透射型靶和设有透射型靶的X射线发生管制造技术

本公开内容涉及透射型靶和设有透射型靶的X射线发生管。透射型靶包括靶层和被配置为支撑该靶层的透射基板。透射基板具有彼此面对的一对表面，并且由多晶金刚石形成。在透射基板中，所述一对表面中的一个表面包括具有第一平均晶粒直径的多晶金刚石，第一平均晶粒直径小于与该表面相对的另一个表面上所包括的多晶金刚石的第二平均晶粒直径。靶层由所述一对表面中的任何一个表面支撑。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种X射线发生管，该X射线发生管可应用于用于医疗诊断以及工业装置领域中的无损X射线照相的成像装置。本公开具体地涉及一种应用于X射线发生管的透射型靶。
技术介绍
在X射线发生装置中，需要增强耐久性和改进维护减少。作为确定X射线发生装置的耐久性的主要原因之一，与X射线源相应的靶的耐热性是一个例子。在被配置为用电子束照射靶、从而产生X射线辐射的X射线发生装置中，靶的“X射线发生效率”低于1％。因此，施加于靶的大部分能量转换为热量。当在靶中产生的热量的“驱散”不足时，靶本身的熔融、蒸发和热应力使得靶失去粘合性，从而使得靶的耐热性受限。作为用于改进靶的“X射线发生效率”的技术，利用由含有重金属的薄膜形式的靶层和被配置为透射X射线并且支撑靶层的基底材料组成的透射型靶是公知的。日本专利申请公布No.JP 2009-545840(也被公布为WO 2009060671)公开了一种旋转阳极透射型靶，在该靶中，相对于相关技术的旋转阳极反射靶，“X射线发生效率”提高到1.5倍或更高。作为加速从靶到外部的“散热”的方法，应用金刚石作为被配置为支撑层压靶的靶层的基底材料是公知的。美国专利No.6850598公开了通过利用单晶金刚石或多晶金刚石作为被配置为支撑由钨形成的靶层的基板来增强散热性并且实现精细的焦点。金刚石具有高耐热性和高导热性，并且具有高X射线透射性，因此，是作为用于支撑透射型靶的基底材料的优选材料。
技术实现思路
与单晶金刚石相比，多晶金刚石作为将应用于透射型X射线靶的透射基板在导热性、耐热性和X射线透射性上具有等同的物理性质。此外，多晶金刚石包括可以以低价格稳定地供应大小为毫米数量级的透射型基板的优点。然而，作为本专利技术的专利技术人的检查结果，如美国专利No.6850598中所描述的透射型靶那样，在具有由多晶金刚石形成的透射基板的透射型靶中，发现了产生放电或阳极电流降低的缺点或者产生X射线输出变化的缺点。本公开描述了设有由多晶金刚石形成的透射基板的透射型靶，在该靶中，放电的产生、阳极电流的降低和X射线输出变化得以缓解。另外，本公开描述了在其中放电的产生、阳极电流的降低和X射线输出变化高可靠性得以缓解的X射线发生管、X射线发生装置和X射线成像系统。根据本专利技术的一方面，透射型靶包括：靶层；以及透射基板，其被配置为支撑靶层。透射基板包括彼此面对的第一表面和第二表面，并且由多晶金刚石形成。第一表面包括具有第一平均晶粒直径的多晶金刚石，第一平均晶粒直径小于其第二表面中所包括的多晶金刚石的第二平均晶粒直径，并且靶层由第一表面或第二表面支撑。从以下参照附图对示例性实施例的描述，本专利技术的进一步的特征将变得清楚。附图说明图1A是例示这里所公开的第一实施例的透射型靶的配置图。图1B是例示透射型靶在其操作状态下的配置图。图2A是例示这里所公开的第一实施例的透射型靶被应用到的阳极的配置图。图2B是例示其修改形式的透射型靶被应用到的阳极的配置图。图3A是例示这里所公开的第二实施例的透射型靶的配置图。图3B是例示透射型靶在其操作状态下的配置图。图4A是例示这里所公开的第二实施例的透射型靶被应用到的阳极的配置图。图4B是例示其修改形式的透射型靶被应用到的阳极的配置图。图5A是例示设有实施例的透射型靶的X射线发生管的示意性配置图。图5B是例示设有实施例的透射型靶的X射线发生装置的示意性配置图。图5C是例示设有实施例的透射型靶的X射线成像系统的示意性配置图。图6A例示第一实施例的透射型靶的透射基板的表面24的图像，该图像是通过电子背散射衍射法观察到的。图6B例示表面24的晶粒直径分布。图6C例示第一实施例的透射型靶的透射基板的表面25的图像，该图像是通过电子背散射衍射法观察到的。图6D例示表面25的晶粒直径分布。图7是例示被配置为评估X射线发生装置的输出稳定性的评估系统70的配置图。图8A是例示第一参考例子的靶89的裂缝发展模式的说明图。图8B是例示第一实施例的靶9的裂缝发展模式的说明图。图9A是例示在第一参考(比较)例子的阳极91中发现的导电失败部分(裂缝)61和62的说明图。图9B是例示颗粒物质92的说明图。图9C是例示颗粒物质95的说明图。图9D是例示图9A中所示的比较例子的操作状态的说明图。图10A例示第二实施例的透射型靶的透射基板的表面24的通过电子背散射衍射法观察到的图像。图10B例示表面24的晶粒直径分布。图10C例示表面25的通过电子背散射衍射法观察到的图像。图10D例示表面25的晶粒直径分布。图11A是例示第二参考例子的靶89的热形变模式和热应力变形σ的说明图。图11B是例示第二实施例的靶9的热形变模式和热应力变形σ的说明图。图12是例示在第二参考例子的阳极141中发现的裂缝63的说明图。具体实施方式将参照附图来详细地描述本公开的实施例。实施例中所描述的组件的尺寸、材料、形状和相对布置并非意图限制本公开的范围。首先，将描述本公开的透射型靶可以被应用到的X射线发生管和X射线发生装置。图5A和5B分别是例示设有本公开的透射型靶9的X射线发生管102和X射线发生装置101的相应实施例的配置图。X射线发生管图5A例示具有电子发射源3和透射型靶9的透射型X射线发生管102的实施例。以下，在本说明书中，透射型靶9被称为靶9。在第一实施例中，靶层22被从设置在电子发射源3上的电子发射部分2发射的电子束5照射，由此产生X射线辐射。因此，靶层22在透射基板(金刚石基板)21上布置在电子发射源侧，电子发射部分2被布置为与靶层22相对。在该实施例中，靶层22中所产生的X射线如图5A中所示那样在需要的情况下通过靶9前面的具有开口的准直仪而在发射角上受限，并且形成为X射线束11。在该实施例中，被配置为在其管子的内部保持靶9的管状阳极构件42用作准直仪。电子束5中所包括的电子通过加速电场而被加速到在靶层22中产生X射线辐射所需的入射能量，所述加速电场形成在插入在阴极51与阳极52之间的X射线发生管102的内部空间13中。在该实施例中，阳极52至少包括靶9和阳极构件42，并且用作确定X射线发生管102的阳极电势的电极。阳极构件42由导电材料形成，并且电连接到靶层22。如图5A中...

