碳纖維醫療檢測板性能介紹

2019-04-16 18:00


碳纖維醫療檢測板
 
高標準的醫療設備在選用原材料時不僅要考慮材質本身的質量、衛生性和可靠性,更要考慮到設備在特定應用環境下的特定需求。近來,碳纖維復合材料成為諸多高端醫療設備理想的部件材料。那么,碳纖維復合材料具體應用在哪些醫療設備中呢?小編根據國內碳纖維制品的專業制造商。
 
碳纖維醫療檢測板性能介紹
碳纖維醫療檢測板性能介紹
 
醫用碳纖維板:
 
  人們對健康的關注和現代醫療科學技術的不斷發展,放射診斷及治療設備正朝著放射劑量盡可能小及成像分析數字化的方向發展。這些醫療設備,在X射線放射通路上,要求相關配件對X射線透過性能好,使其在滿足使用的前提下放射劑量盡可能小,以盡量減少患者及醫護人員受輻射的危害。
 
  碳纖維板可用于手術臺或者放射治療用的面板以及襯墊板,基于碳纖維材料的各項特性,如抗撞擊、耐刻刮、易清洗、防潮防火、無滲透表面的防霉菌、防靜電以及耐化學腐蝕、抗氧化等,在很大程度上滿足了醫療器械的強度和剛度需求,成為目前較理想的醫用板材。較為重要的是,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。碳纖維復合材料中樹脂的元素組成為C、H、O,碳纖維的元素組成為C,對X射線質量吸收系數都非常小,遠低于一般材料。碳纖維復合材料因為這種優異的X射線透過性能,允許射線以任何角度照射在床板上而不產生折射,只需小劑量的射線即可獲得清晰的造影,從而減少了對患者及醫護人員的危害。
 
碳纖維復合材料是目前最先進的復合材料之一,質輕高強是它最顯著的標簽,除此之外,碳纖維的耐高溫、耐腐蝕、抗老化、X射線透過性強等性能也較為突出,被廣泛用于結構材料,本文主要給大家介紹一下碳纖維醫療板的特點,希望也能夠加深大家對碳纖維材料的了解。

碳纖維醫療檢測板的應用:
 
一、碳纖維DR平板探測器
 
    DR平板探測器是一款多功能的高分辨率X射線平板成像器件,多采用非晶硅薄膜晶體管、光敏二極管陣列及高敏感度碘化銫直接生長閃爍體等先進技術,以獲得超凡穩定的影像性能。碳纖維的X射線透過性好,能幫助X射線準確無誤地穿透人體,經過多次轉換,在屏幕上呈現出一個高清晰的圖案。碳纖維復合材料板的X射線透視僅為小于1.0mmAL的鋁當量,而且板面平整光滑、質輕抗壓,以明顯的優勢取代鋁合金板,成為新一代數字X射線成像技術的新選擇。
 
優異的力學性能:碳纖維復合材料具有極高的比強度和比模量,而碳纖維醫療板需要對診治者起到支撐的作用,所以需要剛性、承載能力都十分優良的材料去制作,碳纖維正是不二之選。
 
二、碳纖維頭托、臂架
 
    碳纖維復合材料可用于X射線檢查中的頭部固定器、臂架等部件中,在有效降低X射線對患者負面影響的同時,在高強度、高負荷方面也有顯著表現。碳纖維頭托具有高清晰度的透視成像效果,很好地滿足了頭部3D造影的檢測要求,碳纖維復合材料制成的臂架能承受普通金屬材質約三倍重量的負荷。
 
 
設計自由度強:碳纖維復合材料不像金屬材料,一般選定一種金屬材料,其強度是給定的,而碳纖維復合材料不同,它能夠通過合理的設計發揮出更突出的效果,比如說碳纖維醫療板的受力方向單一,我們就能夠采用單向鋪層,使這個方向的強度發揮出最大值。
 
三、碳纖維醫療床板
 
    廣泛用于各類影像手術床中,對于提高現代醫學影像診斷技術和手術精度有很大的幫助,其憑借較低的X射線吸收率和能滿足3D及骨科導航系統360°X片拍照需求的性能優勢,使之在神經外科、脊柱外科、耳鼻喉科、整形外科等涉及放射性外科和3D造影技術的手術中有不可取代的作用。
 
X射線透過率佳:一種材料的X射線透過能力與鋁當量有關,鋁當量越小,X射線透過能力越好,碳纖維復合材料的鋁當量為0.11,當其制成泡沫夾層結構是鋁當量為0.52,都要小于膠合板和酚醛樹脂等傳統醫用結構材料。并且碳纖維醫療板成型清晰,方便醫生診斷。
 
四、碳纖維乳腺機支撐板
 
     中間為泡沫夾芯“三明治”結構的碳纖維復合材料支撐板,能幫助患者將病患區作為檢測中心,使檢測更加準確。更重要的是其在X射線透過性能、成像清晰度、強度和剛性等方面明顯優于聚碳酸酯、酚醛樹脂板等傳統支撐板,對提高乳腺機設備的整體性能起到了重要的作用。
 
