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，經過特殊處理后甚至能達到1400MPa，能夠承受較大的應力；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域的理想材料；它的導熱系數較大，能快速傳導熱量，避免局部溫度過高；熱膨脹系數較小，因而在溫度變化較大的環(huán)境中，也能保持相對穩(wěn)定的結構；同時，它還具備良好的導電性、可焊性和加工性，可以通過鑄造、壓制等工藝加工成各種復雜形狀的零部件，以滿足不同領域的使用需求。
中鎢智造鎢合金準直器圖片
一、高比重鎢合金在醫(yī)療領域的應用
高比重鎢合金在醫(yī)療領域的應用十分廣泛，為現(xiàn)代醫(yī)學的發(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
在放射治療設備中，高比重鎢合金是保障輻射安全的關鍵。以直線加速器為例，它是目前臨床上常用的放射治療設備之一，通過產生高能X射線或電子束來殺死腫瘤細胞。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備，利用伽馬射線聚焦照射腫瘤。高比重鎢合金準直器在伽馬刀中起著重要的作用，它上面排列著一定數量的孔，根據鉆的孔的形式，可分為平行孔型、聚焦型、發(fā)散型和針孔型等。這些準直器能夠對伽馬射線進行空間定位，允許特定方向特定角度范圍內的射線通過，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。
除了放射治療設備，在CT機、X射線設備等醫(yī)學影像診斷設備中，高比重鎢合金同樣發(fā)揮著關鍵的輻射防護作用。CT機利用X射線對人體進行斷層掃描成像，在掃描過程中會產生電離輻射。鎢合金準直器被安裝在X線管和探測器之間，前準直器用于屏蔽不必要的射線，產生扇形X線射束，并控制掃描層厚度；后準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。
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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胞的同時，最大程度減少對健康組織的損傷，一直是醫(yī)學領域的研究重點。高比重鎢合金制作的放射治療裝置加權塊，在這方面發(fā)揮了重要作用，是用于優(yōu)化劑量分布的關鍵組件。加權塊被放置在患者身體表面特定位置，根據腫瘤的形狀、大小和位置進行個性化設計，通過調整其厚度和形狀，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)療領域，材料的選擇關乎設備的性能、患者的安全以及治療的效果。高比重鎢合金在醫(yī)療領域的廣泛應用，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，進而使設備的結構設計更加緊湊。
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高（為74），電子云密度大，當射線與鎢合金相互作用時，更容易發(fā)生光電效應、康普頓散射等過程，從而有效地將射線的能量轉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備和醫(yī)學影像診斷設備的輻射防護中，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)療設備在長期使用過程中，需要承受各種機械應力和日常的磨損，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，在伽馬刀的準直器應用中，鎢合金準直器能夠在長期的射線照射和設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)療設備部件中，如放射治療設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受住這些考驗，減少設備的維護和更換成本。
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3.出色的耐腐蝕性
醫(yī)療設備通常會處于含有各種化學物質的環(huán)境中，如醫(yī)院常用的消毒劑、清潔劑等，這就要求設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、堿等多種化學介質的侵蝕，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)療設備，使用鎢合金制作的相關部件可以有效防止消毒劑等化學物質對它的腐蝕，進而延長設備的使用壽命。
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