材料

用途

工艺流程

鉴别

钨合金是用来屏蔽x射线和伽马射线的极佳材料。钨合金有着很高的密度(比铅大 60%), 减小了屏蔽件的尺寸，而不影响屏蔽效果。钨合金屏蔽件可用于瞄准仪，核屏蔽，PET 注射屏蔽等.

钨合金屏蔽件在医疗领域主要运用在以下几个方面：

近距放射疗法

近距离放射治疗是把同位素放射源放置到肿瘤内部或肿瘤周围，放射源释放的射线穿透全部肿瘤组织，而周围正常组织中射线量较低，这样使肿瘤可以接受较多剂量的放射线而正常组织接受很少。这种技术就是将放射种子植入病人体内。在治疗前后，种子都被保存在钨制产品中，来保护病人和医生免受辐射。

正电子放射层扫描术 (PET)

正电子放射层扫描术 (PET)是简单来讲是一种医学成像技术，是一种用来诊断的核医疗技术。医生先给患者注射放射性示踪剂，接着，它会释放出伽马射线，吸收示踪剂最多的细胞会发出亮光，可由伽马照相机照出。因此当X射线照出体内结构时，PET可以显示出个别内脏的化学功能，这样细胞内的化学活动以及内脏就可以看见了。任何不正常的化学行为都有可能是肿瘤出现。PET 扫描经常用来发现癌症肿瘤，脑部疾病以及冠状动脉疾病。

钨合金可应用于PET:

PET 注射器

钨针管屏蔽

钨制FDG转移盘

瞄准仪

随着医疗水平的不断发展和提高，医疗技术不断的创新，放射性元素，XY射线在医学中得到广泛应用，为了保证人体免受不必要的伤害，一般采用钨合金作为容器或者屏蔽件。

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伽马射线又称γ射线，是由原子衰变裂解时放出。具有波长极短，穿透力很强，携带高能量，易造成生物体细胞内的DNA断裂进而引起细胞突变、造血功能缺失、癌症等疾病。人体受到γ射线照射时，γ射线可以进入到人体的内部，并与体内细胞发生电离作用，电离产生的离子能侵蚀复杂的有机分子，如蛋白质、核酸和酶，它们都是构成活细胞组织的主要成份，一旦它们遭到破坏，就会导致人体内的正常化学过程受到干扰，严重的可以使细胞死亡。而钨合金是用来屏蔽伽马射线的极佳材料。钨屏蔽有着很高的密度(比铅大 60%), 减小了屏蔽件的尺寸，而不影响屏蔽效果。

γ射线有很强的穿透力，在工业中，主要用于以下几个方面：

1.     地质录井：地质录井是一个勘探技术，主要用于石油和天然气工业。它也被称为钢丝线记录和井测井。伽玛射线源，降低成井和辐射穿透岩层，然后，从这些数据可以分析，以确定是否存在天然气或石油。钨合金用于屏蔽放射源中，也使用于γ射线准直仪中。

2.     工业射线照相：工业射线照相使用伽玛射线检测材料，常用于金属和混凝土结构的断层。

3.     伽玛射线还可以用来检查或薄弱点的石油管道焊缝金属铸件，可用来探伤或流水线的自动控制。钨准直仪设备也采用钨伽马辐射屏蔽件。

正是利用γ射线对人体细胞的杀伤力，在医疗上用来药杀和治疗某些类型的癌症和肿瘤。但是伽玛射线可以同时在我们的身体伤害其他正常细胞。因此，我们需要钨伽马屏蔽控制伽玛射线。

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离子源是一门具有广泛应用领域的学科。在许多基础研究领域如原子物理、等离子化学、核物理等研究中，离子源都是十分重要不可缺少的设备。由于长时间的使用离子源灯丝，灯丝会受到一定程度的污染，需要使用者明白如何判断灯丝是否受到污染。以下有几种方法可以判断出离子源灯丝受到污染。

第一种方法对推斥极进行初步的判断。

轻微污染：1.将推斥极设为0.1，不能达到期望的灵敏度。2.自动调谐结果推斥极电压增高，或PMT电压增大。3.增加推斥极，电压值峰响应明显变化。以上3种情况皆为轻微污染的推斥极。

严重污染：1.很高的PMT值情况下仍然不能获得理想的响应。2.增加推斥极电压值，电压值峰响应明显增强。3.推斥极电压必须加大到很高值才能达到灵敏要求。

另一种方法是对离子源灯丝的判断。主要的判断方法是看灯丝的电流。灯丝污染的最明显标志是灯丝的电流变大，电流越大证明污染越严重。因此在使用离子源灯丝时要时刻确保真空系统的安全，严禁在漏气的情况下打开灯丝，这样会使灯丝很快烧坏。

针对离子源灯丝中离子源的清洗方法。使用者在开始清洗之前，应该事先准备好消耗品，例如灯丝或备件。离子源灯丝受到污染需要得到正确的清洗和重新安装，可靠稳定的操作是至关重要的。

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电子枪是对电子轰击靶屏发光进行加速的一种装置，电子枪的功能在于给出满足要求的电子束，在挑选电子枪的材料和工艺结构时，需要考虑到电子枪易于加工和使用方便。

