(57)【要約】本発明の目的は、低質量と所定の熱伝導性と十分な高耐熱性とを有することにより、基体の材料コストを低く抑えながら焦点の温度とＸ線回転式陽極板の回転数に関する非常に厳しい要求を満たすことができる基体を有するＸ線回転式陽極板を提供することと、そのようなＸ線回転式陽極板の製造方法を提供することである。前記目的は、サブマクロスコピックな範囲において基体（１．１）の実質的に等方的な性質を保証する準均一な空間分布でカーボンナノ粒子を含む基体（１．１）を有するＸ線回転式陽極板により達成される。前記カーボンナノ粒子は、カーボンナノチューブ及び／又は実質的に球状のグラファイト粉ナノ粒子であることができる。本発明によれば、基体の強度と熱伝導性が添加剤により改善される。更に前記目的は、基体の出発材料と、必要に応じて結合層及び／又は拡散バリアの出発材料と、Ｘ線活性層の出発材料とをプレス型に入れ、一度の作業工程で圧力、温度及び時間的に変化する電流を同時に前記出発材料に加えてほぼ最終形状にし、最終的な厚さに圧縮し、及び前記出発材料間に高強度の拡散接合を形成する方法によって達成される。本発明はコンピュータートモグラフィー用の高出力Ｘ線管に用いることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体を有するＸ線回転式陽極板において、該基体はサブマクロスコピックな範囲において基体の実質的に等方的な性質を保証する準均一な空間分布でカーボンナノ粒子を含むことを特徴とする、Ｘ線回転式陽極板。
【請求項２】
前記カーボンナノ粒子はカーボンナノチューブであることを特徴とする、請求項１に記載のＸ線回転式陽極板。
【請求項３】
前記カーボンナノ粒子は実質的に球状のグラファイト粉ナノ粒子であることを特徴とする、請求項１に記載のＸ線回転式陽極板。
【請求項４】
前記カーボンナノ粒子は、カーボンナノチューブ及び実質的に球状のグラファイト粉ナノ粒子であることを特徴とする、請求項１に記載のＸ線回転式陽極板。
【請求項５】
前記基体はＸ線に適したグラファイトを含むことを特徴とする、先の請求項のいずれか１項に記載のＸ線回転式陽極板。
【請求項６】
前記基体はグラファイトファイバーを含むことを特徴とする、先の請求項のいずれか１項に記載のＸ線回転式陽極板。
【請求項７】
前記基体は１０〜９０質量％のカーボンナノ粒子を含むことを特徴とする、先の請求項のいずれか１項に記載のＸ線回転式陽極板。
【請求項８】
前記基体は５０〜７０質量％のカーボンナノ粒子を含むことを特徴とする、請求項７に記載のＸ線回転式陽極板。
【請求項９】
カーボンナノ粒子の割合は軸方向で連続的に及び／又は層毎に変化することを特徴とする、先の請求項のいずれか１項に記載のＸ線回転式陽極板。
【請求項１０】
前記基体は、完全に又は主としてＸ線に適したグラファイトを含む層（１．４２ｃ）を有することを特徴とする、請求項５〜９のいずれか１項に記載のＸ線回転式陽極板。
【請求項１１】
前記層は、カーボンナノ粒子を含む基体の更に他の層の間に存在することを特徴とする、請求項１０に記載のＸ線回転式陽極板。
【請求項１２】
前記基体に、強度の増加と熱伝導性の改善を目的として、更にタンタル、ニオブ、クロム、ケイ素、モリブデン、ハフニウム、ホウ素及び／又はタングステンの酸化物、窒化物、ホウ化物、炭化物、ケイ化物、又はこれらの混合物が添加されていることを特徴とする、先の請求項のいずれか１項に記載のＸ線回転式陽極板。
【請求項１３】
前記添加物はファイバーの形態で存在していることを特徴とする、請求項１２に記載のＸ線回転式陽極板。
【請求項１４】
前記化合物の粒度はナノメートル範囲にあることを特徴とする、請求項１２に記載のＸ線回転式陽極板。
【請求項１５】
前記化合物の平均粒度は４０〜２００ｎｍであることを特徴とする、請求項１４に記載のＸ線回転式陽極板。
【請求項１６】
前記化合物は基体の４〜８０容積％を占めることを特徴とする、請求項１２〜１５のいずれか１項に記載のＸ線回転式陽極板。
【請求項１７】
前記化合物は基体の２０〜４０容積％を占めることを特徴とする、
請求項１６に記載のＸ線回転式陽極板。
