正電子藥物鎢合金防護裝置

PET/CT是一種完全正電子放射性藥物依賴型設備,正電子放射性藥物用於PET/CT顯像是在分子水準上反映細胞代謝、細胞受體活性和細胞核內的核酸合成與細胞基因的改變,從而達到早期分析和判定組織病變。沒有必須的正電子放射性藥物,PET/CT是無法發揮臨床作用的。

因此,正電子放射性藥物是放射治療的必要治療手段,相關醫護人員和患者不可避免地會接觸到此類藥品。正電子類放射性藥品是含短半衰期正電子核素的放射性藥品,釋放出的射線是一種特殊的、既看不見也摸不著的物質。這些射線各具特定能量,對物質具有不同的穿透能力和間離能力,從而使物質或機體發生一些物理、化學、生化變化。如果人體受到長時間大劑量的射線照射,就會使細胞器官組織受到損傷。所以,分裝正電子藥物應配置必要的正電子藥物鎢合金防護裝置,其中包括通風櫥、分裝裝置、活度計及污染檢測儀等。鎢合金防護裝置因含有鎢而具有高密度,高輻射遮罩,防護性能好的特性,能夠對各種放射性射線的進行遮罩吸收,從而改善防護條件,減少放射源對醫護人員及患者的輻射傷害,此外鎢合金機械性強,可塑性強,可根據特定場所的特殊需求加工塑形,製作成各種不同形狀、不同性能、不同配比的遮罩防護件,且鎢合金材質環保無公害,目前已被廣泛地應用在醫療領域遮罩件中。

                                                         正電子藥物鎢合金防護裝置
 

 

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醫用PET/CT鎢合金遮罩件

PET/CT是將正電子發身斷層顯像和CTE有機整合一體化的影像檢查設備,它同時具有PET和CT功能,是目前臨床核醫學領域最先進的顯像設備,由於PET/CT系統(含正電子電腦斷層顯像裝置及配套的迴旋加速器)在使用中均能產生電離輻射並對從業人員構成放射性職業病危害。需要對其外照射遮罩防護。

鎢以合金系狀態廣泛應用於遮罩材料中,高比重鎢合金遮罩件主要由90%以上的鎢粉與其他金屬粉末如鎳,鐵,銅粉混合而成,它具有高密度,高輻射遮罩,及環保的特性,一直以來是製造醫用輻射遮罩件的首選。

                                醫用PET/CT鎢合金遮罩件

PET/CT系統主要由生產放射性核素的迴旋加速器,放射性藥物合成,受檢者放射性藥物注射與待診及PET/CT掃描4個部分組成。其中放射性藥物合成室主要外照射線種類為γ射線,PET/CT掃描室主要外照射線種類為γ射線;CT在掃描時產生X射線,X、γ射線均會導致醫護工作人員及患者等受到不必要的照射傷害,醫用PET/CT鎢合金遮罩件能夠對穿透人體的射線吸收,能夠遮罩對該控制區和非控制區的輻射影響,提高放射工作人員健康,降低對職業性外照射劑量水準。掃描顯像期間,在機房和控制室之間都有設置鎢合金遮罩牆來阻擋輻射。由於鎢的硬度和密度都很高,使的鎢合金非常適合應用於X射線以及以及輻射防護等醫學領域,通常,X射線和γ射線的吸收能力與遮罩材料的密度是成正比的,由於醫用PET/CT鎢合金遮罩件的鎢合金材料具有對各種射線的遮罩本領高的優點,對阻止150keV的γ射線,衰減90%的厚度僅需3mm厚,非常適合於對空間解析度要求高的場合。鎢合金材料有著很高的密度(比鉛大60%),減小了射線遮罩件的尺寸,卻不影響射線遮罩效果。同時,由於醫用鎢合金遮罩件材料獨有的環保特性,遍佈全球的客戶正在廣泛使用鎢合金的可靠的輻射遮罩件。
 

 

