明は、このような問題を解
決するためのもので高温下での接合強度を高めると共に安価な接合方法によりＸ線管用タ
ーゲットおよびその製造方法並びにＸ線検出器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のＸ線管用ターゲットは、炭素基材と、Ｍｏ基材もしくはＭｏ合金基材とを接合
層を介して接合したＸ線管用ターゲットにおいて、前記接合層をＥＰＭＡにより組成比を
検出したとき、前記接合層は、厚さ１〜１００μｍのＭｏＶＸの拡散相、厚さ１０〜５０
０μｍのＶＸ合金相、厚さ１〜６００μｍのＸリッチ相、厚さ１０〜１５００μｍのＸＺ
ｒ合金相、ただし、ＸはＮｂ、Ｔａ、Ｗから選ばれる少なくとも１種以上、を具備するこ
とを特徴とするものである。
また、前記ＭｏＶＸ拡散相は、ＭｏＶＸの固溶体を具備していることが好ましい。また
、前記ＶＸ合金相はＭｏ含有量が１０質量％以下（０含む）であることが好ましい。また
、前記Ｘリッチ相はＸが９０質量％以上であることが好ましい。また、前記ＸＺｒ合金相
は、ＺｒＣ相を具備していることが好ましい。このようなＸ線管用ターゲットはＸ線管、
さらにはＸ線検査装置に最適である。
【０００８】
また、本発明のＸ線管用ターゲットの製造方法は、炭素基材とＭｏ基材またはＭｏ合金
基材とを接合層を介して接合したＸ線管用ターゲットの製造方法において、炭素基材とＭ
ｏ基材またはＭｏ合金基材との間に、厚さ０．００１ｍｍ以上０．０１ｍｍ未満のＶから
なる第一ろう材層、厚さ０．１〜０．６ｍｍのＮｂ、Ｔａ、Ｗから選ばれる少なくとも１
種以上を主成分とする第二ろう材層、厚さ０．１〜０．３ｍｍのＺｒからなる第三ろう材
層を作製するろう材層作製工程、および１７３０〜１９００℃の温度で接合する接合工程
を具備することを特徴とするものである。
また、ろう材層作製工程は、第一ろう材層、第二ろう材層、第三ろう材層のクラッド材
を作製する工程であることが好ましい。また、ろう材層作製工程は、第二ろう材層上に、
第一ろう材層となるＶ膜を成膜する工程を含むことが好ましい。また、接合工程は１７３
０〜１８６０℃の温度で行うであることが好ましい。また、接合工程は１〜２００ｋＰａ
の圧力を付加しながら行うことが好ましい。また、接合工程は真空中または不活性雰囲気
中で行うことが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高温下での接合強度に優れたＸ線管用ターゲットを提供することがで
きる。また高温下での接合強度が優れていることから、信頼性の高いＸ線検出器を得るこ
とができる。またバナジウムのような高価な材料の使用量を減らすことができるので、製
造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のＸ線管用ターゲットの一例を示す断面図。
【図２】本発明の接合層の一例を示す断面図。
【図３】本発明の接合層の他の一例を示す断面図。
【図４】本発明のグラファイト基材に凹部を設けた一例を示す断面図。
【図５】本発明の製造方法の一例を示す図。
【図６】試験片の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のＸ線管用ターゲットは炭素基材と、Ｍｏ基材もしくはＭｏ合金基材とを接合層
を介して接合した構造を具備するものである。図１にＸ線管用ターゲットの一例を示す断
面を示す。図中、１はＸ線管用ターゲット、２はＭｏ基材（もしくはＭｏ合金基材）、３
は接合層、４は炭素基材、５は回転軸を挿入するための穴部である。
Ｍｏ（モリブデン）基材２は、電子線照射面となる部材である。Ｍｏは比重が高いため
、Ｍｏ基材のみでＸ線管用ターゲットを構成するとターゲットが重くなり、高速回転させ
るための保持具（回転軸）、回転機構（モータ）などの補強が必要となる。そのため、タ
ーゲットの一部を炭素基材４に置き換えることが重要である。また、Ｍｏ合金としては高
温強度を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えばＴｉやＺｒを合計で
０．２〜１０質量％含有したＭｏ合金が挙げられ、もしくはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｌａ、Ｔ
ａ、Ｙ、Ｎｂ、Ｗ、Ｒｅ等を金属単体、酸化物、炭化物のいずれか１種を０．２〜１０質
量％含有したＭｏ合金が挙げられる。また、電子線照射面には、必要に応じてＷ（タング
ステン）やＲｅ−Ｗ合金（レニウムタングステン合金）を設けても良い。また、炭素基材
としてはグラファイト基材などが挙げられる。
【００１２】
Ｘ線管用ターゲットの軽量化と高温下での接合強度を両立するためにはＭｏ基材２と炭
素基材４を強固に接合する接合層３が必要である。本発明では接合層についてＥＰＭＡに
より組成比を検出したとき、前記接合層は、厚さ１〜１００μｍのＭｏＶＸの拡散相、厚
さ１０〜５００μｍのＶＸ合金相、厚さ１〜６００μｍのＸリッチ相、厚さ１０〜１５０
０μｍのＸＺｒ合金相、ただし、ＸはＮｂ、Ｔａ、Ｗから選ばれる少なくとも１種以上、
を具備することを特徴としている。
なお、本発明においてＥＭＰＡを用いるのは、化学分析ではなかなか困難な微小領域で
の面分析が可能であるからである。具体的には、まず接合層を厚さ方向に切断し、切断面
の表面粗さ(Ｒａ)が１μｍ以下になるようにダイヤモンド砥石等で研磨する。そしてＥＰ
ＭＡにより定性・定量分析等を行う。
【００１３】
本発明の接合層の一例を図２に示す。図２中、２はＭｏ基材、３は接合層、４は炭素基
材、６はＭｏＶＸの拡散相、７はＶＸ合金相、８はＸリッチ相、９はＸＺｒ合金相である
。
本発明の接合層はＶ（バナジウム）、Ｘ成分（Ｎｂ、Ｔａ、Ｗから選ばれる少なくとも
１種以上）、Ｚｒ（ジルコニウム）を必須成分として具備するものである。
一般にＺｒと炭素は強固な接合を得ることができる一方で、ＺｒとＭｏは融点の低い共
晶合金を形成してしまう。融点の低い共晶合金が存在すると、高温下での接合強度が低下
する。このようなＺｒＭｏ共晶合金の形成を防ぐために、ＺｒとＭｏの間にＶやＸ成分を
設置することが望ましい。ＶやＸ成分はＭｏと合金化しても融点は低くならないため、Ｚ
ｒの拡散防止に効果的である。
また、一般にＶとＭｏを接合するには、Ｖの融点（１８９０℃）以上の温度に加熱して
液相化しなければならない。しかしながら、あまり高い温度下（２２００℃以上）ではＭ
ｏ基材の機械的強度が大幅に低下し、製品としての品質が劣化してしまう。また、あまり
高い温度で接合するとＺｒの拡散が進行し、強度の弱いＭｏＺｒ合金を形成してしまう。
一方、１４００℃程度の温度では液相化が不十分であり、接合強度が低下する。そこでそ
のような問題を解決するため、本発明ではＸ成分を用いている。すなわち、Ｘ成分（Ｎｂ