碳纖維醫療檢測板性能介紹
碳纖維醫療檢測板性能介紹
 
碳纖維保健設備
 
      碳纖維在通電情況下會發熱,75%以上的熱能為遠紅外方式、且波長為7-14um,當兩段波長相等就會相互作用從而產生共振現象。人體70%-80%以上是由水分子組成,在共振作用下,水分子的振動會產生一系列生理上的反應,如促進人體皮膚和皮下組織中的細胞溫度上升,使人體由內至外產生熱傳遞,促進和改善了人體的血液循環,有利于消除人體疲勞和肌體機能恢復,增強新陳代謝,提高人體免疫功能。因此具有一定的保健功能。目前較常見的應用形式如遠紅外按摩理療床,就是采用四塊碳纖維遠紅外線發射板,外部配備遠紅外線透光器,由此產生2.5-13.5微米波段的遠紅外線,與人體啟動波相吻合,從而被人體所吸收。
 
碳纖維醫療設備成像設備部件:
 
  DR平板探測器是放射性診療中常用的檢測設備,其工作原理是將X射線轉化成可見光,再轉化成電信號,呈現在電腦中,讓醫生根據圖像判定病人的具體情況。其內部部件包括閃爍體層、列驅動管、非晶硅體等。DR平板探測器性能的優劣主要體現在長時間使用后機器的穩定性、X光高分辨率、高量子探測效率和高轉換率這幾方面。
 
  案例說明:碳纖維DR平板探測器面板:碳纖維的X射線透過性好,能幫助X射線準確無誤地穿透人體,經過多次轉換,在屏幕上呈現出一個高清晰的圖案。碳纖維環氧樹脂板的X射線透視僅為小于1.0mmAL的鋁當量,而且板面平整光滑、質輕抗壓,以明顯的優勢取代鋁合金板,成為新一代數字X射線成像技術的新選擇。
 
知識拓展:
 
碳纖維復合材料的優勢
 
1、優異的力學性能
 
碳纖維復合材料具有強度高,重量輕的特點,具有高比強度和比模量;在醫療設備中,可用于需剛性好且重量要求輕的配件。 
 
2、各向異性及可設計性
 
醫療設備上某些部件,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。
材料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。
 
3、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。對于碳纖維復合材料,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。碳纖維環氧樹脂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、膠合板和酚醛樹脂板等傳統醫用材料。并且碳纖維復合材料允許射線以任何角度照射在床板上而不產生折射。
 
4、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較高。在碳纖維增強樹脂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,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。
 
碳纖維醫療檢測板性能介紹
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5、成形工藝性好
 
碳纖維復合材料有多種成型工藝,一般醫療設備用碳纖維復合材料成型工藝為真空袋、熱壓罐及模壓成型
 
一、碳纖維復合材料具有如下特點:
 
1、機械性能優良、重量輕、高強度、韌性好  
 
2、耐化學腐蝕性能特別強,能耐絕大部分腐蝕性介質
 
3、耐壓、耐熱、阻燃、抗紫外線不老化
 
4、防靜電  
 
5、產品美觀、光滑
 
二、品種規格
 
可按客戶要求生產各種規格的碳纖維管、碳纖維異型件、碳纖維板。
 
 
三、機械加工
 
碳復合材料的機械加工性能十分優良,無論是切割、鉆孔、車削還是打磨等等都沒有問題。
 
 
四、應用領域:   
 
1.利用其“輕而強”和“輕而硬”的力學特性,廣泛應用于航空、航天、建筑、機械設備、軍工、體育休閑產品等。   
 
2.利用其耐腐蝕、耐熱、垂直度好(±0.2mm)、機械強度高的特性,使產品適用于線路板,印刷設備的滾軸。   
 
3.利用其耐疲勞性,應用于直升飛機的螺旋槳;利用其振動衰減性,應用于音樂器材。
 
4.利用其強度高、抗老化,防紫外線、機械性能好的特性,適用于帳蓬、建筑建材、蚊帳、球袋、箱包、廣告展架、雨傘、風帆、健身器材、箭桿、球桿、高爾夫練習網、旗桿、水上運動產品等。  
碳纖維醫療檢測板性能介紹
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5.利用其輕質、韌性好的特性,使產品適用于風箏、飛碟、電動飛機、及各類玩具等?!?/div>
 
6.利用其尺寸穩定性,應用于機械設備、電波望遠鏡和各種成型品。
 
五、碳纖維醫療用CT床板、X射線床板、醫療頭托、乳腺機支撐板等各種醫療器械產品。
 
碳纖維及其復合材料由于它的優異的力學性能,化學穩定性強,與人體的生物相容性,無毒無味,且X射線透過率高,損耗低,使之在醫療器械和生物材料方面受到廣泛的重視。 1mm的碳纖維板,它的X光透過率是96%,散射和吸收消耗為4%,總損耗也不足鋁的1/5。 充分利用它的輕質高強,靈巧且具有特殊功能的性能,已成為碳纖維復合材料應用的一大領域。 床板尺寸最大可達到 2800*600*40。
 
 
六、碳纖維管材,具有尺寸精度高,表面效果好等特點。碳纖維纏繞管管徑尺寸可達到500mm,長度10000mm。
 
 
碳纖維機械手臂是本公司主打產品,從開發以來,市場一直供不應求,廣泛應用在機械設備自動化產品方面。產品的輕量化和高強度大大提高了機械手臂的工作效率和節能的效果。
 
 
七、材料與工藝
 
1、材質:優質3K平/斜紋或UD外觀,采用東麗碳纖維。
 
2、工藝:真空袋成型,RTM成型,熱壓成型,手工工藝成型等。
 
3、表面處理:表面噴漆,亮光,光滑如鏡,紋路清晰,防紫外線,不褪色。


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