燒結的目的是把粉狀材料轉變為塊體材料，並賦予材料特有的性能。液相燒結鎢合金配重件時主要分為三個階段：1、液相生成與顆粒重排階段。2、溶解-析出階段；3、固相骨架形成與晶粒長大階段。而經過液相燒結後的兩相合金，其密度與理論密度相近。這意味著用液相燒結法制備鎢合金配重件可以很好地保留其原有的高密度特性，從而使得鎢合金配重件能更好地應用於各個領域，發揮其效能。

 

1、液相生成與顆粒重排階段

 

這是制備鎢合金配重件時所需時間最短的壹個階段，在該階段，鎳、鐵粉末會隨著溫度升高而產生液相，繼而產生毛細管力，使得粉末發生快速的致密化。鎳是制備鎢合金配重件必不可少的元素，適量的鎳（0.5%~12%）可以增加粉末間的粘性，使其更好地致密化。顆粒重排時的致密化程度則取決於液體數量、顆粒尺寸、固體在液體中的溶解度等等，如果液相數量足夠（35%），壓坯可完全致密。

 

2、溶解-析出階段

 

經過重排階段後致密化速度變慢，溶解和擴散效應則成為了該階段的主導。小顆粒的粉末將優先溶解於液相之中，而隨顆粒尺寸溶解的小顆粒通過擴散產生物質遷移而沈析在大顆粒的表面上，使得顆粒粗化長大，同時使得材料進壹步致密化。

 

3、固相骨架形成與晶粒長大階段

 

顆粒在經過液相生成與顆粒重排，溶解-析出階段之後會互相靠攏，在顆粒接觸表面同時產生固相燒結，形成牢固的固相骨架。但此階段的燒結時間不宜過長。

 

鎢合金通過液相燒結工藝可以使金屬間達到全致密性，再根據具體需求制作出各類不同形狀的配重件，這些配重件都具有高密度、高導電導熱以及耐腐蝕抗氧化等等優異的特性，使得其成為許多需要配重產品領域的首選。

鎢合金是以鎢為基體添加少量Cr、Mo、Ni、Cu、Fe、Co等元素組成的兩相復合的合金材料，即高熔點的鎢相和低熔點的γ相（Ni-Fe，Ni-Cu等等），主要分為兩大類，即鎢鎳銅系合金以及鎢鎳鐵系合金，它們各自都具有壹系列優異的物理機械性能。但相較於鎢鎳鐵系合金，鎢鎳銅的可塑性會較為低壹些，這也使得對鎢鎳鐵系合金的使用更為廣泛。鎢合金配重件的使用可謂廣泛，上至航空下至水陸，即可應用於航空航天等尖端科學技術中，軍事上用做導航儀的陀螺轉子、配重螺釘、調整片等，在機械制造及壓力鑄造等工業中則被用作平衡的配重元件等等。

 

鎢合金配重件主要是由鎢、鎳、鐵粉末經混合壓制燒結而成。其中鎢的含量最多，達到80%~97%，而鎳和鐵粉末則主要起到黏結劑的作用。由於兩相熔點差異巨大，因此它是壹種典型的液相燒結合金，制備鎢合金配重件時也主要是用該方法。

早期的劍，不管是長劍還是短劍、西洋劍或者中國的劍都是冷兵器時代主要的兵器。中世紀的歐洲騎士善於用劍，也會在劍柄處加上壹個配重球，其目的主要是用以調整劍身的重心，在使用者的腕力的基礎上，調節威力和靈活的平衡性。如果重心偏向劍身，那麽劈砍或者刺的威力就很大，但是手腕不好轉動，加了配重球或者配重塊後就可以較好地控制手腕的轉動。

 

而對於歐洲劍來說，它的劍壹般都比較長而且重，如果沒有在劍柄上增加配重球就會難以把握。也就是說，為劍柄增加配重的目的就是讓劍的整體重量達到每個人的重量平衡習慣，使使用者用起來更加舒適。可以作為劍柄配重的材料有很多，但是鎢合金配重材料由於其能在較小體積的情況擁有較大比重而成為劍柄配重的重要制造材料。

 