，Ｔａ，Ｗの少なくとも１種以上）を使ってＺｒがＭｏ基材まで拡散するのを防いでいる
。また、Ｚｒの拡散を防止しつつＶが液相化する温度での接合を可能としている。
【００１４】
以上のことから、本発明の接合層はＶ（バナジウム）、Ｘ成分（Ｎｂ、Ｔａ、Ｗから選
ばれる少なくとも１種以上）、Ｚｒ（ジルコニウム）を必須成分としている。以下に各相
について説明する。
ＭｏＶＸの拡散相は、Ｍｏ基材のＭｏとろう材として用いるＶおよびＸ成分が相互に拡
散してできた相で、ｂｃｃ結晶構造をもつ固溶体を形成している。また拡散相中のＭｏ含
有量は、１０質量％を超えた量である。ＭｏＶＸの拡散相の厚さは１〜１００μｍ、好ま
しくは１０〜５０μｍである。
ＭｏＶＸの拡散相は連続した層としてＭｏ基材上に形成されていることが望ましいが、
Ｍｏ基材上の面積比で８０％以上に拡散相が形成されていればよい。一方、ＭｏＶＸの拡
散相の厚さが１μｍ未満であると拡散相が形成されない部分が生じやすい（面積比で１０
％未満になりやすい）。一方、１００μｍを超えると高温下での接合強度の改善効果が飽
和するだけではなく、厚さのばらつきが大きくなり接合強度の低下が生じる可能性がある
。また、ＭｏＶＸの拡散相はＭｏＶＸの固溶体を具備することが好ましい。固溶体とする
ことにより、化学的に安定したものとすることができる。
【００１５】
また、ＶＸ合金相は、Ｘ成分が１０質量％以上５０質量％以下、Ｍｏ含有量１０質量％
以下（０含む）、残部Ｖである相のことである。前記したようにＶＸ合金相はＶとＸ成分
の固溶体を形成していることが好ましい。
ＶＸ合金相の厚さは１０〜５００μｍ、さらには２０〜３００μｍが好ましい。厚さが
１０μｍ未満では連続した層状にならない部分ができてしまう可能性がある。一方、３０
０μｍを超えるとＶＸ合金相を設ける効果が飽和する。また、ＮｂＴｉ合金相は連続した
層状であることが好ましい。
Ｘリッチ相はＸ成分を９０質量％以上１００質量％以下となる相のことである。Ｘリッ
チ相中のＸ以外の成分としてＶを１０質量％以下（０含む）、Ｚｒを１質量％以下（０含
む）含有していてもよい。Ｖ含有量が１０質量％以下（０質量％含む）の領域を具備する
ことにより、後述するＸＺｒ合金相からＺｒが必要以上に拡散するのを防ぐことができる
。必要以上のＺｒの拡散を防ぐことにより、低融点のＭｏＺｒ共晶合金ができるのを防ぐ
ことができる。また、Ｘリッチ相は厚さが１〜６００μｍであることが好ましい。１μｍ
未満ではＺｒの拡散防止効果が不足するおそれがあり、６００μｍを超えるとＺｒの拡散
防止効果の改善が見られない。Ｘリッチ相のさらに好ましい厚さは、３０〜４００μｍで
ある。
Ｘ成分としては、Ｎｂ，Ｔａ，Ｗの中でＮｂが価格が安いので好ましい。
【００１６】
ＸＺｒ合金相は、Ｘ成分を含有しているＺｒ相のことである。このＸＺｒ合金相は、Ｚ
ｒが炭素と反応してＺｒＣ相を形成する場合がある。また、ＺｒＣ相はＺｒとＣの反応に
よる微細析出（微細粒子の析出）であり、ＸＺｎ合金相中に微細な析出物を分散すること
によってＸＺｒ合金相の機械的強度を高める効果があるため、高温下での接合強度をより
向上させることができる。また、ＸＺｒ合金相は連続した層状であることが好ましい。ま
た、ＺｒＣ相は図３（図３中、９はＸＺｒ合金相、１０はＺｒＣ相）に示したようにＸＺ
ｒ合金相中に微細に分散した状態であることが好ましく、ＸＺｒ合金相中に０．１〜数％
（体積比）存在すればその効果が十分となる。また、その厚さは１０〜１５００μｍ、さ
らには１００〜５００μｍが好ましい。
以上のような接合層は合計の厚さが２０〜２０００μｍであることが好ましい。なお前
記接合層とはＭｏＮｂＴｉの拡散相からＺｒＮｂ合金相（ＺｒＣ相がある場合はＺｒＣ相
を含む）までの厚さを合計した範囲である。また接合層の厚さが均一でないとき（例えば
、後述する接合面に凹部を設ける場合）は、最も短い距離を接合層の厚さとする。
【００１７】
このような接合層を具備することにより、高価なバナジウムの使用量を低減した上で高
温下での接合強度が高いＸ線管用ターゲットを得ることができる。
また、さらに接合強度を高めるために炭素基材の接合層接触面には凹部を設けることも
有効である。図４に凹部を設ける一例を示した。図４中、４は炭素基材、９はＸＺｒ合金
相、１１は凹部である。凹部を設けることによりアンカー効果が得られる。凹部は図４に
示したＶ（ブイ）字型に限られるものではなく、断面凹状、Ｕ字型などが挙げられる。ま
た、凹部は、ドット状、縦溝、横溝、格子状、円状、多角形状、渦巻き状など特に限定さ
れるものではない。また、凹部はグラファイト基材接合面の面積比５０％以上、さらには
８０％以上の範囲で設けることが好ましい。５０％未満では凹部を設ける効果が小さい。
本発明のＸ線管用ターゲットは高温下での接合強度に優れているため、２０００ｒｐｍ
以上、さらには１００００ｒｐｍ強の高速回転するＸ線管、直径９ｃｍ以上の大型ターゲ
ット、印加電圧１００ｋＶ以上の高出力Ｘ線管等に用いた場合、最適である。そのため、
本発明のＸ線管用ターゲットを用いることで、Ｘ線検査装置の信頼性を向上させることが
できる。
【００１８】
本発明のＸ線管用ターゲットは上記構成を具備すれば製造方法は特に限定されるもので
はないが、効率よく得る方法として次の方法が挙げられる。
まず、ろう材層として、厚さ０．００１ｍｍ以上０．０１ｍｍ未満のＶからなる第一ろ
う材層、厚さ０．１〜０．６ｍｍのＮｂ、Ｔａ、Ｗから選ばれる少なくとも１種以上を主
成分とする第二ろう材層、厚さ０．１〜０．３ｍｍのＺｒからなる第三ろう材層を作製す
るろう材層作製工程、を行う。
ろう材層の作製方法は、各金属の箔体を設置する方法、もしくは各金属粉末をペースト
状にして塗布する方法等がある。
また、ろう材層作製工程は、第一ろう材層、第二ろう材層、第三ろう材層のクラッド材
を作製する工程とすることも可能である。この方法であれば、金属ペーストを塗布する方
法と比較して、各ろう材層を均一な厚さに制御し易い。
また、ろう材層作製工程は、第二ろう材層上に、第一ろう材層となるＶ膜を成膜する工
程を含むことも可能である。この方法であれば、Ｖ層を薄くできるので、特に高価なＶの
使用量を減らしたいときに効果的である。
図５にろう材層を設ける工程の一例を示す。図５中、２はＭｏ基材、４は炭素基材、１
２は第一ろう材層、１３は第二ろう材層、１４は第三ろう材層である。Ｍｏ基材と炭素基
材の間に、Ｍｏ基材／第一ろう材層／第二ろう材層／第三ろう材層／炭素基材の積層構造
なるように各ろう材層を設置する工程を行う。
また、各ろう材層は純度が９８％以上の高純度のものを用いることが好ましい。
【００１９】
また、第一ろう材層の厚さは０．００１ｍｍ以上０．０１ｍｍ未満、さらには０．００
３〜０．００８ｍｍの範囲であることが好ましい。第一ろう材層の厚さが０．００１ｍｍ