【請求項１８】
請求項１０記載の化合物の割合は軸方向で連続的に及び／又は層毎に変化することを特徴とする、請求項１２〜１７のいずれか１項に記載のＸ線回転式陽極板。
【請求項１９】
個々のカーボンナノチューブの軸は非直線的に延びていることを特徴とする、先の請求項のいずれか１項に記載のカーボンナノチューブを有するＸ線回転式陽極板。
【請求項２０】
個々のカーボンナノチューブの軸は角度を形成するように延びていることを特徴とする、請求項１９に記載のＸ線回転式陽極板。
【請求項２１】
個々のカーボンナノチューブの軸は螺旋状に延びていることを特徴とする、請求項１９に記載のＸ線回転式陽極板。
【請求項２２】
カーボンナノチューブは多重壁を備えていることを特徴とする、請求項２〜２１に記載のカーボンナノチューブを有するＸ線回転式陽極板。
【請求項２３】
カーボンナノチューブの長さ及び直径は１０倍以上異ならないことを特徴とする、請求項２又は請求項４〜２２のいずれか１項に記載のＸ線回転式陽極板。
【請求項２４】
カーボンナノチューブの長さ及び直径は３倍以上異ならないことを特徴とする、請求項２３記載のＸ線回転式陽極板。
【請求項２５】
カーボンナノチューブの端部はキャップで閉じられていることを特徴とする、請求項２又は請求項４〜２４のいずれか１項に記載のカーボンナノチューブを有するＸ線回転式陽極板。
【請求項２６】
カーボンナノチューブは球形であることを特徴とする、請求項２５に記載のＸ線回転式陽極板。
【請求項２７】
基体（１．１；１．２）とＸ線活性層（２．１；２．２；２．４）との間に、レニウム、モリブデン、タンタル、ニオブ、クロム、タングステン、ジルコニウム、これらの金属の組合せ又はこれらの化合物から形成される拡散バリア層（３：１；３．２，３．４）が設けられており、該拡散バリア層は同時に結合層（４．１；４．２；４．４）と適合層の機能を有することを特徴とする、先の請求項のいずれか１項に記載のＸ線回転式陽極板。
【請求項２８】
Ｘ線回転式陽極板上で拡散バリア層（３．１；３．２；３．３はＸ線活性層を越えて延在していることを特徴とする、請求項２７に記載のＸ線回転式陽極板。
【請求項２９】
Ｘ線活性層（２．２；２．４）は溝を充填しており、この溝の断面形状がＸ線活性領域の周囲における作動中の温度分布の等温線に対応していることを特徴とする、先の請求項のいずれか１項に記載のＸ線回転式陽極板。
【請求項３０】
層の定性的及び／又は定量的な組成が軸方向で連続的に又は層毎に変化することを特徴とする、請求項２７〜２９のいずれか１項に記載のＸ線回転式陽極板。
【請求項３１】
基体（１．３）は、公知の方法で成形され且つＸ線活性層（２．３）を支持する金属体（５）と接合されていることを特徴とする、先の請求項のいずれか１項に記載のＸ線回転式陽極板。
【請求項３２】
基体とＸ線活性層との出発材料をプレス型に入れ、一度の作業工程で圧力、温度及び時間的に変化する電流を同時に前記出発材料に加えてほぼ最終形状にし、最終的な厚さに圧縮し、及び前記出発材料間に高強度の拡散接合を形成することを特徴とする、請求項１〜３１のいずれか１項に記載のＸ線回転式陽極板を製造する方法。
【請求項３３】
前記出発材料は、基体とＸ線活性層との間の結合層及び／又は拡散バリアの出発材料、及びその他の中間層の出発材料も含むことを特徴とする、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
請求項１１又は１２記載の基体の層の出発材料を予備成形体としてプレス型に入れることを特徴とする、請求項３２又は３３に記載の方法。
【請求項３５】
