碳纖維材料在醫療領域應用日益劇增

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   隨著時代的進步，醫療領域對大型高性能診斷(diagnosis)治療設備(shèbèi)的需求量與日俱增，特別是放射設備，正朝著放射劑量小以及成像分析(Analyse)數字化方向發展。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。為此科學研究（research)者們進行了無數次探索，最后發現碳(C)纖維復合材料(Material)正是制造放射醫療設備的優質材料。    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、導電、傳熱和熱膨脹系數小等一系列優異性能，還有X射線透過率好等特點，是醫療床板的理想材料。碳纖維復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，高標準的醫用設備非常注重所用原材料的質量、衛生性、可靠性和精度。由碳纖維材料制成的醫療器材具有比重輕、穩定性高、強度大及抗斷裂的特性。采用碳纖維復合材料制造的透視技術領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構組件中，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。
   碳纖維復合材料的優勢
  
　　1、各向異性及可設計性
   醫療設備(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計帶來較大的自由度。碳纖維生產具有許多優良性能，碳纖維的軸向強度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好。良好的導電導熱性能、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。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業領域有著廣泛的應用。也正是因為如此，此前世界上碳纖維技術發達的國家（美國、德國、日本、韓國），對于向中國輸出碳纖維產品和技術，保持著極其謹慎的態度。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調整，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量比的復合材料結構。
  
　　2、優異的X射線透過性能
   X射線穿透物質后的強度衰減或被吸收的程度與物質的組成、原子序數、密度和厚度有關。碳纖維生產具有許多優良性能，碳纖維的軸向強度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好。良好的導電導熱性能、電磁屏蔽性好等。對于碳纖維復合材料(Material)，樹脂的元素組成為
　　C、
　　H、O，碳纖維的元素組成為C，X射線質量吸收系數都非常小，遠低于一般材料。碳纖維環氧(Oxygen)樹脂(Resin)復合材料的鋁當量為0.11，碳纖維復合材料泡沫夾層結構的鋁當量為0.52，X射線透過性能均大大優于鋁板、膠合板和酚(phenol)醛樹脂板等傳統醫用材料。碳纖維復合材料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，輕質高強，剛度高，且化學穩定（解釋:穩固安定；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)基復合材料中存在著難以數計的纖維／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)的發生。使用過程中，復合材料構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，從而在短時內不會使整個構件喪失承載能力，顯示出結構具有良好的破損安全性(security)。   綜上所述，碳纖維復合材料用于放射醫療設備有很大的優勢（解釋:能壓倒對方的有利形勢)。一些發達國家早已大力推廣碳纖維醫療配件，國內也已經開始使用，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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