未満ではバナジウム量が少な過ぎて均一なＭｏＶＸ拡散相を形成できない恐れがある。一
方、０．０１ｍｍ以上では、バナジウム使用の効果が飽和するだけでなく、コストアップ
の要因となる。
また、第二ろう材層は厚さ０．１〜０．６ｍｍ、第三ろう材層は厚さ０．１〜０．３ｍ
ｍの範囲であることが好ましい。第二ろう材層の厚さが０．１ｍｍ身ｍ未満では、Ｚｒの
拡散を十分防止できない恐れがある。また、第三ろう材層（Ｚｒ層）の厚さが０．１ｍｍ
未満では炭素基材との接合強度が低下する恐れがある。一方、第二ろう材層の厚さが０．
６ｍｍを超えることまたは第三ろう材層の厚さが０．３ｍｍを超えて厚いと目的とする接
合層が得られない恐れがあるだけでなく、接合工程中に液相となったろう材がターゲット
外部へ漏れ出てしまう危険性が高い。
次に積層構造としたものを、１７３０〜１９００℃の温度下で接合する接合工程を行う
。この時、温度が１７３０℃未満では各ろう材層が十分に液相化しない。また、１９００
℃を超えるとＭｏ基材の機械的強度が大幅に劣化してしまう可能性がある。さらに好まし
い温度は１７３０〜１８６０℃である。Ｚｒの融点(１８５２℃)と同等以下の温度領域で
あれば、Ｚｒがターゲット外部へ漏れ出てしまう危険性が低い。
【００２０】
また、接合する際、圧力１〜２００ｋＰａを付加しながら行うことが望ましい。圧力を
付加しながら接合することで接合強度を向上させることができる。また、バナジウム層が
薄くても十分な接合強度を得ることができる。圧力が１ｋＰａ未満では圧力を加える効果
が不十分であり、２００ｋＰａを超えると接合時にろう材層が液相となりターゲット外に
溢れ出るおそれがある。さらに好ましい圧力は２〜５０ｋＰａである。
また接合工程は、真空中または非酸化性雰囲気中で行うことが好ましい。この真空とは
、1×１０−２Ｐａ以下が好ましい。また非酸化性雰囲気とは、窒素、アルゴン雰囲気等
が挙げられ、特にアルゴン雰囲気が好ましい。また真空中または非酸化性雰囲気中で行う
ことにより、ろう材層が必要以上に酸化されることを防止することができる。また接合す
る際は、前処理として水素雰囲気中での熱処理も有効である。このように接合面を水素雰
囲気にさらすことにより、接合を阻害する要因となる吸着酸素や酸化物等を除去すること
ができ、接合強度をさらに高めることができる。
【００２１】
また接合時の加熱時間は、上記条件にもよるが１分〜１時間の保持が好ましい。前記加
熱時間は接合層の温度が目的とする接合温度に対し±１０℃の範囲内になってから１分〜
１時間保持することが好ましい。
また接合後、必要に応じ側面の研磨加工等の後工程を行う。さらにまたＸ線管に組込む
際は、回転軸（シャフト）に接合して組み込む。本発明のＸ線管用ターゲットは回転陽極
に好適であり、高温強度に優れているので回転速度２０００ｒｐｍ以上の、直径９ｃｍ以
上さらには１２ｃｍ以上の大型ターゲット、または印加電圧１００ｋＶ以上の高速、大型
、高出力のＸ線管に好適である。また、本発明のＸ線管はシンチレータ等の検出器と組み
合わせることによりＸ線検査装置を得ることができる。Ｘ線管が高速、大型または高出力
に対応できるのでＸ線検査装置としての性能も向上できる。特に、ＣＴ用Ｘ線検査装置や
透視用Ｘ線検査装置に好適である。ＣＴは画像を立体的（３次元画像）に処理できる検査
装置であり、透視用はＣＴに比べ短時間で２次元画像を得ることのできる検査装置である
。どちらの場合もＸ線管の高速、大型または高出力が必要である。
【００２２】
[実施例]
以下、本発明の実施形態について、実施例および比較例により具体的に説明する。
（実施例１）
第一ろう材層として厚さ０．００５ｍｍのＶ箔（純度９９質量％以上）、第二ろう材層
として厚さ０．３ｍｍのＮｂ箔（純度９９質量％以上）、第三ろう材層として厚さ０．２
ｍｍのＺｒ箔（純度９８質量％以上）の箔体状ろう材層を調整した。
Ｍｏ基材／第一ろう材層／第二ろう材層／第三ろう材層／グラファイト基材となるよう
に積層させた後、真空中（１×１０−２Ｐａ以下）、１８５０℃×３０分、圧力の付加１
０ｋＰａの条件下で接合することにより、実施例１にかかるＸ線管用ターゲットを作製し
た。なお、ターゲットの直径は１０ｃｍであり、Ｍｏ基材としてＴｉを０．５質量％、Ｚ
ｒを０．０８質量％、残部ＭｏからなるＭｏ合金基材を用いた。また、グラファイト基材
の接合面側には断面Ｖ字の溝を渦巻き状に面積比８０％以上で形成した。
得られたＸ線管用ターゲットの接合部断面を切り出し、表面粗さＲａが１μｍになるま
で研磨した後、ＥＰＭＡにて接合部断面の各相の組成、厚さ等を調査した。その結果を表
２に示す。
（実施例２〜６）
ろう材層の厚さ、合金組成、接合条件等を表１に示すように変えたものを作製し、実施
例１と同様にＥＰＭＡに調査した。その結果を表２に示す。なお、ろう材作製工程におい
て「スパッタリングによりＶ膜形成」とは第二ろう材箔の表面にスパッタリング法にてバ
ナジウム膜を形成したことを示す。また、「予めクラッド材に加工」は、第一〜第三ろう
材箔を圧延工程にてクラッド材に一体化したものを示す。
【００２３】
（比較例１）
グラファイト基材上に、厚さ１００μｍのＺｒ箔、Ｍｏ基材を乗せて真空中（１×１０
−２Ｐａ以下）、１７２０℃×５分、圧力の付加１０ｋＰａの条件下で接合した。
（比較例２）
Ｍｏ基材／厚さ０．０７ｍｍのバナジウム箔／厚さ０．３ｍｍのタングステン箔／厚さ
０．１ｍｍのＮｂＺｒ合金（Ｎｂ２０質量％）箔／グラファイト基材の積層構造体を真空
中（１０−４Ｔｏｒｒ以下）、１７００℃×１０分、圧力は付加しない、で加熱接合した
。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】
表２から分かる通り、実施例に係るＸ線管用ターゲットの接合層は所定の相構造を具備
していた。また、実施例のＭｏＶＸ拡散相はすべて固溶体であった。また、ＶＸ合金相は
Ｍｏが１０質量％以下の領域であった。また、Ｘリッチ相はＸ成分が９０質量％以上（残
りＶが１０質量％以下、Ｚｒが１質量％以下）の領域であった。また、ＸＺｒ合金相中に
はＺｒＣ相があったがいずれも体積比で０．２〜２．５％の範囲であった。
次に実施例および比較例にかかるＸ線管用ターゲットから図６のような試験片を切りだ
し、４点曲げ法により接合層の曲げ強度を測定した。その際、試験片を室温から高温領域
まで真空中で加熱し、各温度に対する曲げ強度を測定し、その強度が急激に低下する直前
の温度 (接合耐熱温度)を調査した。その結果を表３に示す。
【００２７】
【表３】
【００２８】
本実施例にかかるＸ線管用ターゲットは比較例と同等以上の高温強度が得られている。
つまり、同等の特性であるにも関わらず、高価なバナジウムの使用量を低減して優れた接
合強度が得られた。
【符号の説明】
【００２９】
１…Ｘ線管用ターゲット
２…Ｍｏ基材