ほぼ最終形状に仕上げた後で板傾斜面を切削加工し、次いで適切な方法でＸ線活性層を塗布することを特徴とする、請求項３２〜３４のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基体を有するＸ線回転式陽極板とその製造方法に関する。本基体は、Ｘ線活性材料（例えば５〜１０質量％のレニウムを含むタングステン・レニウム合金）から形成され且つ焦点経路（Brennbahn）を有する塗布層又は挿入体を支持し、構造全体に必要な強度を付与する機能と電子線をＸ線にエネルギー変換する際に発生する熱エネルギーを放出する機能を有する。熱エネルギーの放出に関しては、特に基体材料の熱容量、熱伝導性、熱転移等の特性値、並びにＸ線活性材料の熱膨張性と基体の熱膨張性の適合が重要となる。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線回転式陽極板の熱的及び機械的負荷容量に関する要求は高まりつつある。現在、高出力Ｘ線管においては電子焦点で３０００℃以上の温度が発生する。エネルギー分布を改善するために陽極板は９０００ｒｐｍで回転されるが、回転数は更に１５０００〜２４０００ｒｐｍにも計画されている。同様の目的で、Ｘ線回転式陽極板の直径は現在既に２００ｍｍに達しているが、３００ｍｍも計画されている。基体材料はこれらの事を考慮に入れた強度を有さなければならない。
【０００３】
従来、モリブデン合金、例えばモリブデンとチタン、ジルコニウム、炭素を添加物とする合金（ＴＺＭ）から形成される基体を有するＸ線回転式陽極板が知られている（ドイツ公開特許３３０３５２９Ａ１）。この合金は、Ｘ線回転式陽極板が高回転数で回転する際に基体の主成分であるモリブデンの１０．２ｇ／ｃｍ３という高密度が障害となる。このようなＸ線回転式陽極板は質量が５ｋｇを越える可能性がある。特にコンピュータートモグラフィーにおいては、Ｘ線管内のＸ線回転式陽極板の回転に、Ｘ線管を包含したシステム全体の回転と並進が重なるため、制御できない遠心力が複数の方向に発生する。上述の金属構造体の莫大な材料コストも見過ごすことはできない。
【０００４】
グラファイトは低密度・低質量であることから、グラファイト製基体と接合された所定の熱容量のＸ線回転式陽極板も知らている（ドイツ公開特許３２３８３５２Ａ１）。グラファイトはミクロ層状構造を有するため、高い回転数での強度は明らかに不十分である。これは、例えば真空プラズマ溶射によってタングステン・レニウム製のＸ線活性層を取り付けたグラファイト製基体にも該当する。
【０００５】
モリブデンをベースとする基体の強度も、グラファイト製基体の強度も限界があるので、前述の機械的及び熱的負荷下において使用中に破損や破壊に至る危険がある。
【０００６】
また、上述の使用例に関して繊維強化グラファイト製の基体も知られている。好ましくはカーボンファイバーが使用されるが、この場合にはファイバー又はファイバーの編物の空間的配置に調整することにより、例えば基体の熱膨張係数を塗布されたＸ線活性材料の熱膨張係数に適合させ（ドイツ公開特許１０３０１０６９Ａ１）、或いは軸方向における高い熱伝導性と共に半径方向における高い熱膨張を達成しなければならない（ドイツ公開特許１９６５００６１Ａ１）。確かにカーボンファイバーは繊維方向では良好な熱伝導性と非常に良好な強度特性を有するが、これに垂直の方向ではこれらの性質は数段劣る。上述の技術的解決においては、カーボンファイバーを三次元的な編み込むことによって異方性を制御することを試みたが、素材は２桁のマイクロメートル範囲で異方性が維持されていた。
【０００７】
炭素ベースの新材料の一種は所謂カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）であり、その技術的発展はドイツ特許公報６９５３２０４４Ｔ２（欧州特許の翻訳）の「背景技術」の章でかなり分かりやすく説明されているが、この特許公報に記載されるカーボンナノチューブに化学的作用を有する機能層を付加した発明は、本発明とは全く異なる対象の発明である。
【０００８】
通常グラファイトにおいては六角形に配列された炭素原子がそれぞれの平面状に配置されているのに対し、カーボンナノチューブにおいてはそのような六角形配列は管状に閉じており、これによって卓越した機械的、電気的及び熱的特性が生じる。「ナノ」という言葉が表すように、カーボンナノチューブの直径はナノメートル範囲にあり、出典にもよるが０．４ｎｍ〜５０ｎｍ又は１００ｎｍと言われている。
【０００９】
