1.各向異性和可設(shè)計(jì)性
碳纖維復(fù)合材料是各向異性材料,沿纖維方向和垂直于纖維方向的性能不同,給設(shè)計(jì)帶來很大的自由度,通過改變鋪層方式(例如鋪層角度、鋪層順序)來改變產(chǎn)品的彈性和強(qiáng)度等特性,滿足具體使用要求。
而醫(yī)療設(shè)備部件往往作用于不同的人體部位,不同部件具體性能要求不—樣。
2.X射線透過率高
X射線的透過率和所穿透物質(zhì)的元素組成、原子序數(shù)、密度、厚度有關(guān),組成碳纖維復(fù)合材料的主要元素為C、H、O,原子序數(shù)小,X射線質(zhì)量吸收系數(shù)遠(yuǎn)低于—般材料。
1mm厚的鋁板和碳纖維復(fù)合材料板,它們的X射線透過率分別為78%和96%,鋁板散射和吸收消耗為22%,碳纖維板只有4%。
3.抗疲勞性極為良好
碳纖維復(fù)合材料中包含無(wú)數(shù)纖維/樹脂界面,當(dāng)受到過大的外力產(chǎn)生裂紋,這些界面能有效阻止裂紋的進(jìn)—步擴(kuò)大,推遲疲勞破壞的產(chǎn)生。
醫(yī)療器械每天都在重復(fù)使用,碳纖維復(fù)合材料良好的抗疲勞性能保證儀器的使用壽命。
在醫(yī)療器械領(lǐng)域,利用其X射線全透射性,碳纖維復(fù)合材料被用于制造X光檢查儀用移動(dòng)平臺(tái);利用CFRP優(yōu)異的機(jī)械性能,其被用于制造骨科用和器官移植用等醫(yī)療器械,以及制造假肢、矯形器等康復(fù)產(chǎn)品。
4.用于CT床板設(shè)備及輔助設(shè)備
這類是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最多和最廣泛的碳纖維醫(yī)用案例,較有代表性的有X光、CT和B超檢查床面板、診斷床用頭托、高清DR平板探測(cè)儀用面板,以及支架等。
醫(yī)療用CT床板多采用絕緣電板,但其射線透過率低,力學(xué)性能差,成像清晰度差。碳纖維復(fù)合材料的吸收率和散射率與其相比要小得多,在診斷時(shí)可以相應(yīng)地降低X射線劑量,降低X光機(jī)的功率,延長(zhǎng)儀器使用壽命,節(jié)省電能。
更重要的是碳纖維復(fù)合材料因?yàn)檫@種優(yōu)異的X射線透過性能,允許射線以任何角度照射在床板上而不產(chǎn)生折射,只需小劑量的射線即可獲得清晰的造影,從而減少了對(duì)患者及醫(yī)護(hù)人員的危害。
碳纖維復(fù)合材料是各向異性材料,沿纖維方向和垂直于纖維方向的性能不同,給設(shè)計(jì)帶來很大的自由度,通過改變鋪層方式(例如鋪層角度、鋪層順序)來改變產(chǎn)品的彈性和強(qiáng)度等特性,滿足具體使用要求。
而醫(yī)療設(shè)備部件往往作用于不同的人體部位,不同部件具體性能要求不—樣。
2.X射線透過率高
X射線的透過率和所穿透物質(zhì)的元素組成、原子序數(shù)、密度、厚度有關(guān),組成碳纖維復(fù)合材料的主要元素為C、H、O,原子序數(shù)小,X射線質(zhì)量吸收系數(shù)遠(yuǎn)低于—般材料。
1mm厚的鋁板和碳纖維復(fù)合材料板,它們的X射線透過率分別為78%和96%,鋁板散射和吸收消耗為22%,碳纖維板只有4%。
3.抗疲勞性極為良好
碳纖維復(fù)合材料中包含無(wú)數(shù)纖維/樹脂界面,當(dāng)受到過大的外力產(chǎn)生裂紋,這些界面能有效阻止裂紋的進(jìn)—步擴(kuò)大,推遲疲勞破壞的產(chǎn)生。
醫(yī)療器械每天都在重復(fù)使用,碳纖維復(fù)合材料良好的抗疲勞性能保證儀器的使用壽命。
在醫(yī)療器械領(lǐng)域,利用其X射線全透射性,碳纖維復(fù)合材料被用于制造X光檢查儀用移動(dòng)平臺(tái);利用CFRP優(yōu)異的機(jī)械性能,其被用于制造骨科用和器官移植用等醫(yī)療器械,以及制造假肢、矯形器等康復(fù)產(chǎn)品。
4.用于CT床板設(shè)備及輔助設(shè)備
這類是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最多和最廣泛的碳纖維醫(yī)用案例,較有代表性的有X光、CT和B超檢查床面板、診斷床用頭托、高清DR平板探測(cè)儀用面板,以及支架等。
醫(yī)療用CT床板多采用絕緣電板,但其射線透過率低,力學(xué)性能差,成像清晰度差。碳纖維復(fù)合材料的吸收率和散射率與其相比要小得多,在診斷時(shí)可以相應(yīng)地降低X射線劑量,降低X光機(jī)的功率,延長(zhǎng)儀器使用壽命,節(jié)省電能。
更重要的是碳纖維復(fù)合材料因?yàn)檫@種優(yōu)異的X射線透過性能,允許射線以任何角度照射在床板上而不產(chǎn)生折射,只需小劑量的射線即可獲得清晰的造影,從而減少了對(duì)患者及醫(yī)護(hù)人員的危害。
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