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(dá)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(qiáng)度方面，其抗拉強(qiáng)度可達(dá)700-1000Mpa，經(jīng)過特殊處理后甚至能達(dá)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(qiáng)，使其成為輻射防護(hù)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(hù)和治療方面，發(fā)揮著重要的作用。
1.輻射防護(hù)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(hù)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(jìn)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(jī)、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(hù)作用。CT機(jī)利用X射線對人體進(jìn)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(hù)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(hù)。
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(jìn)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(hù)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(hù)領(lǐng)域，鉛是較常見的一種防護(hù)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(dá)到與鎢合金相同的防護(hù)效果。換言之，在相同防護(hù)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(jìn)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(qiáng)，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(qiáng)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(hù)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(jī)械性能
醫(yī)療設(shè)備在長期使用過程中，需要承受各種機(jī)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(jī)械性能。高比重鎢合金具有較高的強(qiáng)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(jī)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(hù)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(jìn)而延長設(shè)備的使用壽命。
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