これらカーボンナノチューブの見掛け密度はメーカーの発表によれば０．１５ｇ／ｃｍ３というオーダーであり、材料密度は１．３ｇ／ｃｍ３〜１．４ｇ／ｃｍ３であり、グラファイトの密度よりも著しく低い。強度の理論値としては４５ＧＰａが挙げられているが、これは鋼の約２０倍、上述した基体素材ＴＺＭの約２００倍であろう。理論熱伝導度は６０００Ｗ／ｍＫであり、ダイヤモンドの熱伝導性を２倍上回り、金属熱導体の熱伝導性を少なくとも一桁上回る。
【００１０】
Ｘ線管に関連するカーボンナノチューブの応用も知られているが、ほとんどの場合、正確に平行に配向したカーボンナノチューブである。
【００１１】
例えば公知のＸ線管用陰極では、寸法の小さい陰極面を達成するためにカーボンナノチューブは負電位のエミッターとしての基板に配置され、対向する銅製ターゲットに電子を放出する（日本公開特許公報第２００５−１６６５６５号、要約書）。
【００１２】
他のＸ線管用陰極においては、カーボンナノチューブは制御格子の後ろに配置されており、調節可能な陰極放出面を実現する（日本公開特許公報第２００６−０８６００１号、要約書）。
【００１３】
Ｘ線陽極のＸ線活性層上（つまり電子衝突面上）に熱を良好に伝導する垂直及び平行なカーボンファイバーの「森」又は「毛束」が配置された技術的解決も知られているが、これは必ずしもカーボンナノチューブとは言えない（米国特許第５９４３３８９号）。この配置の目的は、基体による排熱に加えて、カーボンファイバーによって熱を排出することである。
【００１４】
更に、二次電子の形成及びプラズマの発生又は中性ガス遊離の抑制をするために、陽極衝突面上に好ましくは織物として形成されたカーボンナノチューブを配置したＸ線陽極が知られている（国際公開０３／０４３０３６Ａ１）。
【００１５】
また、本発明に対する技術水準として、排熱改善を目的としてカーボンファイバー、好ましくはカーボンナノチューブが銅（ＤＥ１０２００５０３９１８７）又はチタン（ＤＥ１０２００５０３９１８８）に埋設されたＸ線回転式陽極板用の基体も知られている。銅は高い排熱性能を実現するためには融点が低過ぎることが問題で、銅と同様チタンにも、使用温度で存在する炭素と炭化物を生成しやすいという問題がある。
【００１６】
最近、平均粒度が例えば５５ｎｍで実質的に球状のグラファイト構造を有するカーボンナノ粒子も知られている（アウエル・レミー有限会社（ハンブルク）の企業パンフレット、「ナノパウダーズ」品番Ｃ１２４９ＹＤ７４４０−４４−０）。本発明において有利なカーボンナノ粒子の性質と並んで、全軸方向で寸法が等しい球状粒子においては、基体成形用の原料を精製する際に基体の実質的に等方的な性質を保証する空間分布を達成できる。これは当然のことながら、軸方向に延びるカーボンナノチューブと比較してプロセス工学上容易である。
【００１７】
本発明において強度増大の役割を果たす炭化物及び窒化物の幾つかは既にカーボンナノチューブで使用されているが、それは全く別の機能においてであり、それらの粒度に関する言及もない。
【００１８】
タンタル、ニオブ、モリブデン及びタングステンの炭化物及び窒化物や他化合物も、回転式陽極シャフトとその軸受との間で金属液体で潤滑された耐食性の摺動部材対に使用されている（ドイツ特許公報６９１２１５０４Ｔ２）。
【００１９】
熱放射を改善するために、Ｘ線回転式陽極板の裏面コーティングとして炭化タンタル他が提案されている（ＤＥ２８０５１５４）。
【００２０】
また、Ｘ線活性層と基体との間で熱膨張係数を適合させるための炭化モリブデン及び炭化タングステン多層構造が知られている（ＤＥ１０２００５０１５９２０）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】ドイツ公開特許３３０３５２９Ａ１
【特許文献２】ドイツ公開特許３２３８３５２Ａ１
【特許文献３】ドイツ公開特許１０３０１０６９Ａ１
【特許文献４】ドイツ公開特許１９６５００６１Ａ１
【特許文献５】ドイツ特許公報６９５３２０４４Ｔ２（欧州特許の翻訳）
【特許文献６】日本公開特許公報第２００５−１６６５６５号、要約書
【特許文献７】日本公開特許公報第２００６−０８６００１号、要約書
【特許文献８】米国特許第５９４３３８９号
【特許文献９】国際公開０３／０４３０３６Ａ１
