高比重鎢合金，又被稱為“高密度鎢合金”，是以鎢為基體（W含量85-99%），并添加少量Ni、Cu、Co、Mo、Cr等元素組成的合金，其密度高達16.5-18.75g/cm3，約為鋼鐵（約7.85g/cm3）的兩倍多。按合金成分的不同，它可分為W-Ni-Fe（鎢鎳鐵）、W-Ni-Cu（鎢鎳銅）、W-Cu（鎢銅）、W-Ag（鎢銀）等系列。
除了高密度，高比重鎢合金還具有一系列優(yōu)異特性。在強度方面，其抗拉強度可達700-1000Mpa，經(jīng)過特殊處理后甚至能達到1400MPa，能夠承受較大的應(yīng)力；在吸收射線能力上，比相同體積的鉛強，使其成為輻射防護領(lǐng)域的理想材料；它的導(dǎo)熱系數(shù)較大，能快速傳導(dǎo)熱量，避免局部溫度過高；熱膨脹系數(shù)較小，因而在溫度變化較大的環(huán)境中，也能保持相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)；同時，它還具備良好的導(dǎo)電性、可焊性和加工性，可以通過鑄造、壓制等工藝加工成各種復(fù)雜形狀的零部件，以滿足不同領(lǐng)域的使用需求。
中鎢智造鎢合金準(zhǔn)直器圖片
一、高比重鎢合金在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用
高比重鎢合金在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展提供了有力支持，特別是在輻射防護和治療方面，發(fā)揮著重要的作用。
1.輻射防護的堅固盾牌
在放射治療設(shè)備中，高比重鎢合金是保障輻射安全的關(guān)鍵。以直線加速器為例，它是目前臨床上常用的放射治療設(shè)備之一，通過產(chǎn)生高能X射線或電子束來殺死腫瘤細(xì)胞。但這些射線如果泄漏，會對周圍環(huán)境和人員造成輻射傷害。高比重鎢合金制成的屏蔽材料，被安裝在直線加速器的關(guān)鍵部位，如射線輸出口、加速管等，憑借其高密度和優(yōu)良的射線屏蔽能力，有效阻擋射線，防止其泄漏，為醫(yī)護人員和患者創(chuàng)造一個相對安全的治療環(huán)境。
伽馬刀也是一種重要的放射治療設(shè)備，利用伽馬射線聚焦照射腫瘤。高比重鎢合金準(zhǔn)直器在伽馬刀中起著重要的作用，它上面排列著一定數(shù)量的孔，根據(jù)鉆的孔的形式，可分為平行孔型、聚焦型、發(fā)散型和針孔型等。這些準(zhǔn)直器能夠?qū)ゑR射線進行空間定位，允許特定方向特定角度范圍內(nèi)的射線通過，將伽馬射線聚焦到腫瘤部位，同時減少對周圍正常組織的輻射。
除了放射治療設(shè)備，在CT機、X射線設(shè)備等醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備中，高比重鎢合金同樣發(fā)揮著關(guān)鍵的輻射防護作用。CT機利用X射線對人體進行斷層掃描成像，在掃描過程中會產(chǎn)生電離輻射。鎢合金準(zhǔn)直器被安裝在X線管和探測器之間，前準(zhǔn)直器用于屏蔽不必要的射線，產(chǎn)生扇形X線射束，并控制掃描層厚度；后準(zhǔn)直器確保探測器接收垂直入射的射線，減少散射線的干擾。這不僅提高了圖像的質(zhì)量，還能有效降低患者和醫(yī)護人員受到的輻射劑量。而在X射線設(shè)備中，高比重鎢合金制作的輻射源容器，能有效阻隔X射線，為輻射源提供可靠的防護。
中鎢智造鎢合金準(zhǔn)直器圖片
2.治療的得力助手
放射治療是癌癥等疾病的重要治療手段之一，但如何在有效殺死腫瘤細(xì)胞的同時，最大程度減少對健康組織的損傷，一直是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究重點。高比重鎢合金制作的放射治療裝置加權(quán)塊，在這方面發(fā)揮了重要作用，是用于優(yōu)化劑量分布的關(guān)鍵組件。加權(quán)塊被放置在患者身體表面特定位置，根據(jù)腫瘤的形狀、大小和位置進行個性化設(shè)計，通過調(diào)整其厚度和形狀，改變射線的分布和劑量，從而實現(xiàn)對腫瘤的更精確定位和定向輻射治療。
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二、為何選擇高比重鎢合金
在醫(yī)療領(lǐng)域，材料的選擇關(guān)乎設(shè)備的性能、患者的安全以及治療的效果。高比重鎢合金在醫(yī)療領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，主要得益于其相比傳統(tǒng)防護材料的顯著優(yōu)勢。
1.密度與抗輻射能力的卓越表現(xiàn)
在輻射防護領(lǐng)域，鉛是較常見的一種防護材料。鉛的密度約為11.34g/cm3，雖有一定的射線屏蔽能力，但與高比重鎢合金16.5-18.75g/cm3的密度相比，仍有較大差距。在相同的屏蔽效果下，使用鉛制作的屏蔽件往往需要更大的厚度才能達到與鎢合金相同的防護效果。換言之，在相同防護效果下，鎢合金屏蔽材料的體積比鉛的小，更能節(jié)省空間，進而使設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計更加緊湊。
高比重鎢合金對X射線、γ射線等電離輻射的屏蔽能力較強，這主要是因為鎢元素的原子序數(shù)高（為74），電子云密度大，當(dāng)射線與鎢合金相互作用時，更容易發(fā)生光電效應(yīng)、康普頓散射等過程，從而有效地將射線的能量轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，實現(xiàn)對射線的屏蔽。這種強大的抗輻射能力，使得鎢合金在放射治療設(shè)備和醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備的輻射防護中，成為了較可靠的選擇。
中鎢智造鎢合金屏蔽罐圖片
2.良好的機械性能
醫(yī)療設(shè)備在長期使用過程中，需要承受各種機械應(yīng)力和日常的磨損，這就要求其使用的材料具備良好的機械性能。高比重鎢合金具有較高的強度，因而在承受較大的外力時不易發(fā)生變形或損壞。例如，在伽馬刀的準(zhǔn)直器應(yīng)用中，鎢合金準(zhǔn)直器能夠在長期的射線照射和設(shè)備的頻繁運行過程中，保持穩(wěn)定的形狀和尺寸，從而保證治療的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
高比重鎢合金還具有良好的耐磨性。在一些需要頻繁移動或接觸的醫(yī)療設(shè)備部件中，如放射治療設(shè)備的射線輸出口部件，長期受到射線的沖刷和可能的機械摩擦，高比重鎢合金的高耐磨性使其能夠經(jīng)受住這些考驗，減少設(shè)備的維護和更換成本。
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3.出色的耐腐蝕性
醫(yī)療設(shè)備通常會處于含有各種化學(xué)物質(zhì)的環(huán)境中，如醫(yī)院常用的消毒劑、清潔劑等，這就要求設(shè)備材料具備良好的耐腐蝕性。高比重鎢合金在常溫下能夠抵抗酸、堿等多種化學(xué)介質(zhì)的侵蝕，相比一些普通材料如鋼鐵，具有明顯的優(yōu)勢。鋼鐵在潮濕的環(huán)境中容易生銹腐蝕，而鎢合金則能保持其表面的完整性和性能的穩(wěn)定性。例如，在一些需要頻繁消毒的醫(yī)療設(shè)備，使用鎢合金制作的相關(guān)部件可以有效防止消毒劑等化學(xué)物質(zhì)對它的腐蝕，進而延長設(shè)備的使用壽命。
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