电子枪的阴极对其寿命的长短起决定性作用，而阴极的材料和温度是关键性因素。因此，在阴极材料的选择方面，以低逸出功的材料为最佳。

影响电子枪灯丝的寿命有以下两方面的因素：

主观原因，热发射需要很高的灯丝温度，灯丝蒸发速率与温度指数成正比，工作温度越高，灯丝蒸发速率就越快，因此在满足使用的条件下，应尽量确保灯丝的低温，这对于灯丝的寿命来说起到至关重要的作用。
客观原因：钨灯丝表面会由于真空泄露容易形成氧化钨层，而氧化钨的蒸发速度高出单质钨的N倍，如果灯泡内有氧气,高温条件下钨丝与氧气反应会烧断灯丝，灯丝寿命会明显缩短；空气中的湿度含量对灯丝寿命具有一定影响，湿度过大会大大减小钨灯丝寿命；灯丝加热电流加载过快，造成热应力损伤。

灯丝都是具有一定使用寿命的。而其寿命的长短也会因为使用者的习惯和保养维护的不同而有着千差万别，电子枪需要在较高的真空环境下工作，并且尽量减少污染，使用者应该养成维护真空系统的习惯，防止真空泄露，避免阴极氧化；在满足使用的条件下，要对阴极的工作温度进行降低，延长其使用寿命；同时还应注意控制环境的湿度，不能使空气的湿度变大。总之，电子枪灯丝的使用寿命虽然受其本身质量的影响，但是使用者的维护更为重要，因此，使用者应加强对电子枪灯丝的管理来延长其使用寿命。

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硬质合金球齿的主要组成成分为碳化钨（WC）和钴（Co)，其具有很好的硬度、强度、较高的熔点、优良的耐磨性以及化学稳定性，因此其在石油开采以及地质钻探等行业中有着广泛的应用。硬质合金球齿是通过镶嵌在钻头上，对岩层进行冲击、旋转、压碎以及剪切来实现挖掘的作用。由于大部分的钻井深度较深、挖掘长度较长，有的可能达到上千米，若球齿因磨损、断裂或者其他原因发生失效，多次更换钻头就会严重影响整体的钻井效率。因此，这也对硬质合金球齿的硬度和耐磨性提出了更高的要求。而其机械性能以及物理性能都取决于组织成分和结构，WC粉的原始性能，尤其是物理性能直接决定了硬质合金球齿的组织结构。WC粉末的质量与钨粉还原工艺是密不可分的，为了得到优质的WC粉末，我们需要结合钨粉还原工艺参数并进行优化，使硬质合金球齿的性能得到大幅度的改善。

首先，从WC粉末的制备过程入手，其基本流程是偏钨酸铵APT（Ammonium paratungstate）→氢气H2预还原→蓝色氧化钨→氢气H2还原→钨粉→加碳碳化→WC块→破碎→过筛制粒→WC粉。通过实验分析，在整个WC粉的制备过程中主要的影响因素包括温度、料层厚度以及粒度分布情况。温度的控制是影响钨粉还原的重要条件之一，良好的温度控制有利于促进还原速率，利于钨粉结晶的完成并且能有效消除钨粉晶内的组织缺陷。但是若还原温度过高会使得钨粉晶发生团聚，钨粉粒度分布变宽，使得WC粉的粒度分布也变宽。不均匀的WC粉粒度对硬质合金球齿性能会有一定的影响。

而料层的厚度也会影响钨粉粒度以及其粒度分布。理论上说，钨粉还原时增加装舟的料层厚度钨粉颗粒会变粗；而反过来减少装舟的料层厚度钨粉粒度会相对较细。但是，往往在实际的生产中，厚的装舟量会引起粉末粒度分布变宽，特别是引起双峰、多峰及尾峰。此外，粒度分布不同的WC粉所生产的硬质合金球齿的硬度也会随着粒度分布变宽而显著降低。其原因是粒度分布较宽的钨粉中会存在差异较大的粗细颗粒，这种差异在碳化的过程中会引起WC晶粒的不均匀长大，使得同一批粉末中既有粗大的单晶颗粒又有由细晶组成的多晶颗粒。当碳化温度较低时，细颗粒以碳化完全，而粗颗粒并未完成完全碳化；当碳化温度较高时，粗颗粒也发生了完全碳化，但是此时的细颗粒已经变成单晶并发生长大。生产硬质合金球齿时，使用单晶和多晶颗粒共存的WC粉，合金混合料破碎时间延长，单晶颗粒不易破碎或破碎一致性较差。压制时压制密度降低，且合金球齿在烧结时易出现晶粒的不均匀长大，严重时可能出现粗晶，是硬质合金球齿的硬度大幅降低。而采用单一的单晶或多晶颗粒均匀性较好的WC粉，混料湿磨的时间更短，颗粒易于破碎也更均匀。因此，通过优化钨粉生产工艺，如控制还原温度、碳化温度、装舟量等，生产出均匀的单晶或多晶的WC粉有利于改善硬质合金球齿的各项性能。

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