【特許文献１０】ＤＥ１０２００５０３９１８７
【特許文献１１】ＤＥ１０２００５０３９１８８
【特許文献１２】ドイツ特許公報６９１２１５０４Ｔ２
【特許文献１３】ＤＥ２８０５１５４
【特許文献１４】ＤＥ１０２００５０１５９２０
【非特許文献】
【００２２】
【非特許文献１】アウエル・レミー有限会社（ハンブルク）の企業パンフレット、「ナノパウダーズ」品番Ｃ１２４９ＹＤ７４４０−４４−０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明の課題は、低質量と所定の熱伝導性と十分な高耐熱性とを有することにより、基体の材料コストを従来以下或いはできるだけ低く抑えながら、焦点温度とＸ線回転式陽極板に要求される回転数に関する冒頭に記載した要求を満たすことができ、それによって従来技術の問題点を解決することができる基体を有するＸ線回転式陽極板を提供することにある。本発明の他の課題は、基体とＸ線活性層との間に必要な若しくは有利な中間層を有する基体から形成される上述のようなＸ線回転式陽極板の合理的な製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
前記課題は請求項に記載される発明によって解決される。
【００２５】
本発明に係るカーボンナノ粒子を有する基体、或いはそのようなカーボンナノ粒子を所定量含む高性能グラファイト素材及び／又はグラファイトファイバー素材から形成される基体を製造することは、慣用的な技術によっても最新の粉体技術を用いても可能であるが、カーボンナノ粒子、特にカーボンナノチューブの構造が破壊されないように注意を払わなければならない。
【００２６】
高耐熱性、熱伝導性及び熱膨張に関する所望の効果を達成するための基本的前提は、カーボンナノ粒子を準均一な分布で部材中に含ませることにより、サブマクロスコピックな範囲において実質的に等方的な基体、即ち強度、熱伝導性及び熱膨張に関する異方性＜１．２（空間の３次元で測定された最大値と最小値の比）を達成することである。特に個々のカーボンナノチューブが若干の角を有するように形成されていると好都合である。
【００２７】
本発明においては、基体材料のマクロ強度は高強度の化合物、例えばタンタル、ニオブ、クロム、ケイ素、モリブデン、ハフニウム、ホウ素及び／又はタングステンの酸化物、窒化物、ホウ化物、炭化物、ケイ化物、或いはこれらの混合物、及びこれらの材料のファイバーを添加することによって高めることができる。これらの化合物の混合して使用することもできる。基体とＸ線活性層との間の結合強度を増すために、これらの物質の割合を軸方向で変化させることができる。この場合、グラファイト又はグラファイトファイバーの割合がＸ線活性層に向かって減少し、カーボンナノ粒子と前記の強度を高める物質の割合が増加すると更に有利である。
【００２８】
基体には通常のコーティング方法によってＸ線活性層を設けることができる。この場合、望ましくない炭素拡散を抑制するために、レニウム、モリブデン、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、チタン、又はこれらの金属の化合物、及びそれらの組み合わせから形成される自体公知の拡散バリア層が設けられる。本発明の更に有利な構成においては、例えばレニウム又はレニウム化合物（例えばレニウム炭化物）の結合層が基体の表面に設けられる。
【００２９】
拡散バリア層とＸ線活性層との間に、好ましくはモリブデン又はモリブデン合金製の調整層を挿入することも有利であろう。この調整層は、例えば前述の２層間の熱膨張及び/又は延性に関する差を調整する。
【００３０】
特に短時間で実現可能な技術的解決は、金属製の従来のＸ線回転式陽極板を本発明の基体と接合することである。この場合、本発明に係る基体の強度特性は改善されているため、陽極板を技術水準より著しく薄く形成することができ、それが質量とコストの削減につながる。ここで特筆されるのは、質量の削減は材料コストの点だけでなく、遠心力が減少するという点でも有利である。
【００３１】
