碳纖維材料在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用日益劇增

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   隨著時代的進步，醫(yī)療領(lǐng)域?qū)Υ笮透咝阅茉\斷(diagnosis)治療設(shè)備(shèbèi)的需求量與日俱增，特別是放射設(shè)備，正朝著放射劑量小以及成像分析(Analyse)數(shù)字化方向發(fā)展。這對最大化減少患者輻射的危害以及勘測病情都有重要意義。為此科學(xué)研究（research)者們進行了無數(shù)次探索，最后發(fā)現(xiàn)碳(C)纖維復(fù)合材料(Material)正是制造放射醫(yī)療設(shè)備的優(yōu)質(zhì)材料。    碳纖維除了有著高比強度、高比模量、耐高溫、耐腐化侵蝕 、耐疲勞、抗蠕變、導(dǎo)電、傳熱和熱膨脹系數(shù)小等一系列優(yōu)異性能，還有X射線透過率好等特點，是醫(yī)療床板的理想材料。碳纖維復(fù)合材料由碳纖維和樹脂組成，前者為增強材料，主要起承載作用，后者為基體材料，用來支撐碳纖維并將外載荷傳遞（transmission)給它。通常，高標準的醫(yī)用設(shè)備非常注重所用原材料的質(zhì)量、衛(wèi)生性、可靠性和精度。由碳纖維材料制成的醫(yī)療器材具有比重輕、穩(wěn)定性高、強度大及抗斷裂的特性。采用碳纖維復(fù)合材料制造的透視技術(shù)領(lǐng)域的部件具有較低的X射線吸收水平，可以保護患者少受X射線的傷害。碳纖維材料還可用于X射線臺面、臂架和頭部固定器等由特殊承載泡沫制成的夾層結(jié)構(gòu)組件中，使用此類組件的患者支持器可以承受高達1200kg的負荷，而普通的支持器則只能承受400kg的負荷。
   碳纖維復(fù)合材料的優(yōu)勢
  
　　1、各向異性及可設(shè)計性
   醫(yī)療設(shè)備(shèbèi)上某些部件，需要在某一方向承載后撓度很小，具有很高的剛性；碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料可有顯著（striking）的各向異性，即沿纖維軸向和垂直于纖維軸向有顯著的性能差異，材料的各向異性給設(shè)計帶來較大的自由度。碳纖維生產(chǎn)具有許多優(yōu)良性能，碳纖維的軸向強度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環(huán)境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好。良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性，因此碳纖維制品的強度大，硬度高，遠超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因為如此，此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達的國家（美國、德國、日本、韓國），對于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù)，保持著極其謹慎的態(tài)度。即使在目前，我國碳纖維以及碳纖維制品的進口，還受到發(fā)達國家的嚴格控制。 copyright 123456
材料(Material)的鋪層取向可在較寬的范圍內(nèi)調(diào)整，由于鋪層的各向異性特征，可通過(tōng guò)改變鋪層的取向與鋪疊順序來改變復(fù)合材料的彈性和強度特性，以獲得既滿足使用要求又具有最佳性能質(zhì)量比的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。
  
　　2、優(yōu)異的X射線透過性能
   X射線穿透物質(zhì)后的強度衰減或被吸收的程度與物質(zhì)的組成、原子序數(shù)、密度和厚度有關(guān)。碳纖維生產(chǎn)具有許多優(yōu)良性能，碳纖維的軸向強度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環(huán)境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好。良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等。對于碳纖維復(fù)合材料(Material)，樹脂的元素組成為
　　C、
　　H、O，碳纖維的元素組成為C，X射線質(zhì)量吸收系數(shù)都非常小，遠低于一般材料。碳纖維環(huán)氧(Oxygen)樹脂(Resin)復(fù)合材料的鋁當量為0.11，碳纖維復(fù)合材料泡沫夾層結(jié)構(gòu)的鋁當量為0.52，X射線透過性能均大大優(yōu)于鋁板、膠合板和酚(phenol)醛樹脂板等傳統(tǒng)醫(yī)用材料。碳纖維復(fù)合材料X射線透過率高，允許射線以任何角度（angle)照射在床板上而不產(chǎn)生折射，小劑量的射線即可獲得清晰地造影，最大化減少了對病人的傷害，無毒無味，輕質(zhì)高強，剛度高，且化學(xué)穩(wěn)定（解釋:穩(wěn)固安定；沒有變動)性強，與人體的生物相容性，損耗低。 123456
  
　　3、良好的抗疲勞特性
   由于病人診治量大，對于床面板的疲勞性能要求比較高。在碳纖維增強樹脂(Resin)基復(fù)合材料中存在著難以數(shù)計的纖維／樹脂界面，這些界面能阻止裂紋進一步擴展，從而推遲疲勞破壞(vandalism)的發(fā)生。使用過程中，復(fù)合材料構(gòu)件即使過載造成少量纖維斷裂（fracture)，其載荷也會迅速重新分布到未破壞的纖維上，從而在短時內(nèi)不會使整個構(gòu)件喪失承載能力，顯示出結(jié)構(gòu)具有良好的破損安全性(security)。   綜上所述，碳纖維復(fù)合材料用于放射醫(yī)療設(shè)備有很大的優(yōu)勢（解釋:能壓倒對方的有利形勢)。一些發(fā)達國家早已大力推廣碳纖維醫(yī)療配件，國內(nèi)也已經(jīng)開始使用，隨著材料成本的降低，相信它的大量使用將成為必然趨勢。
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