大型集装箱检查系统

集装货物/车辆检查系统是海关港口急需的检测设备之一。目前国内外港口对集装货物的检查主要采用开箱检查或辐射成像的方法。开箱拆货检查时间长、日检量低、检查成本高。对辐射成像而言,国内外现在已经研制出用加速器或钴-60做辐射源的大型集装货物/车辆检查系统。

                                                         大型集装箱检查系统

进出口货物品种日益丰富,形成了钢材、煤炭、废纸、纸浆、木材、石材等特色货种的转运中心,对放射性检测的要求越来越高。使用钴-6做辐射源大型集装箱检查系统属于大型放射性检测系统,近年来在我国较大的港口码头开始普及。这种仪器由大容量塑料闪烁体和信号探测分析系统组成,该系统对过往的集装箱、大型车辆、行李物品等进行放射性物质实时监测,实现对异常的放射性同位素夹带实时联动预警的功能,基于特征谱分布动态扫描和甄别的人工核素识别技术,能够有效地降低系统的识报率和漏报率,由于其探测器面积大,不间断扫描时检测,极大地提高了检验检疫和通关速度。

由于钴-60是人造放射性同位素,是β衰变核素,会发射β-和γ射线,有极强的放射性。因此,在大型集装箱检查系统中同时大量运用了鎢合金屏蔽件来屏蔽辐射源对人体造成的伤害。防辐射能力和屏蔽材料密度有关,密度越大屏蔽性能越好。鎢合金材料具有高的密度和原子序数,作为理想的防辐射材料具有很多优势,吸收射线能力强、比重大、强度高、具有良好的可焊性和加工性、无毒環保,综合的优异性能使得鎢合金成為大型集裝箱檢測設備射線防護障蔽的最佳选择。
 

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钨合金多叶光栅叶片

多叶光栅系统主要用于放射医疗中控制X射线的方向和辐照范围,作用是替代手工制作的不规则铅挡块,在治疗过程中,由计算机控制多叶光栅系统各个叶片的运动,形成临床所需的不规则形状射野进行照射。多叶光栅系统由120个钨合金光栅叶片组成,其中叶片的制造材料采用钨合金材料,这比用铅做的挡板叶片产生的危害要小得多。

                                                           钨合金多叶光栅叶片

多叶光栅系统广泛运用在放射医疗技术中,主要基于钨合金对放射性物质的屏蔽效应。钨合金是一种高致密金属材料,研究证实高密度金属材料可对放射性物质产生屏蔽效应。由于金属钨对放射线有较强的防护性,所以目前多叶光栅叶片的材料多数都是由金属钨制成。整个多页光栅包括两组叶片,两组叶片相向排列安装于支架上,叶片可以在支架上移动,移动的方向与射线束轴线方向垂直,每个叶片都由步进电机独立驱动;由于在叶片之间为减少运动时的相互摩擦而留有适当的间隙,为减少放射线通过此间隙的泄露,还在两组叶片的下面各安装一个可移动的挡板,通过挡板的适当移动来遮挡泄露的放射线。为了防止相对应的两片钨叶在闭合实时发生碰撞,闭合的两片钨叶之间也留有微小的间隙,同样为了降低在此间隙泄露的放射线,也可以在与两组钨叶相垂直的方向再安排一族防漏挡板。

由于钨合金材料具有对各种射线的屏蔽本领高的优点,非常适合于对多叶光栅系统这一类空间分辨率要求高的场合,钨合金材料有着很高的密度减小了射线屏蔽件的尺寸,却不影响射线屏蔽效果,同时还具有无害环保的特性,在放射医疗技术中广泛运用。
 

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硬质合金注射成形制品原料控制

传统的硬质合金生产方法(压制-烧结法)只能生产形状较为简单的制品, 因而限制了硬质合金的应用范围。冷、热等静压能生产形状复杂的制品,但成本很高,不适合大规模生产。粉末注射成形工艺的出现,为进一步扩大硬质合金材料的应用领域(如下图产品示例)带来了契机。因硬质合金的力学性能对于极小的杂质、孔洞或其它小缺陷引起的断裂源都特别敏感,故研究工艺中各工序可能产生的缺陷及其原因,提出预防措施和解决办法,就显得至关重要。由于硬质合金粉末一般为不规则多角状、粒度细,因而粉末间相互摩擦大、堆积密度低,其原料的质量控制就显得尤为重要。
 
注射成型硬质合金图片
 
原料控制点
1 利用表面活性剂,如硬脂酸、邻苯二甲酸二丁脂等来改善喂料流变行为和粉末与粘结剂间的润湿性。
 
2 粉末氧含量。粉末氧含量是影响硬质合金注射成形制品性能的主要因素,是对烧结后的合金的碳化量影响巨大。
 
3 粘结剂选择和组分比例控制。目前广泛用于硬质合金注射成形工业中的粘结剂为石蜡基多组元体系的粘结剂。石蜡基粘结剂的组成要根据粉末特性不同做出相应调整, 从而得到具有良好均匀性、保形性和流动性的喂料。粉末粒度和形状的变化应调整表面活性剂含量和粉末装载量, 粉末粒度分布不同应调整粘结剂的粘度。
 
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注射成型硬质合金粘结剂类型

注射成型硬质合金粘结剂有蜡和其它高聚物构成,另外会加入各种过程助剂。
 
蜡的选择
注射成型粘结剂中了较多,适用的粉末原料也各不相同。对于硬质合金的注射工艺,一般采用以蜡为主的粘结剂。常见的蜡包括石蜡、蜂蜡、棕榈蜡以及类似石蜡的短链聚合物。这些蜡具有较低的粘流态温度,润湿性好,粘度较低,分解时较其它聚合物体积变化较小。蜡的相对分子量较小,易挥发,有利于脱脂。
 
多组分粘结剂
使用单一的蜡会使脱脂困难,因为熔化温度较窄,热脱脂极慢,也不能采用溶剂脱脂等其它脱脂方式。单组分粘结剂还存在填充不均匀等问题。故常采用与其它聚合物、润滑剂等混合形成多组分粘结剂。这样由于不同组分的脱脂过程不同,在脱脂时,一种组分可以优先排出,先形成气体通道,另一种组分起着骨架支撑的作用。理想的硬质合金粘结剂中,常含有体积分数为30%-70%的一种主要成分。除蜡以外常见的组分有烹调油、醋酸纤维素、棕榈油、樟脑、萘、聚乙烯醇、水、油酸、硬脂酸、硬脂酸铝、乙醇、花生油、鱼肝油、聚乙烯丁缩醛等。
 
其它成分
为改善粉末的润湿、模具润湿、混合料粘度、残余应力等脱脂行为,实际生产中,常在混合料添加过程助剂、模具防黏剂、配合剂、塑化剂、溶剂、润滑剂、增强剂等。
 
硬质合金粘结剂图片
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硬质合金催化脱脂炉

硬质合金催化脱脂炉是注射成型硬质合金进行催化脱脂反应的设备。催化脱脂炉一般由催化反应炉、催化剂加入机构、惰性气体供应机构和废弃处理机构等几部分组成。
 
催化脱脂炉根据其是否能实现连续化生产可分为两种:一种是非连续催化脱脂炉, 一种是连续催化脱脂炉。非连续催化脱脂炉主要用于实验室和小规模的工业生产;大规模的注射成形催化脱脂工业生产中应用的主要是连续催化脱脂炉, 能实现注射成形的自动化连续生产, 大大降低了
注射成形的成本。
 
非连续催化脱脂炉
非连续催化脱脂炉(如下图所示)由催化反应炉、催化剂加人装置、惰性气体供应装置和废气处理装置等几部分组成如下图所示。非连续炉可根据不同材料和在炉中的装载量, 调节温度和催化剂浓度, 很容易控制脱脂速度;载体氮气中的解聚产物甲醛在废气处理装置中氧化燃烧。
 
连续催化炉图片
 
连续催化脱脂炉
由于催化脱脂速率快、时间短, 使得注射成形工业中采用连续脱脂和烧结成为可能。连续催化脱脂炉结合连续烧结炉运用于注射成形连续生产线上,实现了注射成形的自动化连续生产, 降低了注射成形的生产成本, 大大提高了注射成形这一近净成形方法的竞争力。
 
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