給鎢合金劍柄配重主要是通過在劍柄頂端加入鎢合金配重以及在手柄上加入鎢合金配重。在柄端加入鎢合金配重是為了使重心盡可能地遠離尖端，因此這是降低平衡點以及增加配重的最有效的方法。由於重量比在刀刃上會更重，因此在相同的平衡點上它需要比柄端的配重更重，所以在手柄上加入鎢合金配重則會使得劍的手柄的直徑更長從而更容易制作。

 

鎢合金的高密度特性使得劍柄在不增加很大的體積的前提下達到配重需求，耐腐蝕和抗氧化特性則使其在使用者手中不被汗液侵染腐蝕而朽壞，而無毒環保特性也使其成為眾多環保人士的寵兒。鎢合金配重在劍柄中的使用會讓劍使用起來更加舒適。

手表在人們生活中的使用頻率可謂非常之高，許多人為避免麻煩在晚上睡覺時也並未脫下手表，特別是夜光手表，這會對人體造成危害。夜光手表是將添加了以硫化鋅為基質的夜光粉塗抹在指針和表盤上方便在黑暗時看清時間的壹種手表，具有很高的實用性和觀賞性。而由於硫化鋅即便在陽光或燈光照射後能產生壹定時間的光、但時間依然有限。因此為了維持它的夜視功能，壹般會摻雜壹定量的放射性元素，即鐳元素，鐳放出的射線可以激發硫化鋅發光。因此，晚上戴夜光手表睡覺，會遭到鐳輻射進而危害身體健康。

 

那麽如何才能有效地降低夜光手表的鐳輻射，從而實現實用與觀賞性兼得呢?鎢合金對輻射的屏蔽能力早已受到許多行業的認同，良好的吸收射線能力，良好的耐腐蝕性和抗氧化性，以及良好的可焊接性都為其在制作各種屏蔽件時打下了堅實的基礎。通過將由鎢合金制成的小型芯片（該芯片即為屏蔽輻射裝置）植入手表內部，將夜光手表放射出的多余射線吸收，從而達到防輻射的目的。

鐳（Ra）是法國科學家Marie Skłodowska-Curie及其丈夫從瀝青鈾礦中發現的，是生產鈾時的副產物，隨後通過研究證明該元素的輻射可以對繁殖速度極快的細胞產生有效的抑制作用。鐳元素雖然不是最早被發現的放射性元素，但卻是現代核工業興起最重要的放射性物質，可以廣泛應用於科研、工業、醫療等領域。

 

鐳在醫療上的應用主要在於癌癥的治療，是利用放射線治療腫瘤的壹種局部治療方法。放射線包括放射性同位素產生的α、β、γ射線和各類x射線治療機或加速器產生的x射線、電子線、質子束及其他粒子束等。由於鐳的放射性很強，它在衰變時會放出α和γ兩種射線。而這兩種射線均可以破壞體內的癌細胞等有害細胞因此被較好地應用於醫療領域。強輻射的放射性治療在帶來良好治療效果的同時，也帶來了另外的傷害---輻射，長期處於鐳射線輻射的狀態下易使人誘發諸多不良反應如頭暈、惡心、脫發等癥狀，嚴重的可誘發骨癌。

 

眾所周知，用以制作屏蔽件的材料需首先具備的性能就是高密度，鎢作為壹種高密度元素，雖然不是世界上密度最高的元素，但卻是用以制作屏蔽件最合適的材料。早在20世紀30年代鎢合金就被成功地研制出來並應用於防輻射的屏蔽材料。由此可見，將鎢合金屏蔽材料應用在鐳療術上能夠很好地彌補其使用中存在的短板，讓治療成為真正的治療。很好地彌補其使用中存在的短板，讓治療成為真正的治療。

自然界中存在的碳元素有三種同位素，包括穩定同位素碳-12，碳-13和具有放射性的同位素碳-14。碳-14是透過宇宙射線撞擊空氣中的碳-12原子所產生，其半衰期約為5730年，衰變方式為β衰變，碳-14原子轉變為氮原子。碳同位素技術在地質學、環境學、海洋學、氣象學以及植物學等領域均得到了廣泛的應用。

 

