醫(yī)用CT機W-Mo-石墨多層復(fù)合靶材的研究.pdf

1、醫(yī)用CT機作為大多數(shù)醫(yī)院的常規(guī)檢測設(shè)備之一，其核心部件-X射線管用陽極靶材因長期直接承受高能電子束的轟擊，會產(chǎn)生很高的熱量且其是間斷式工作，時冷時熱，這將致使靶面材料龜裂或影響靶材的激發(fā)效率，從而導(dǎo)致整個設(shè)備癱瘓。鎢、鉬等難熔金屬及非金屬石墨作為CT機中X射線管靶材的關(guān)鍵材料，如何獲得靶面W/Mo材料的復(fù)合以及與靶托材料非金屬石墨有效、穩(wěn)定的連接，來滿足大功率醫(yī)用CT機的需求是當(dāng)前關(guān)注的重點之一。
　　本文通過粉末冶金法制備了W/

2、Mo層狀復(fù)合板材，然后分別以Zr-Ni、Cr-Ni-Zr、Ti-Zr-Ni、Ti-Zr箔片為中間層，采用高溫真空熔煉復(fù)合熱壓技術(shù)制備了W/MO/石墨的復(fù)合連接件，通過金相顯微鏡（OM）掃描電鏡（SEM），透射電子顯微鏡(TEM)及能譜分析、X射線衍射儀(XRD)等測試手段分別對其界面組織結(jié)構(gòu)、物理性能、力學(xué)性能、顯微組織、元素分布及斷口特征進行了研究，為W/Mo/石墨的復(fù)合靶材的制備技術(shù)提供一種新思路。取得的主要結(jié)果有。
　　1.

3、采用粉末冶金固相燒結(jié)技術(shù)在氫氣氣氛保護下，于2000℃、保溫2h隨爐冷卻的工藝條件下制備了組織分布均勻、晶粒飽滿且密度大的雙金屬層狀板材，其復(fù)合界面呈直線狀、界面清晰、無裂紋夾雜等缺陷，并且存在50～100μm的過渡區(qū)域，W、Mo原子發(fā)生了互擴散現(xiàn)象，界面剪切強度為142Mpa。
　　2.采取鋪層設(shè)計，以壓制厚約0.5mm的Ti-Zr薄片為中間層，在真空度為1.3×10-3Pa、熔煉電流≤150A、焊接時間5min、施加(10～1

4、5)×105Pa的壓強，保壓時間10s的條件下，實現(xiàn)難溶金屬與石墨的連接，得到W/Mo/石墨復(fù)合靶材，形成了0.3～0.4mm的過渡層，其剪切強度15.2MPa，中間層顯微硬度的最大值為584HV。
　　3.W/Mo雙金屬剪切試樣的斷口出現(xiàn)在復(fù)合界面處，且鉬的表面粘附有部分金屬鎢，其斷裂機制為沿晶脆性斷裂，整體復(fù)合試樣具有良好的抗熱震性能。以Ti-Zr薄片為中間層的W/Mo/石墨試樣剪切斷口出現(xiàn)在靠近石墨的一側(cè)且斷面上存在部分不連

5、續(xù)的“圓餅狀”中間層，復(fù)合界面的斷裂機制為撕裂棱特征的準(zhǔn)解理斷裂，宏觀表現(xiàn)脆性斷裂特征。
　　4.采用的高溫真空熔煉復(fù)合熱壓技術(shù)制備的W/Mo/石墨的復(fù)合連接件的斷口處有(Mo、C)、Mo9Ti4、Ti2C0.06等物相形成。W、Mo原子通過固態(tài)熱壓擴散形成了冶金結(jié)合狀態(tài)，熔煉熱壓中，Zr-Ni、Cr-Ni-Zr、Ti-Zr-Ni、Ti-Zr合金液鋪展?jié)駶欍f和石墨基體兩側(cè)，發(fā)生了固液結(jié)合，主要通過合金原子的表面擴散、晶界擴散等實現(xiàn)