３…接合層
４…グラファイト基材
５…穴部
６…ＭｏＮｂＴｉの拡散相
７…ＮｂＴｉ合金相
８…Ｎｂリッチ相
９…ＺｒＮｂ合金相
１０…ＺｒＣ相
１１…凹部
１２…第一ろう材層
１３…第二ろう材層
１４…第三ろう材層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線管ターゲットおよびそれを用いたＸ線管、Ｘ線検査装置並びにＸ線管タ
ーゲットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線管は、Ｘ線の透過力を利用して人体などの被検体内部の状況を把握するＸ線ＣＴ装
置、Ｘ線透視装置、構造物内部の欠陥やケース内部等を検出する非破壊検査用分析装置（
例えば荷物検査装置）といった各種Ｘ線検査装置に用いられている。
Ｘ線検査装置は、Ｘ線を発生させるＸ線管と、被検体を透過したＸ線を検出するための
シンチレータ（イメージ増幅管含む）を具備したＸ線検出部を備えている。
Ｘ線管は、一般にガラスバルブ、金属またはセラミックス製容器内に対向するように配
置された一対の陰極および陽極を具備しており、陰極はタングステンフィラメント等から
構成され、また陽極はタングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ）またはその合金からなる
ターゲットから構成されている。このＸ線管の動作原理は、陰極のタングステンフィラメ
ントを加熱することによって電子が放出され、それらが陽極と陰極間に印加した電圧によ
り加速され、電子ビームとして運動エネルギーをもって陽極となるターゲットに衝突し、
その結果、ターゲットからＸ線が所定方向に放出させるというものである。
近年、Ｘ線ＣＴやＸ線透視装置、非破壊検査装置にはＸ線画像の高精細化による解像力
の向上、および動画像取得や検査時間の短縮が求められている。Ｘ線CTの解像力向上のた
めには、Ｘ線検出部に用いられるＸ線シンチレータ１個１個を小型化し、同一検出面積に
多数配列することが必要となる。しかしながらＸ線シンチレータが小型になると、単位面
積あたり同一のＸ線入射エネルギーに対するＸ線検出感度は低下してしまう。この感度低
下は、Ｘ線管のＸ線出力をより大きくすることで補うことが可能である。さらにまた動画
像取得や検査時間の短縮もＸ線管のＸ線出力をより大きくすることにより実現できる。こ
のようなことから、従来以上に強力なＸ線を発生させることができる高出力Ｘ線管が求め
られるており、その開発実用化が行われている。
【０００３】
一般にＸ線管のＸ線出力を大きくするには、ターゲットへ衝突する電子の運動エネルギ
ーを増加させる必要がある。しかしながら電子の運動エネルギーの一部は熱エネルギーと
してターゲット上の電子衝突部分の温度を上昇させてしまい、ターゲット自体の溶融や温
度上昇によるターゲットの金属相の劣化を引き起こしてしまう。
そのため多くの高出力Ｘ線管は、ターゲットを軸対称回転体(例えば円板状)とし、電子
ビームに対して２０００ｒｐｍ〜１００００ｒｐｍ以上の高速度で回転させて電子ビーム
照射を受けるターゲットの焦点面を常に変化させ、局所的な温度上昇を防止するような構
造を採っている。このようなターゲットをもつＸ線管は回転陽極(ターゲット)Ｘ線管と呼
ばれている。
このような回転陽極Ｘ線管のさらなる高出力化のためには、（１）ターゲットの回転速
度をさらに高めて冷却効率を向上させた上で、ターゲットに衝突する電子ビームの運動エ
ネルギーを大きくする、（２）ターゲットを大型化し、電子ビームが衝突する面積を広く
する等の方法がある。
【０００４】
Ｘ線ＣＴやＸ線検査装置のＸ線管は連続照射ではなく、一つのＣＴ検査、一つの非破壊
検査が終了すると次の検査までの間にＸ線照射をしない時間（ターゲットにエネルギー入
力のない時間）がある。このため、ターゲット全体の熱容量を大きくしておくことにより
、Ｘ線照射時のターゲットの最高温度を抑えることが可能となるとともにターゲットの平
均温度を高めることが可能となりＸ線管の高出力に対応できる。ターゲット全体の熱容量
を大きくする際にターゲットは回転体となるため、その質量はなるべく小さくすることが
望ましい。ターゲットの電子ビームが衝突する部分は前記のとおり、Ｗ、Ｍｏやその合金
が必要とされるが、密度が大きく比熱の小さいＷ、Ｍｏやその合金のみでターゲットを構
成するには質量が過大となり適当でない。そこで大きな熱容量とターゲットの重量増加抑
制のためには高温での機械的強度に問題がなく、比熱の大きい材料である炭素をＷ、Ｍｏ
やその合金と接合して使用することが望ましいことになる。
また、高出力Ｘ線管のＸ線管ターゲットを実現する方法として、Ｗ、Ｍｏやその合金の
ターゲットサイズをより大きくして放熱面積を拡大する方法が考えられるが、前記のとお
り高速回転に耐える回転体剛性を考慮した構造と軸受けを含めてＸ線管として大幅な重量
と寸法の増加が必要となってしまう。さらに高速スキャニングが趨勢となっているＣＴ装
置に用いる場合、ＣＴ装置のＸ線管全体もＣＴスキャニング速度で回転させる必要がある
ため、その大きな遠心力に耐える構造にするには大きな困難が伴う。
前記のようにＷ，Ｍｏと炭素を接合したＸ線管であればターゲットの軽量化をなし得る
ことができる。このようなＸ線管用ターゲットとして特許第３０４０２０３号公報（特許
文献１）が提案されている。特許文献１はろう材としてＶ（バナジウム）を使用して接合
する方法を用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３０４０２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の方法を用いることにより、高温下での接合強度に優れたＸ線管用ターゲッ
トが得られている。しかしながら、特許文献１のようにバナジウムを使ったろう材はバナ
ジウムが非常に高価であることから製造コストがかかる。本発明は、このような問題を解
決するためのもので高温下での接合強度を高めると共に安価な接合方法によりＸ線管用タ
ーゲットおよびその製造方法並びにＸ線検出器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のＸ線管用ターゲットは、炭素基材と、Ｍｏ基材もしくはＭｏ合金基材とを接合
層を介して接合したＸ線管用ターゲットにおいて、前記接合層をＥＰＭＡにより組成比を
検出したとき、前記接合層は、厚さ１〜１００μｍのＭｏＶＸの拡散相、厚さ１０〜５０
０μｍのＶＸ合金相、厚さ１〜６００μｍのＸリッチ相、厚さ１０〜１５００μｍのＸＺ
ｒ合金相、ただし、ＸはＮｂ、Ｔａ、Ｗから選ばれる少なくとも１種以上、を具備するこ
とを特徴とするものである。
また、前記ＭｏＶＸ拡散相は、ＭｏＶＸの固溶体を具備していることが好ましい。また