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熱脫脂過程和機理

熱脫脂是發展較早且應用最廣泛的脫脂工藝。其原理是通過加熱方法把坯體中的有機粘結劑熔融、揮發和裂解來脫除。
 
熱脫脂過程和機理圖片
熱脫脂過程
注射成型熱脫脂是一個非穩態傳熱和傳質過程,可以根據坯體結構的變化和坯體失重情況(見上圖)把熱脫脂分成3個階段:
1、初期,坯體仍被有機粘結劑充滿,此時坯體內還沒有形成氣孔和通道,揮發的小分子會因無法排出而在坯體內產生較高氣壓,使坯體產生鼓泡。但坯體的表面的粘結劑逐漸揮發;
2、中期,脫脂過程由表面逐漸向坯體內部推進,並且形成貫通的氣孔;3、後期,有貫通氣孔結構的坯體繼續在高溫下排除剩下的粘結劑,最後形成由陶瓷顆粒弱結合的坯體。
 
熱脫脂機理
根據粘結劑的傳輸方式,熱脫脂機理可以分為擴散控制和滲透控制兩種方式。為簡化研究,假設粘結劑為單質,且粘結劑氣體垂直於外界氣氛方向向坯外運動,當氣體分子的平均自由程遠大於氣體通道半徑時,則粘結劑分解氣體分子的傳送速率取決於其與孔壁間的碰撞頻率,這是擴散控制方式起作用的情況,擴散方式的表達如下:
t=H^2 (MkT)^2/[2D(P-P0) E^2 U] (1)
 
熱脫脂的另一種可能情況是滲透控制方式,這時粘結劑分解氣體分子的傳送速率取決於其分子間的碰撞頻率.在這種情況下,粘結劑氣體的粘度是一個重要參數,運算式如下:
t=22.5H^2 (1-E)^2 PG/[E^2 D^2 F(P^2-〖P0〗^2 )](2)
式中:
H為試樣厚度;
M為粘結劑分解氣體的分子量;
k 為玻耳茲曼常數;
T 為脫脂溫度;
D為粉末顆粒直徑;
P為粘結劑一外部氣氛介面處的壓力;
P0為外部氣氛壓力;
E為孔隙率;
U 為固態粘結劑的摩爾分子體積;
G 為粘結劑分解氣體的粘度;
F 為在壓力P 的情況下,粘結劑固/氣體積比
 
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溶劑脫脂技術種類

溶劑脫脂是基於有機物分子的相似相容原理來實現的,對於多組元粘結劑體系, 其通過溶劑(液態或氣態)選擇性溶解脫除坯體中的低分子可溶組元, 而高分子不溶組元殘留在坯體中起骨架支撐作用, 達到快速無缺陷脫脂的目的。溶劑脫脂技術在粉末注射成形和粉末擠壓成形工業生產中廣泛應用。在生產實際中如果單純熱脫脂工藝對於厚度較大的零部件很難實現, 且對於很薄的零部件, 也易於發生翹曲和斷裂。綜合採用溶劑脫脂和熱脫脂工藝, 可大大縮短脫脂時間, 提高生產效率, 而且由於其具有坯體變形小, 成分波動小的優點, 成為對成分要求高的PIM技術的理想脫脂方法。
 
一、液體溶劑浸沒脫脂
液體溶劑浸沒脫脂是將生坯直接浸沒於液體溶劑中(見上圖), 溶解脫除生坯中可溶粘結劑組分的脫脂方法。根據液體溶劑的分類,可分為有機溶劑萃取脫脂和普通溶劑萃取脫脂這兩種。
1、有機溶劑萃取脫脂
利用的有機烷烴溶劑有丙酮、三氯乙烷、正庚烷、石油醚等
2、水基萃取脫脂
該工藝所用的粘結劑可分為兩個部分,一部分是水溶性的,目前應用最廣泛的水溶性高分子聚合物是聚乙二醇(PEG),聚環氧乙烷(PEO)以及纖維素和纖維素衍生出的瓊脂糖,另一部分是不溶于水的,主要包括聚甲基丙酸甲酯(PMMA),聚乙烯醇縮丁醛(PVB),和乙酸丁酸纖維素(CAB)等。
 