碳-14標記化合物在醫學的應用在於診斷患者的體內及體外病癥，除了該實際應用外還廣泛用於病理的研究，以及用於體外診斷的競爭放射性分析。體外診斷的競爭放射性分析是壹種微量分析技術，它的特異性強，靈敏度高，且準確性和精密性好，因此可以在早期發現許多潛伏的疾病，能夠有效地預先防治疾病。以碳-14呼氣檢測儀是新壹代的檢測幽門螺旋桿菌的儀器，患者只需要吹氣5分鐘，且不會出現其他任何不適，即可進行檢測。這種呼氣試驗檢測儀使眾多的高血壓、心臟病及對胃鏡過敏的患者，成功地避免了做胃鏡時所出現的不適感，也是目前比較理想的理想檢測方法之壹。但是由於碳-14是具有放射性的同位素元素，因此該檢測儀不可避免地會存在輻射，這將制約該檢測儀的適用性（如孕婦等人將不適宜使用該檢測儀）。鎢合金由於其良好的高密度及環保特性壹直深受人們的歡迎，也是制作屏蔽材料的首選。將鎢合金屏蔽材料應用於碳-14呼氣檢測儀，可以較好地屏蔽該檢測儀的輻射、使得其適用範圍擴大，真正發揮其效用。

 

同時碳-14標記化合物作為靈敏的示蹤劑，也具有非常廣泛的應用前景。而隨著科研技術的發展碳-14也逐步應用到了生物材料，生物產品，可再生能源等新技術行業，這也意味著以鎢合金為主導的屏蔽材料也將伴隨著碳-14的發展逐步深化和應用。

簡單介紹壹下目前常用的三種放射性同位素元素：

 

1、碘-131

 

碘-131是元素碘的壹種放射性同位素，是核裂變的產物，也是人為產生的。它是β衰變核素，主要發射99%的β射線和 1%的γ射線。主要用於核醫學中治療甲狀腺疾病和檢查甲狀腺功能等。而針對其存在的輻射，在治療時可以采用壹定厚度的鎢合金屏蔽即可。

 

2、銫-137

 

銫-137是在1945年第壹顆原子彈爆炸後才產生的新元素，即由核彈、核武器試驗以及核反應堆內裂變產生的衍生物之壹，它釋放的是γ射線。銫-137是壹個高輻射的放射源，其對人體健康的影響隨著輻射強度和劑量的增大而增大。若長期受到銫-137的大劑量照射，甚至會導致死亡。由於鎢合金對γ射線有著很好的屏蔽功能，因此在對銫-137的屏蔽應用上效果也十分顯著。

 

3、鈷-60

 

鈷-60為金屬元素鈷的放射性同位素之壹，屬於高毒性核素。它能透過β衰變放出能量高達315KeV的高速電子成為鎳-60，同時釋放出兩束的γ射線，其半衰期為5.272年。鈷-60常常以放射源的形式為人們所應用，因此對於鈷-60的屏蔽主要在於屏蔽放射源。將鈷-60密閉保存在鎢合金屏蔽容器（如圖）中即可達到屏蔽的目的。

化學元素存在著相對原子質量和放射性不同而其他物理化學性質相同的變種，這些變種應處於周期表的同壹位置上，稱做同位素。而放射性同位素是指存在放射性的同位素元素，每壹種元素都有放射性同位素，但不是每壹種同位素都具有放射性。有些放射性同位素是自然界中存在的，有些則是人為產生的。由於同位素具有輻射性，若長時間處於同位素的環境下就會對人體產生傷害。但是利用鎢合金屏蔽材料就可以對放射性同位素元素產生良好的屏蔽效能，這是由於鎢合金的密度大，而高密度的材料可以對輻射起到很好的吸收作用。

 

我國放射性同位素的生產和輻射技術的應用始於五十年代，而隨著放射性同位素和輻射技術的廣泛應用，放射性同位素生產、運輸的數量和品種逐年增加。目前利用同位素生產的產品諸如放射性藥物、各種放射源、氫-3、碳-14等標記化合物、放化制劑和放射免疫分析用的各種試劑盒和穩定同位素及其標記化合物等等。這也意味著對於會產生放射性物質的同位素實施屏蔽將成為生產過程中不可或缺的壹環。