、前記ＶＸ合金相はＭｏ含有量が１０質量％以下（０含む）であることが好ましい。また
、前記Ｘリッチ相はＸが９０質量％以上であることが好ましい。また、前記ＸＺｒ合金相
は、ＺｒＣ相を具備していることが好ましい。このようなＸ線管用ターゲットはＸ線管、
さらにはＸ線検査装置に最適である。
【０００８】
また、本発明のＸ線管用ターゲットの製造方法は、炭素基材とＭｏ基材またはＭｏ合金
基材とを接合層を介して接合したＸ線管用ターゲットの製造方法において、炭素基材とＭ
ｏ基材またはＭｏ合金基材との間に、厚さ０．００１ｍｍ以上０．０１ｍｍ未満のＶから
なる第一ろう材層、厚さ０．１〜０．６ｍｍのＮｂ、Ｔａ、Ｗから選ばれる少なくとも１
種以上を主成分とする第二ろう材層、厚さ０．１〜０．３ｍｍのＺｒからなる第三ろう材
層を作製するろう材層作製工程、および１７３０〜１９００℃の温度で接合する接合工程
を具備することを特徴とするものである。
また、ろう材層作製工程は、第一ろう材層、第二ろう材層、第三ろう材層のクラッド材
を作製する工程であることが好ましい。また、ろう材層作製工程は、第二ろう材層上に、
第一ろう材層となるＶ膜を成膜する工程を含むことが好ましい。また、接合工程は１７３
０〜１８６０℃の温度で行うであることが好ましい。また、接合工程は１〜２００ｋＰａ
の圧力を付加しながら行うことが好ましい。また、接合工程は真空中または不活性雰囲気
中で行うことが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高温下での接合強度に優れたＸ線管用ターゲットを提供することがで
きる。また高温下での接合強度が優れていることから、信頼性の高いＸ線検出器を得るこ
とができる。またバナジウムのような高価な材料の使用量を減らすことができるので、製
造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のＸ線管用ターゲットの一例を示す断面図。
【図２】本発明の接合層の一例を示す断面図。
【図３】本発明の接合層の他の一例を示す断面図。
【図４】本発明のグラファイト基材に凹部を設けた一例を示す断面図。
【図５】本発明の製造方法の一例を示す図。
【図６】試験片の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のＸ線管用ターゲットは炭素基材と、Ｍｏ基材もしくはＭｏ合金基材とを接合層
を介して接合した構造を具備するものである。図１にＸ線管用ターゲットの一例を示す断
面を示す。図中、１はＸ線管用ターゲット、２はＭｏ基材（もしくはＭｏ合金基材）、３
は接合層、４は炭素基材、５は回転軸を挿入するための穴部である。
Ｍｏ（モリブデン）基材２は、電子線照射面となる部材である。Ｍｏは比重が高いため
、Ｍｏ基材のみでＸ線管用ターゲットを構成するとターゲットが重くなり、高速回転させ
るための保持具（回転軸）、回転機構（モータ）などの補強が必要となる。そのため、タ
ーゲットの一部を炭素基材４に置き換えることが重要である。また、Ｍｏ合金としては高
温強度を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えばＴｉやＺｒを合計で
０．２〜１０質量％含有したＭｏ合金が挙げられ、もしくはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｌａ、Ｔ
ａ、Ｙ、Ｎｂ、Ｗ、Ｒｅ等を金属単体、酸化物、炭化物のいずれか１種を０．２〜１０質
量％含有したＭｏ合金が挙げられる。また、電子線照射面には、必要に応じてＷ（タング
ステン）やＲｅ−Ｗ合金（レニウムタングステン合金）を設けても良い。また、炭素基材
としてはグラファイト基材などが挙げられる。
【００１２】
Ｘ線管用ターゲットの軽量化と高温下での接合強度を両立するためにはＭｏ基材２と炭
素基材４を強固に接合する接合層３が必要である。本発明では接合層についてＥＰＭＡに
より組成比を検出したとき、前記接合層は、厚さ１〜１００μｍのＭｏＶＸの拡散相、厚
さ１０〜５００μｍのＶＸ合金相、厚さ１〜６００μｍのＸリッチ相、厚さ１０〜１５０
０μｍのＸＺｒ合金相、ただし、ＸはＮｂ、Ｔａ、Ｗから選ばれる少なくとも１種以上、
を具備することを特徴としている。
なお、本発明においてＥＭＰＡを用いるのは、化学分析ではなかなか困難な微小領域で
の面分析が可能であるからである。具体的には、まず接合層を厚さ方向に切断し、切断面
の表面粗さ(Ｒａ)が１μｍ以下になるようにダイヤモンド砥石等で研磨する。そしてＥＰ
ＭＡにより定性・定量分析等を行う。
【００１３】
本発明の接合層の一例を図２に示す。図２中、２はＭｏ基材、３は接合層、４は炭素基
材、６はＭｏＶＸの拡散相、７はＶＸ合金相、８はＸリッチ相、９はＸＺｒ合金相である
。
本発明の接合層はＶ（バナジウム）、Ｘ成分（Ｎｂ、Ｔａ、Ｗから選ばれる少なくとも
１種以上）、Ｚｒ（ジルコニウム）を必須成分として具備するものである。
一般にＺｒと炭素は強固な接合を得ることができる一方で、ＺｒとＭｏは融点の低い共
晶合金を形成してしまう。融点の低い共晶合金が存在すると、高温下での接合強度が低下
する。このようなＺｒＭｏ共晶合金の形成を防ぐために、ＺｒとＭｏの間にＶやＸ成分を
設置することが望ましい。ＶやＸ成分はＭｏと合金化しても融点は低くならないため、Ｚ
ｒの拡散防止に効果的である。
また、一般にＶとＭｏを接合するには、Ｖの融点（１８９０℃）以上の温度に加熱して
液相化しなければならない。しかしながら、あまり高い温度下（２２００℃以上）ではＭ
ｏ基材の機械的強度が大幅に低下し、製品としての品質が劣化してしまう。また、あまり
高い温度で接合するとＺｒの拡散が進行し、強度の弱いＭｏＺｒ合金を形成してしまう。
一方、１４００℃程度の温度では液相化が不十分であり、接合強度が低下する。そこでそ
のような問題を解決するため、本発明ではＸ成分を用いている。すなわち、Ｘ成分（Ｎｂ
，Ｔａ，Ｗの少なくとも１種以上）を使ってＺｒがＭｏ基材まで拡散するのを防いでいる
。また、Ｚｒの拡散を防止しつつＶが液相化する温度での接合を可能としている。
【００１４】
以上のことから、本発明の接合層はＶ（バナジウム）、Ｘ成分（Ｎｂ、Ｔａ、Ｗから選
ばれる少なくとも１種以上）、Ｚｒ（ジルコニウム）を必須成分としている。以下に各相
について説明する。
ＭｏＶＸの拡散相は、Ｍｏ基材のＭｏとろう材として用いるＶおよびＸ成分が相互に拡
散してできた相で、ｂｃｃ結晶構造をもつ固溶体を形成している。また拡散相中のＭｏ含
有量は、１０質量％を超えた量である。ＭｏＶＸの拡散相の厚さは１〜１００μｍ、好ま
しくは１０〜５０μｍである。
ＭｏＶＸの拡散相は連続した層としてＭｏ基材上に形成されていることが望ましいが、
Ｍｏ基材上の面積比で８０％以上に拡散相が形成されていればよい。一方、ＭｏＶＸの拡
