碳纤维复合材料在医疗领域的应用，有哪些显著的优势？

2022-06-07 11:28 已解决

1.各向异性和可设计性

碳纤维复合材料是各向异性材料，沿纤维方向和垂直于纤维方向的性能不同，给设计带来很大的自由度，通过改变铺层方式（例如铺层角度、铺层顺序）来改变产品的弹性和强度等特性，满足具体使用要求。
而医疗设备部件往往作用于不同的人体部位，不同部件具体性能要求不—样。
2.X射线透过率高

X射线的透过率和所穿透物质的元素组成、原子序数、密度、厚度有关，组成碳纤维复合材料的主要元素为C、H、O，原子序数小，X射线质量吸收系数远低于—般材料。

1mm厚的铝板和碳纤维复合材料板，它们的X射线透过率分别为78%和96%，铝板散射和吸收消耗为22%，碳纤维板只有4%。
3.抗疲劳性极为良好

碳纤维复合材料中包含无数纤维/树脂界面，当受到过大的外力产生裂纹，这些界面能有效阻止裂纹的进—步扩大，推迟疲劳破坏的产生。

医疗器械每天都在重复使用，碳纤维复合材料良好的抗疲劳性能保证仪器的使用寿命。

在医疗器械领域，利用其X射线全透射性，碳纤维复合材料被用于制造X光检查仪用移动平台；利用CFRP优异的机械性能，其被用于制造骨科用和器官移植用等医疗器械，以及制造假肢、矫形器等康复产品。
4.用于CT床板设备及辅助设备

这类是目前国内应用最多和最广泛的碳纤维医用案例，较有代表性的有X光、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。

医疗用CT床板多采用绝缘电板，但其射线透过率低，力学性能差，成像清晰度差。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。