鎢屏蔽件在輻射防護中的作用
- 分類：鎢的知識
- 發佈於：2014年9月19日
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輻射的防護取決於輻射源的種類及其使用時的實際情況。對於射線的防護，主要考慮的是外照射的輻射防護，通過防護控制外照射的劑量，使其保持在合理的最低水平，不超過國家輻射防護標準規定的劑量當量限值。輻射防護的三要素是距離，時間和屏蔽，或者說射線防護的主要方法是時間防護，距離防護和屏蔽防護，俗稱為輻射防護的三大方法。其中屏蔽防護的原理是指：射線穿透物質時強度會減弱，一定厚度的屏蔽物質能減弱射線的強度，在輻射源與人體之間設置足夠厚的屏蔽物（屏蔽材料），便可降低輻射水平，使人們在工作所受到的劑量降低最高允許劑量以下，確保人身安全，達到防護目的。
屏蔽防護的要點是在射線源與人體之間放置一種能有效吸收射線的屏蔽材料。核屏蔽設計的主要任務就是屏蔽γ射線、中子。金屬鎢具有高的密度和原子序數，射線屏蔽效果非常好，此外鎢材料不產生二次電子輻射，所以鎢作為理想的防輻射材料具有很多的優勢。
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液相燒結製備鎢屏蔽件材料的緻密化過程
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高密度鎢合金具有密度高、強度和硬度高、無毒無害，熱膨脹係數小，抗腐蝕和抗氧化性好等優異性能，是製作核輻射屏蔽件的首選材料。在鎢合金製作過程中，根據液相燒結原理，粉末的緻密化是通過高熔點顆粒在液相低熔點成分周圍的排列實現的。
緻密化過程大致可分為三個階段：1.液相生成和顆粒重排。當液相生成後，因液相潤濕固相，並滲入顆粒間隙，如果液相量足夠，固相顆粒將完全被液相包圍而近似於懸浮狀態，在液相表面張力作用下發生位移、調整位置，從而達到最緊密的排列。 2.固相溶解和析出。由於固相顆粒大小不同、表面形狀不規整、顆粒表面備部位的曲率不同，溶解於液相的平衡濃度不相等，由濃差引起顆粒之間和顆粒不同部位之間的物質遷移也就不一致。小顆粒或顆粒表面曲率大的部位溶解較多；另一方面，溶解的物質又在大顆粒表面或其有負曲率的部位析出。結果是固相顆粒外形逐漸趨於球形或其他規則形狀，小顆粒逐漸縮小或消失，大顆粒長大，顆粒更加靠攏。 3.固相骨架形成。液相燒結經過上述兩階段後，固相顆粒相互靠攏，顆粒間彼此粘結形成骨架，剩餘的液相充填於骨架的間隙。
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液相燒結製備鎢屏蔽件材料的決定因素
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鎢鎳合金作為新型屏蔽材料有許多優勢，它不產生二次韌致輻射，硬度大而且同樣的屏蔽效果厚度僅為鉛的2/3，且鎢抗輻射損傷且耐腐蝕。同時，鎳、銅或者Ni-Cu 合金對於鎢的濕潤角都接近於0°，即鎢在鎳中的溶解度很大，在1510℃時達50%。在 W-Ni 合金的液相燒結期間，顆粒的瓦解、聚合和溶解-再沉澱所引起的收縮借助於顆粒的重新排列。
液相燒結是否能夠順利完成主要取決於：(1) 液相與固相顆粒表面的潤濕性，通常潤濕角口小於90 度，最好是接近於零度。提高液相對固相潤濕性可很好的提高液相燒結效果。 (2) 固相在液相中有一定的溶解度，而液相在固相中的溶解度很小，或者不溶解。 (3) 液相數量有限。一般以在冷卻時能填滿固相顆粒間的間隙為限。一般以 20%~50%(體積分數)為宜。
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液相燒結製備鎢屏蔽件材料的原理
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鎢的原子序數為74，作為大密度的天然金屬單質之一，鎢對中子與γ射線具有良好的屏蔽作用。鎢鎳和鎢銅合金是目前用得較多的兩種鎢合金。要保證鎢基合金的屏蔽性能良好，需要鎢基合金的密度高，即鎢基合金中的鎢的百分含量要高。故採用液相燒結的方式製備鎢基合金。
液相燒結源於粉末冶金，是指燒結過程中有液相與固相顆粒共同存在的燒結。此時燒結溫度高於燒結體中低熔成分或低熔共晶的熔點低於高熔點成分的熔點。由於物質液相遷移比固相擴散要快得多，燒結體的緻密化速度和最終密度均大大提高。液相燒結工藝已廣泛用來製造各種燒結合金零件、電接觸材料、硬質合金和金屬陶瓷等。根據液相燒結原理，粉末的緻密化是通過高熔點顆粒在液相低熔點成分周圍的排列實現的。目前已經有很多專家對多種粉末進行了試驗，來研究具有良好潤濕性的粉末系，也就是說能夠通過低熔點的金屬粉末形成的液相作為粘結劑圍繞高熔點粉末已獲得材料之間的連接。其中重要的合金粉末係為銅基粉末及鎳基粉末等。
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鎢蠕蟲狀漁墜子的優勢
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鎢的密度是鉛的兩倍，是高硬度的金屬。鎢蠕蟲狀漁墜子比同一重量的鉛漁墜子的體積更小，所以鎢蠕蟲狀漁墜比較少損壞。
鎢蠕蟲狀漁墜子使釣魚線的振動頻率更大，其原因是鎢比鉛的密度高。它通過反彈各種各樣的雜物使釣魚線震動頻率更大，使垂釣者有更好的手感，用鎢材料製作的漁墜子比用鉛或黃銅材料製作的漁墜子具有更高的敏感度，其原因是鎢漁墜子擁有更小的直徑使它更容易穿透厚厚的表層。大多數鎢蠕蟲型漁墜子也可以使釣魚線對漁墜子的摩擦力減小，從而使釣魚線磨損度減小。磨損度的較少會使折斷魚竿的機率降低。
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