散相の厚さが１μｍ未満であると拡散相が形成されない部分が生じやすい（面積比で１０
％未満になりやすい）。一方、１００μｍを超えると高温下での接合強度の改善効果が飽
和するだけではなく、厚さのばらつきが大きくなり接合強度の低下が生じる可能性がある
。また、ＭｏＶＸの拡散相はＭｏＶＸの固溶体を具備することが好ましい。固溶体とする
ことにより、化学的に安定したものとすることができる。
【００１５】
また、ＶＸ合金相は、Ｘ成分が１０質量％以上５０質量％以下、Ｍｏ含有量１０質量％
以下（０含む）、残部Ｖである相のことである。前記したようにＶＸ合金相はＶとＸ成分
の固溶体を形成していることが好ましい。
ＶＸ合金相の厚さは１０〜５００μｍ、さらには２０〜３００μｍが好ましい。厚さが
１０μｍ未満では連続した層状にならない部分ができてしまう可能性がある。一方、３０
０μｍを超えるとＶＸ合金相を設ける効果が飽和する。また、ＮｂＴｉ合金相は連続した
層状であることが好ましい。
Ｘリッチ相はＸ成分を９０質量％以上１００質量％以下となる相のことである。Ｘリッ
チ相中のＸ以外の成分としてＶを１０質量％以下（０含む）、Ｚｒを１質量％以下（０含
む）含有していてもよい。Ｖ含有量が１０質量％以下（０質量％含む）の領域を具備する
ことにより、後述するＸＺｒ合金相からＺｒが必要以上に拡散するのを防ぐことができる
。必要以上のＺｒの拡散を防ぐことにより、低融点のＭｏＺｒ共晶合金ができるのを防ぐ
ことができる。また、Ｘリッチ相は厚さが１〜６００μｍであることが好ましい。１μｍ
未満ではＺｒの拡散防止効果が不足するおそれがあり、６００μｍを超えるとＺｒの拡散
防止効果の改善が見られない。Ｘリッチ相のさらに好ましい厚さは、３０〜４００μｍで
ある。
Ｘ成分としては、Ｎｂ，Ｔａ，Ｗの中でＮｂが価格が安いので好ましい。
【００１６】
ＸＺｒ合金相は、Ｘ成分を含有しているＺｒ相のことである。このＸＺｒ合金相は、Ｚ
ｒが炭素と反応してＺｒＣ相を形成する場合がある。また、ＺｒＣ相はＺｒとＣの反応に
よる微細析出（微細粒子の析出）であり、ＸＺｎ合金相中に微細な析出物を分散すること
によってＸＺｒ合金相の機械的強度を高める効果があるため、高温下での接合強度をより
向上させることができる。また、ＸＺｒ合金相は連続した層状であることが好ましい。ま
た、ＺｒＣ相は図３（図３中、９はＸＺｒ合金相、１０はＺｒＣ相）に示したようにＸＺ
ｒ合金相中に微細に分散した状態であることが好ましく、ＸＺｒ合金相中に０．１〜数％
（体積比）存在すればその効果が十分となる。また、その厚さは１０〜１５００μｍ、さ
らには１００〜５００μｍが好ましい。
以上のような接合層は合計の厚さが２０〜２０００μｍであることが好ましい。なお前
記接合層とはＭｏＮｂＴｉの拡散相からＺｒＮｂ合金相（ＺｒＣ相がある場合はＺｒＣ相
を含む）までの厚さを合計した範囲である。また接合層の厚さが均一でないとき（例えば
、後述する接合面に凹部を設ける場合）は、最も短い距離を接合層の厚さとする。
【００１７】
このような接合層を具備することにより、高価なバナジウムの使用量を低減した上で高
温下での接合強度が高いＸ線管用ターゲットを得ることができる。
また、さらに接合強度を高めるために炭素基材の接合層接触面には凹部を設けることも
有効である。図４に凹部を設ける一例を示した。図４中、４は炭素基材、９はＸＺｒ合金
相、１１は凹部である。凹部を設けることによりアンカー効果が得られる。凹部は図４に
示したＶ（ブイ）字型に限られるものではなく、断面凹状、Ｕ字型などが挙げられる。ま
た、凹部は、ドット状、縦溝、横溝、格子状、円状、多角形状、渦巻き状など特に限定さ
れるものではない。また、凹部はグラファイト基材接合面の面積比５０％以上、さらには
８０％以上の範囲で設けることが好ましい。５０％未満では凹部を設ける効果が小さい。
本発明のＸ線管用ターゲットは高温下での接合強度に優れているため、２０００ｒｐｍ
以上、さらには１００００ｒｐｍ強の高速回転するＸ線管、直径９ｃｍ以上の大型ターゲ
ット、印加電圧１００ｋＶ以上の高出力Ｘ線管等に用いた場合、最適である。そのため、
本発明のＸ線管用ターゲットを用いることで、Ｘ線検査装置の信頼性を向上させることが
できる。
【００１８】
本発明のＸ線管用ターゲットは上記構成を具備すれば製造方法は特に限定されるもので
はないが、効率よく得る方法として次の方法が挙げられる。
まず、ろう材層として、厚さ０．００１ｍｍ以上０．０１ｍｍ未満のＶからなる第一ろ
う材層、厚さ０．１〜０．６ｍｍのＮｂ、Ｔａ、Ｗから選ばれる少なくとも１種以上を主
成分とする第二ろう材層、厚さ０．１〜０．３ｍｍのＺｒからなる第三ろう材層を作製す
るろう材層作製工程、を行う。
ろう材層の作製方法は、各金属の箔体を設置する方法、もしくは各金属粉末をペースト
状にして塗布する方法等がある。
また、ろう材層作製工程は、第一ろう材層、第二ろう材層、第三ろう材層のクラッド材
を作製する工程とすることも可能である。この方法であれば、金属ペーストを塗布する方
法と比較して、各ろう材層を均一な厚さに制御し易い。
また、ろう材層作製工程は、第二ろう材層上に、第一ろう材層となるＶ膜を成膜する工
程を含むことも可能である。この方法であれば、Ｖ層を薄くできるので、特に高価なＶの
使用量を減らしたいときに効果的である。
図５にろう材層を設ける工程の一例を示す。図５中、２はＭｏ基材、４は炭素基材、１
２は第一ろう材層、１３は第二ろう材層、１４は第三ろう材層である。Ｍｏ基材と炭素基
材の間に、Ｍｏ基材／第一ろう材層／第二ろう材層／第三ろう材層／炭素基材の積層構造
なるように各ろう材層を設置する工程を行う。
また、各ろう材層は純度が９８％以上の高純度のものを用いることが好ましい。
【００１９】
また、第一ろう材層の厚さは０．００１ｍｍ以上０．０１ｍｍ未満、さらには０．００
３〜０．００８ｍｍの範囲であることが好ましい。第一ろう材層の厚さが０．００１ｍｍ
未満ではバナジウム量が少な過ぎて均一なＭｏＶＸ拡散相を形成できない恐れがある。一
方、０．０１ｍｍ以上では、バナジウム使用の効果が飽和するだけでなく、コストアップ
の要因となる。
また、第二ろう材層は厚さ０．１〜０．６ｍｍ、第三ろう材層は厚さ０．１〜０．３ｍ
ｍの範囲であることが好ましい。第二ろう材層の厚さが０．１ｍｍ身ｍ未満では、Ｚｒの
拡散を十分防止できない恐れがある。また、第三ろう材層（Ｚｒ層）の厚さが０．１ｍｍ
未満では炭素基材との接合強度が低下する恐れがある。一方、第二ろう材層の厚さが０．
６ｍｍを超えることまたは第三ろう材層の厚さが０．３ｍｍを超えて厚いと目的とする接
合層が得られない恐れがあるだけでなく、接合工程中に液相となったろう材がターゲット
外部へ漏れ出てしまう危険性が高い。
次に積層構造としたものを、１７３０〜１９００℃の温度下で接合する接合工程を行う