【技术保护点】
一种透射型靶，包括：靶层；和透射基板，所述透射基板被配置为支撑所述靶层，其中，所述透射基板包括彼此面对的第一表面和第二表面，并且由多晶金刚石形成，其中，所述第一表面包括具有第一平均晶粒直径的多晶金刚石，所述第一平均晶粒直径小于所述第二表面中所包括的多晶金刚石的第二平均晶粒直径，并且其中，所述靶层由所述第一表面或所述第二表面支撑。

【技术特征摘要】
2013.12.06 JP 2013-253634;2013.12.06 JP 2013-253631.一种透射型靶，包括：
靶层；和
透射基板，所述透射基板被配置为支撑所述靶层，
其中，所述透射基板包括彼此面对的第一表面和第二表面，并且
由多晶金刚石形成，
其中，所述第一表面包括具有第一平均晶粒直径的多晶金刚石，
所述第一平均晶粒直径小于所述第二表面中所包括的多晶金刚石的第
二平均晶粒直径，并且
其中，所述靶层由所述第一表面或所述第二表面支撑。
2.根据权利要求1所述的透射型靶，其中，所述靶层由所述第一
表面支撑，所述第一表面包括具有所述第一平均晶粒直径的多晶金刚
石。
3.根据权利要求2所述的透射型靶，其中，所述第一平均晶粒直
径与所述第二平均晶粒直径的比率为0.75或更低。
4.根据权利要求3所述的透射型靶，其中，所述第一平均晶粒直
径与所述第二平均晶粒直径的比率为0.2或更低。
5.根据权利要求2所述的透射型靶，其中，所述第一平均晶粒直
径在5μm与50μm之间。
6.根据权利要求2所述的透射型靶，其中，所述第二平均晶粒直
径为100μm或更大。
7.根据权利要求2所述的透射型靶，其中，所述透射基板具有在

\t基板厚度方向上从第一表面朝向第二表面延伸的柱形晶粒。
8.根据权利要求1所述的透射型靶，其中，所述靶层由第二表面
支撑，所述第二表面包括具有所述第二平均晶粒直径的多晶金刚石。
9.根据权利要求8所述的透射型靶，其中，所述第二平均晶粒直
径与所述第一平均晶粒直径的比率为1.3或更高。
10.根据权利要求9所述的透射型靶，其中，所述第二平均晶粒
直径与所述第一平均晶粒直径的比率为5或更高。
11.根据权利要求8所述的透射型靶，其中，形成所述透射基板
的多晶金刚石的晶粒场包含sp2键合。
12.根据权利要求11所述的透射型靶，其中，所述sp2键合在拉
曼光谱法中由1580cm-1的拉曼移位确定。
13.根据权利要求1所述的透射型靶，其中，形成所述透射基板
的多晶金刚石在基板厚度方向上具有晶粒直径分布，并且
当所述晶粒直径分布在晶粒直径轴上按照采样数量n进行采样
时，平均晶粒直径Dm由...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田修嗣，塚本健夫，小仓孝夫，吉武惟之，五十岚洋一，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP