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常州有多家医疗器械企业,目前已经开始尝试碳纤维的应用。
碳纤维的特点
一、碳纤维的优点
1、碳纤维具有高的比强度、比刚度,强度是钢的7-8倍,密度是钢的1/4
2、碳纤维具有良好的纤度和柔韧性,做成复材可设计性强
3、碳纤维X光透过性好
4、碳纤维导电、导热
5、碳纤维耐腐蚀性强,抗高低温
6、碳纤维具有吸附性
7、碳纤维具有抗疲劳性
8、碳纤维具有生物相容性
二、碳纤维的缺点
脆,轴向向受力大,而径向受力较差,弯曲易折断
因此碳纤维材料除了良好的力学性能,碳纤维材料具有良好的耐腐蚀性能,就算有酒精,药物,血渍残留也不会对面板造成影响,而且清理更方便,长期下来不会对面板造成腐蚀的现象,重量很轻,移动起来很方便,方便医务人员更好的调节合适的角度,碳纤维材料力学性能,化学稳定性,与人体的生物相容性,使之在医疗器械和生物材料方面受到广泛的重视。
一、用于医疗影像设备中
从上表可以看出碳纤维复合材料的铝当量只有铝板的1/10,因此非常适合X光设备的透波部分。如我们体检做胸透,贴近胸部部分原来用的是铝板,现在基本上用的是碳纤维复合材料。
此外还有X平板探测器,这是一款多功能的高分辨率X射线平板成像器件,多采用非晶硅薄膜晶体管、光敏二极管阵列及高敏感度碘化铯直接生长闪烁体等先进技术获得超凡稳定的影像性能。可应用医疗、工业无损检测。
此外还有医疗影像的周边设备,如CT和B超检查床面板、诊断床用头托、高清DR平板探测仪用面板,以及支架等。
碳纤维复合材料的吸收率和散射率与其相比要小得多,在诊断时可以相应地降低X射线剂量,降低X光机的功率,延长仪器使用寿命,节省电能。更重要的是碳纤维复合材料因为这种优异的X射线透过性能,允许射线以任何角度照射在床板上而不产生折射,只需小剂量的射线即可获得清晰的造影,从而减少了对患者及医护人员的危害。
二、超导磁体构件
核磁共振成像(MRI)检查已经成为一种常见的影像检查方式,核磁共振成像作为一种新型的影像检查技术。核磁共振仪主要由磁铁、射频发射器、检测器、放大器及记录仪等组成。磁铁用来产生磁场,主要有永久磁铁,电磁铁,超导磁铁等。而为了得到较高磁场,必须使用超导磁铁。而超导必须要在极低温度下才可实现,目前是在液氦(氦-.℃)下,周围的力学部件就需要使用特殊的材料。目前知名核磁共振厂家多使用碳纤维复合材料。
三、人工骨和人工关节
目前碳纤维复合材料已广泛应用于骨内固定板、骨填料、髋关节柄、人工种植齿根、颅骨补修材料以及人工心脏材料等。人体骨骼的弯曲强度在Mpa左右,弯曲模量在7~20Gpa,拉伸强度约Mpa,抗拉模量约在20Gpa。而碳纤维复合材料的弯曲强度为89Mpa左右,弯曲模量为27Gpa,拉伸强度约43Mpa、抗拉模量约24Gpa,相较而言已接近或超越人体骨骼的强度。而且碳纤维材料和人体的相容性更好。
传统的金属内固定材料由于存在所谓的“应力遮挡效应”,使骨骼在愈合过程中出现血运破坏,即使骨骼愈合后也极易出现再骨折和骨质疏松等现象。碳纤维增强高分子复合材料以其优异的力学性能和生物相容性正得到研究者的普遍
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