。この時、温度が１７３０℃未満では各ろう材層が十分に液相化しない。また、１９００
℃を超えるとＭｏ基材の機械的強度が大幅に劣化してしまう可能性がある。さらに好まし
い温度は１７３０〜１８６０℃である。Ｚｒの融点(１８５２℃)と同等以下の温度領域で
あれば、Ｚｒがターゲット外部へ漏れ出てしまう危険性が低い。
【００２０】
また、接合する際、圧力１〜２００ｋＰａを付加しながら行うことが望ましい。圧力を
付加しながら接合することで接合強度を向上させることができる。また、バナジウム層が
薄くても十分な接合強度を得ることができる。圧力が１ｋＰａ未満では圧力を加える効果
が不十分であり、２００ｋＰａを超えると接合時にろう材層が液相となりターゲット外に
溢れ出るおそれがある。さらに好ましい圧力は２〜５０ｋＰａである。
また接合工程は、真空中または非酸化性雰囲気中で行うことが好ましい。この真空とは
、1×１０−２Ｐａ以下が好ましい。また非酸化性雰囲気とは、窒素、アルゴン雰囲気等
が挙げられ、特にアルゴン雰囲気が好ましい。また真空中または非酸化性雰囲気中で行う
ことにより、ろう材層が必要以上に酸化されることを防止することができる。また接合す
る際は、前処理として水素雰囲気中での熱処理も有効である。このように接合面を水素雰
囲気にさらすことにより、接合を阻害する要因となる吸着酸素や酸化物等を除去すること
ができ、接合強度をさらに高めることができる。
【００２１】
また接合時の加熱時間は、上記条件にもよるが１分〜１時間の保持が好ましい。前記加
熱時間は接合層の温度が目的とする接合温度に対し±１０℃の範囲内になってから１分〜
１時間保持することが好ましい。
また接合後、必要に応じ側面の研磨加工等の後工程を行う。さらにまたＸ線管に組込む
際は、回転軸（シャフト）に接合して組み込む。本発明のＸ線管用ターゲットは回転陽極
に好適であり、高温強度に優れているので回転速度２０００ｒｐｍ以上の、直径９ｃｍ以
上さらには１２ｃｍ以上の大型ターゲット、または印加電圧１００ｋＶ以上の高速、大型
、高出力のＸ線管に好適である。また、本発明のＸ線管はシンチレータ等の検出器と組み
合わせることによりＸ線検査装置を得ることができる。Ｘ線管が高速、大型または高出力
に対応できるのでＸ線検査装置としての性能も向上できる。特に、ＣＴ用Ｘ線検査装置や
透視用Ｘ線検査装置に好適である。ＣＴは画像を立体的（３次元画像）に処理できる検査
装置であり、透視用はＣＴに比べ短時間で２次元画像を得ることのできる検査装置である
。どちらの場合もＸ線管の高速、大型または高出力が必要である。
【００２２】
[実施例]
以下、本発明の実施形態について、実施例および比較例により具体的に説明する。
（実施例１）
第一ろう材層として厚さ０．００５ｍｍのＶ箔（純度９９質量％以上）、第二ろう材層
として厚さ０．３ｍｍのＮｂ箔（純度９９質量％以上）、第三ろう材層として厚さ０．２
ｍｍのＺｒ箔（純度９８質量％以上）の箔体状ろう材層を調整した。
Ｍｏ基材／第一ろう材層／第二ろう材層／第三ろう材層／グラファイト基材となるよう
に積層させた後、真空中（１×１０−２Ｐａ以下）、１８５０℃×３０分、圧力の付加１
０ｋＰａの条件下で接合することにより、実施例１にかかるＸ線管用ターゲットを作製し
た。なお、ターゲットの直径は１０ｃｍであり、Ｍｏ基材としてＴｉを０．５質量％、Ｚ
ｒを０．０８質量％、残部ＭｏからなるＭｏ合金基材を用いた。また、グラファイト基材
の接合面側には断面Ｖ字の溝を渦巻き状に面積比８０％以上で形成した。
得られたＸ線管用ターゲットの接合部断面を切り出し、表面粗さＲａが１μｍになるま
で研磨した後、ＥＰＭＡにて接合部断面の各相の組成、厚さ等を調査した。その結果を表
２に示す。
（実施例２〜６）
ろう材層の厚さ、合金組成、接合条件等を表１に示すように変えたものを作製し、実施
例１と同様にＥＰＭＡに調査した。その結果を表２に示す。なお、ろう材作製工程におい
て「スパッタリングによりＶ膜形成」とは第二ろう材箔の表面にスパッタリング法にてバ
ナジウム膜を形成したことを示す。また、「予めクラッド材に加工」は、第一〜第三ろう
材箔を圧延工程にてクラッド材に一体化したものを示す。
【００２３】
（比較例１）
グラファイト基材上に、厚さ１００μｍのＺｒ箔、Ｍｏ基材を乗せて真空中（１×１０
−２Ｐａ以下）、１７２０℃×５分、圧力の付加１０ｋＰａの条件下で接合した。
（比較例２）
Ｍｏ基材／厚さ０．０７ｍｍのバナジウム箔／厚さ０．３ｍｍのタングステン箔／厚さ
０．１ｍｍのＮｂＺｒ合金（Ｎｂ２０質量％）箔／グラファイト基材の積層構造体を真空
中（１０−４Ｔｏｒｒ以下）、１７００℃×１０分、圧力は付加しない、で加熱接合した
。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】
表２から分かる通り、実施例に係るＸ線管用ターゲットの接合層は所定の相構造を具備
していた。また、実施例のＭｏＶＸ拡散相はすべて固溶体であった。また、ＶＸ合金相は
Ｍｏが１０質量％以下の領域であった。また、Ｘリッチ相はＸ成分が９０質量％以上（残
りＶが１０質量％以下、Ｚｒが１質量％以下）の領域であった。また、ＸＺｒ合金相中に
はＺｒＣ相があったがいずれも体積比で０．２〜２．５％の範囲であった。
次に実施例および比較例にかかるＸ線管用ターゲットから図６のような試験片を切りだ
し、４点曲げ法により接合層の曲げ強度を測定した。その際、試験片を室温から高温領域
まで真空中で加熱し、各温度に対する曲げ強度を測定し、その強度が急激に低下する直前
の温度 (接合耐熱温度)を調査した。その結果を表３に示す。
【００２７】
【表３】
【００２８】
本実施例にかかるＸ線管用ターゲットは比較例と同等以上の高温強度が得られている。
つまり、同等の特性であるにも関わらず、高価なバナジウムの使用量を低減して優れた接
合強度が得られた。
【符号の説明】
【００２９】
１…Ｘ線管用ターゲット
２…Ｍｏ基材
３…接合層
４…グラファイト基材
５…穴部
６…ＭｏＮｂＴｉの拡散相
７…ＮｂＴｉ合金相
８…Ｎｂリッチ相
９…ＺｒＮｂ合金相
１０…ＺｒＣ相
１１…凹部
１２…第一ろう材層
１３…第二ろう材層
１４…第三ろう材層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素基材と、Ｍｏ基材もしくはＭｏ合金基材とを接合層を介して接合したＸ線管用ター
ゲットにおいて、前記接合層をＥＰＭＡにより組成比を検出したとき、前記接合層は、厚
さ１〜１００μｍのＭｏＶＸの拡散相、厚さ１０〜５００μｍのＶＸ合金相、厚さ１〜６
００μｍのＸリッチ相、厚さ１０〜１５００μｍのＸＺｒ合金相、ただし、ＸはＮｂ、Ｔ
ａ、Ｗから選ばれる少なくとも１種以上、を具備することを特徴とするＸ線管用ターゲッ
ト。
【請求項２】