カーボンナノチューブを使用する場合、通常はある程度のナノ多孔性が予想されるため、減圧下で保護ガスのガス雰囲気で加工するか、又はキャップで閉じられたカーボンナノチューブを使用すると有利である。
【００３２】
次に、革新的な素材を使用することによる本発明の有利な経済的効果を、技術水準のＴＺＭ基体と比較する。カーボンナノチューブは超微小技術により工業的に生産される。この価格水準はおよそ１５０ユーロ／ｋｇであり、技術水準による金属基体と比較するとキロ当たり価格が安いだけでなく、密度が小さいこともコストに反映される。２００ｍｍのカーボンナノチューブに関する概算は次の通りである。
ＴＺＭ：５．０ｋｇ、材料コスト１０００ユーロに相当
カーボンナノチューブ：０．７ｋｇ、材料コストユーロ１００ＥＵＲに相当
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係る製造方法に基づく本発明の有利な効果は、高価なコーティングプロセスや量産プロセス、更にはこれに必要な投資を節減し、材料の使用量を最小限にし、部材全体の強度を増すことができる点である。以下に本発明を６実施例に基づき詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例１に係るＸ線回転式陽極板。
【図２】実施例２及び３に係る線回転式陽極板。
【図３】実施例４に係るＸ線回転式陽極板。
【図４】実施例５に係るＸ線回転式陽極板。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００３５】
図１の断面図に示すＸ線回転式陽極板は、カーボンナノチューブ６０質量％とグラファイト粉ナノ粒子４０質量％を含む基体１．１を有する。この基体に真空プラズマ溶射によってタングステン・レニウム・タンタル製で結合層４．１の働きをする自体公知の拡散バリア層３．１と、Ｘ線活性層２．１とが塗布されている。Ｘ線回転式陽極板の直径は１２０ｍｍ、厚さは１５ｍｍである。
【００３６】
基体１．１は粉体冶金及びグラファイト加工における通常の方法で、粉体の混合、プレス及び熱処理により、場合によっては高温プレス法を用いて、ほぼ最終形状に近い寸法で製造され、切削加工によって仕上げられる。
【００３７】
キャップで閉じられていない市販のカーボンナノチューブと高純度の微粒グラファイト粉ナノ粒子を使用する。この場合、カーボンナノチューブは長さと直径が互いにわずかしか差がなく、直径は１０ｎｍより短いものとする。長手方向軸はできるだけ非直線とする。
【００３８】
真空プラズマ溶射の後、適切な熱処理によって基体１．１と各層とを拡散結合させ、通常の方法でＸ線回転式陽極板を仕上げる。
【実施例２】
【００３９】
図２の断面図に示したＸ線回転式陽極板は実施例１と異なり、タングステン炭化物２０容積％を添加した市販のカーボンナノチューブを含む基体１．２を有する。
【００４０】
基体１．２には、ドイツ特許出願１０２００５０００７８４Ａ１に従う作動状態における等温線に沿って凹部が設けられており、レニウム５質量％を含むタングステンから形成されるＸ線活性層２．２で充填されている。この場合、結合層４．２でもある拡散バリア層３．２はタンタル製であり、０．２ｍｍの厚さを有し、凹部の形状に適合されており、機能はＸ線活性層２．２と同様、実施例１の対応する層２．１、３．１又は４．１に対応している。同様のことはＸ線回転式陽極板の幾何学的寸法にも該当する。
【００４１】
この場合、上述した全ての層を有する部材一式の製造は、適切な型に充填した後、わずかに水素を含んだアルゴンの残留圧力約２Ｐａの残留ガス雰囲気中で、温度２４００℃及び圧力４０ＭＰａ下でパルス電流を用いた高温プレスにより行われる。
【００４２】
最終仕上げは通常の方法で行う。
【実施例３】
【００４３】
実施例２に従って製造されたＸ線回転式陽極板の品質改善は、次の通り達成される。即ち、層２．２をレニウム１質量％を含むタングステン組成に調整する。部材を予備成形した後、陽極板の傾斜面をきれいに切削加工し、レニウム５質量％を含むタングステン組成のＸ線活性層を真空プラズマ溶射法により厚さ２００μｍで塗布する。
【００４４】