二、超臨界溶劑萃取脫脂
該工藝主要是在高壓下將溶劑加熱到臨界點以上, 利用超臨界流體良好的滲透性和較強的溶解能力, 將成形坯中粘結劑提取出來。該方法不存在相變, 能降低脫脂應力, 減少脫脂變形。
 
三、冷凝溶劑蒸汽脫脂
該工藝將溶劑蒸汽冷凝到試樣表面, 然後擴散到試樣內部逐步脫脂。冷凝溶劑蒸汽脫脂速率快且具有極好的脫脂保形性, 在減少脫脂應力和控碳方面有較大的優勢。
 
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粉末注射成型-脫脂

粉末注射成形技術(PIM)是通過混料、制粒、注射、脫脂和燒結這5個步驟, 得到淨成形制品的先進成形技術。其中, 脫脂是PIM工藝中最困難和最重要的因素, 費時最多, 最難控制形坯極易出現宏觀或微觀缺陷, 因此脫脂工藝對於保證產品品質極為重要, 粘結劑的脫除成為阻礙MIM發展的瓶頸。
從Wiech于1980年取得發明專利開始,PIM脫脂方法在實際生產中發展很快,先後出現了Inject-amax法、水溶解法和Metamold法等脫脂方法。脫脂時問由最初的幾天縮短到現在的幾小時。脫脂法也歷經多次創新形成目前的技術體系。對於粉末注射成型來說,常見的脫脂種類有熱脫脂、溶劑脫脂、虹吸脫脂和催化脫脂這四種。下圖為典型脫脂過程。
粉末注射成型-脫脂圖片
一、熱脫脂
熱脫脂是指將MIM成形坯加熱到一定溫度,粘結劑蒸發或者熱分解生成氣體小分子,氣體小分子通過擴散或滲透方式傳輸到成形坯表面,然後是粘結劑分解氣體從成形坯表面脫離進入外部氣氛。熱脫脂是發展較早且應用最廣泛的脫脂工藝。此工藝簡便,成本低,無需專門設備,特別適合截面尺寸較小的精密陶瓷部件
 
二、溶劑脫脂
溶劑脫脂首先利用溶劑分子擴散進入注射成形坯中,然後成形坯中的粘結劑溶解于溶劑中形成粘結劑一溶劑溶體,粘結劑分子在成形坯內通過粘結劑一溶劑溶體擴散至成形坯表面,最後是擴散至成形坯表面的粘結劑分子脫離成形坯進入溶劑溶液中。注射料的粘結劑體系中一般是包括兩個組分的,可溶性組分通過溶液被溶解帶出,然後由不溶於溶劑的高分子起到支撐坯體的作用。最後經過加熱完全去除殘存的高分子,即溶劑脫脂一般到最後要通過熱脫脂予以完成脫脂過程。
 
三、虹吸脫脂
虹吸脫脂是指將成形坯放置於一多孔基板或多孔粉坯上,將成形坯加熱到粘結劑的粘度足夠低,能夠發生毛細流動的程度,粘結劑將在毛細力的作用下被吸出成形坯並且流入吸料中.虹吸脫脂是最快的脫脂工藝, 脫脂氣氛對脫脂沒有影響。但是虹吸脫脂存在脫脂速度不易控制的問題,若脫脂速度太快, 會使脫脂坯開裂。
 
四、催化脫脂
催化脫脂是近幾年才發展起來的一種新脫脂工藝,也稱為Metamold脫脂工藝。催化脫脂的工作原理是利用一種催化劑把有機載體分子解聚為較小的可揮發的分子,這些分子比其它脫脂過程中的有機載體分子有較高的蒸汽壓,能迅速的擴散出坯體。
 
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