前記ＭｏＶＸ拡散相は、ＭｏＶＸの固溶体を具備していることを特徴とする請求項１記
載のＸ線管用ターゲット。
【請求項３】
前記ＶＸ合金相はＭｏ含有量が１０質量％以下（０含む）であることを特徴とする請求
項１または２のいずれか１項に記載のＸ線管用ターゲット。
【請求項４】
前記Ｘリッチ相はＸが９０質量％以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項３
のいずれか１項に記載のＸ線管用ターゲット。
【請求項５】
前記ＸＺｒ合金相は、ＺｒＣ相を具備していることを特徴とする請求項１ないし４のい
ずれか１項に記載のＸ線管用ターゲット。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のＸ線管用ターゲットを具備したことを
特徴とするＸ線検出器。
【請求項７】
請求項６記載のＸ線検出器を用いたことを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項８】
ＣＴ用または透視用に用いることを特徴とする請求項７記載のＸ線検査装置。
【請求項９】
炭素基材とＭｏ基材またはＭｏ合金基材とを接合層を介して接合したＸ線管用ターゲッ
トの製造方法において、炭素基材とＭｏ基材またはＭｏ合金基材との間に、厚さ０．００
１ｍｍ以上０．０１ｍｍ未満のＶからなる第一ろう材層、厚さ０．１〜０．６ｍｍのＮｂ
、Ｔａ、Ｗから選ばれる少なくとも１種以上を主成分とする第二ろう材層、厚さ０．１〜
０．３ｍｍのＺｒからなる第三ろう材層を作製するろう材層作製工程、および１７３０〜
１９００℃の温度で接合する接合工程を具備することを特徴とするＸ線管用ターゲットの
製造方法。
【請求項１０】
ろう材層作製工程は、第一ろう材層、第二ろう材層、第三ろう材層のクラッド材を作製
する工程であることを特徴とする請求項９記載のＸ線管ターゲットの製造方法。
【請求項１１】
ろう材層作製工程は、第二ろう材層上に、第一ろう材層となるＶ膜を成膜する工程を含
むことを特徴とすることを特徴とする請求項９記載のＸ線管ターゲットの製造方法。
【請求項１２】
接合工程は１７３０〜１８６０℃の温度で行うであることを特徴とする請求項９ないし
請求項１１記載のいずれか１項に記載のＸ線管用ターゲットの製造方法。
【請求項１３】
接合工程は１〜２００ｋＰａの圧力を付加しながら行うことを特徴とする請求項９ない
し請求項１２のいずれか１項に記載のＸ線管用ターゲットの製造方法。
【請求項１４】
接合工程は真空中または不活性雰囲気中で行うことを特徴とする請求項９ないし１３の
いずれか１項に記載のＸ線管用ターゲットの製造方法。
【請求項１】
炭素基材と、Ｍｏ基材もしくはＭｏ合金基材とを接合層を介して接合したＸ線管用ター
ゲットにおいて、前記接合層をＥＰＭＡにより組成比を検出したとき、前記接合層は、厚
さ１〜１００μｍのＭｏＶＸの拡散相、厚さ１０〜５００μｍのＶＸ合金相、厚さ１〜６
００μｍのＸリッチ相、厚さ１０〜１５００μｍのＸＺｒ合金相、ただし、ＸはＮｂ、Ｔ
ａ、Ｗから選ばれる少なくとも１種以上、を具備することを特徴とするＸ線管用ターゲッ
ト。
【請求項２】
前記ＭｏＶＸ拡散相は、ＭｏＶＸの固溶体を具備していることを特徴とする請求項１記
載のＸ線管用ターゲット。
【請求項３】
前記ＶＸ合金相はＭｏ含有量が１０質量％以下（０含む）であることを特徴とする請求
項１または２のいずれか１項に記載のＸ線管用ターゲット。
【請求項４】
前記Ｘリッチ相はＸが９０質量％以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項３
のいずれか１項に記載のＸ線管用ターゲット。
【請求項５】
前記ＸＺｒ合金相は、ＺｒＣ相を具備していることを特徴とする請求項１ないし４のい
ずれか１項に記載のＸ線管用ターゲット。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のＸ線管用ターゲットを具備したことを
特徴とするＸ線検出器。
【請求項７】
請求項６記載のＸ線検出器を用いたことを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項８】
ＣＴ用または透視用に用いることを特徴とする請求項７記載のＸ線検査装置。
【請求項９】
炭素基材とＭｏ基材またはＭｏ合金基材とを接合層を介して接合したＸ線管用ターゲッ
トの製造方法において、炭素基材とＭｏ基材またはＭｏ合金基材との間に、厚さ０．００
１ｍｍ以上０．０１ｍｍ未満のＶからなる第一ろう材層、厚さ０．１〜０．６ｍｍのＮｂ
、Ｔａ、Ｗから選ばれる少なくとも１種以上を主成分とする第二ろう材層、厚さ０．１〜
０．３ｍｍのＺｒからなる第三ろう材層を作製するろう材層作製工程、および１７３０〜
１９００℃の温度で接合する接合工程を具備することを特徴とするＸ線管用ターゲットの
製造方法。
【請求項１０】
ろう材層作製工程は、第一ろう材層、第二ろう材層、第三ろう材層のクラッド材を作製
する工程であることを特徴とする請求項９記載のＸ線管ターゲットの製造方法。
【請求項１１】
ろう材層作製工程は、第二ろう材層上に、第一ろう材層となるＶ膜を成膜する工程を含
むことを特徴とすることを特徴とする請求項９記載のＸ線管ターゲットの製造方法。
【請求項１２】
接合工程は１７３０〜１８６０℃の温度で行うであることを特徴とする請求項９ないし
請求項１１記載のいずれか１項に記載のＸ線管用ターゲットの製造方法。
【請求項１３】
接合工程は１〜２００ｋＰａの圧力を付加しながら行うことを特徴とする請求項９ない
し請求項１２のいずれか１項に記載のＸ線管用ターゲットの製造方法。
【請求項１４】
接合工程は真空中または不活性雰囲気中で行うことを特徴とする請求項９ないし１３の
いずれか１項に記載のＸ線管用ターゲットの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−８９３７７（Ｐ２０１３−８９３７７Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２７２１１（Ｐ２０１１−２２７２１１）
【出願日】平成２３年１０月１４日（２０１１．１０．１４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（３０３０５８３２８）東芝マテリアル株式会社 (252)
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１４日（２０１１．１０．１４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（３０３０５８３２８）東芝マテリアル株式会社 (252)
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