最終仕上げは通常の方法で行う。
【実施例４】
【００４５】
図３の断面図に示すＸ線回転式陽極板は、技術及び製造手順に関して従来の金属製Ｘ線回転式陽極板と本発明による解決との中間形態をなしているが、本発明の全ての必要な特徴が実現されていることは明らかである。
【００４６】
軸方向で外側縁部に傾斜面を設けた基体１．３は、組成及び技術において実施例１の基体１．１に対応している。この基体１．３では最終的に仕上げられたモリブデンＴＺＭ合金製の金属体５が、Ｘ線活性層２．３と面６からの拡散溶接により接合されている。
【００４７】
カーボンナノチューブを含む基体１．３の優れた強度特性により、高い回転数と作動温度を想定しているにもかかわらず、技術水準におけるグラファイト基体を有する金属製のＸ線回転式陽極板よりも、はるかに薄く軽量に金属体５を形成することが可能となる。Ｘ線回転式陽極板の直径は、実施例１及び２と同様に１２０ｍｍである。全厚は上記の実施例と異なり合計１６ｍｍ、即ち金属体５の６ｍｍと基体１．３の１０ｍｍである。
【実施例５】
【００４８】
図４は、請求項１０〜１２に従って層状に形成されたＸ線回転式陽極板の基体を示す。結合層４．４及びＸ線活性層２．４の断面形状は、請求項３０に従う実施例２、３におけるように、動作中のＸ線活性層の周囲における温度分布の等温線に従う。
【００４９】
基体の各層の組成は下から上に、即ちＸ線活性層に向かって次の通りである。
【００５０】
下層１．４１は炭化ケイ素を平均３０容積％含んだ単壁カーボンナノチューブで、この含量は好ましくは層内で上から下に向かって増加する。
【００５１】
中間層１．４２に対しては３種類の態様が設けられている。
１４２ａ：グラファイト粉ナノ粒子１００質量％
１４２ｂ：グラファイト粉ナノ粒子５０質量％と単壁カーボンナノチューブ５０質量％
１４２ｃ：基体１の熱伝導性の改善に寄与する、Ｘ線に適したグラファイトから予備成形した中実板。
【００５２】
上層１４３はタングステン炭化物を平均２０容積％含んだ単壁カーボンナノチューブで、この含量は好ましくは層内で上から下に向かって増加する。
【００５３】
これらの３層１４１、１４２及び１４３の間にそれぞれ厚さ８０μｍの炭化モリブデン製の基体結合層が存在する。
【００５４】
上層１４３の水平に対して１０°の傾斜面において焦点経路の範囲に、上記の等温線の推移に従って凹部が設けられている。ここには下から上に向かって炭化タンタル４０容積％と炭化ニオブ６０容積５から形成される厚さ１００μｍの拡散バリア層３．４が存在する。その上に凹部のほぼ半分の深さまでタングステン１２質量％を含むモリブデンから形成される結合層４．４が設けたれ、最後にレニウム６質量％を含むタングステンから形成されるＸ線活性層２．４が設けられて凹部が傾斜面の高さまで埋められている。
【００５５】
このようなＸ線回転式陽極板の典型的な寸法は、例えば直径１２０ｍｍ、層１．４１と1．４２の厚さ各６ｍｍ、層１．４３は８ｍｍである。層３．４と４．４及びＸ線活性層２．４の凹部の幅は３５ｍｍ、最大深さは傾斜面から測定して６ｍｍである。
【符号の説明】
【００５６】
１．１；１．２；１．３                         基体
１．４１；１．４２（ａ，ｂ，ｃ）；１．４３     基体の各層
２．１；２．２；２．３；２．４                 Ｘ線活性層
３．１；３．２；３．４                         拡散バリア層
４．１；４．２；４．４                         結合層
５                                             金属体
６                                             はんだ層
７                                             基体結合層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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