二维准直器元件及制造二维准直器元件的方法技术

本发明专利技术涉及一种制造二维准直器元件的方法。该方法包括以下步骤：提供金属粉末，粉末中钨的体积百分含量为50-70％，余量为镍；以及通过激光打印成型技术一层一层地用所述金属粉末制造二维准直器元件。

【技术实现步骤摘要】
二维准直器元件及制造二维准直器元件的方法
本专利技术涉及一种二维准直器元件及制造二维准直器元件的方法。
技术介绍
准直器（collimator）是一种用来将粒子束或波束变窄，以使其运动方向与特定方向更加对齐或使其横截面积变小的装置。准直器被广泛地应用于放射线疗法中，用来阻挡辐射光束中的某些部分，以实现治疗部位强度调制。比如，二维准直器可用于计算机断层扫描（computedtomography，CT）中，用来减少x射线散射，从而提高图像对比度和可读性。这类型的准直器通常包括许多由辐射吸收材料构成的壁，在壁之间形成一些可让需要的x射线通过的通道。这样，通过准直器的使用，使得只有路线和这些通道平行和大致平行的x射线才能通过准直器到达电子元件上获得图像，而其余的x射线撞击到准直器的壁上被吸收，这样便可形成清晰的图像。准直器一般需要用对x射线和γ射线具有强吸收能力的高熔点高密度的金属和合金，如钼、钨、钽或其合金等材料制造而成。此外，准直器可能通常还有形状方面的特定要求，比如，可能会要求准直器的壁厚很薄。基于材料和形状方面的这些要求，使得准直器的制造很难或者甚至不可能通过传统的铸造或焊接技术来实现。近年来，快速成型技术逐渐被用于直接制造金属的准直器。在一些情况下，可能会向用于制造准直器的高熔点高密度金属或合金中添加粘合剂以提高其成型能力，其中，所用的粘合剂包括非金属性的粘合剂，如尼龙和硅酸盐等，也包括金属性的粘合剂，如铁和镍等。比如，在通过激光涂覆法用钨来制造准直器时，可添加镍作为钨的粘合剂，通过激光将与激光同轴输送的钨-镍混合粉末涂覆成型。然而，当钨-镍混合粉末中的镍含量较低时，粉末的成型能力较差，因而在沿垂直方向逐层涂覆混合粉时，后一涂层无法保持前一涂层的宽度，会导致产生三角形的形状。这就要求混合粉末中具有较高的镍含量（比如，镍的质量百分含量高于40%），来保证激光涂覆成型过程中的成型能力。一般而言材料中的镍含量越高，其对射线吸收能力就越弱，因此这样高的镍含量可能导致准直器对射线的吸收能力不足，需要增加壁的厚度来增强壁的吸收能力。然而，增加壁的厚度会减少可让x射线通过的有效区域面积，从而降低准直器的效率，可能导致通过准直器的x射线不足，难以形成清晰的图像。
技术实现思路
本专利技术涉及一种制造二维准直器元件的方法，该方法包括以下步骤：提供金属粉末，粉末中钨的体积百分含量为50-70%，余量为镍；以及通过激光打印成型技术一层一层地用所述金属粉末制造二维准直器元件。本专利技术还涉及一种通过激光打印成型技术用金属粉末一层一层制造而成的二维准直器元件，其中钨的体积百分含量为50-70%，余量为镍。附图说明通过结合附图对于本专利技术的实施例进行描述，可以更好地理解本专利技术，在附图中：图1显示了一个示例性的栅格状整体结构的二维准直器元件。图2为显示了激光打印成型钨粉和镍粉混合物的过程的示意图。图3为显示了激光打印成型镀镍钨粉过程的示意图。图4（a）显示了实例1中的两个样品，图4（b）显示了其中一个样品的一部分的显微结构。图5（a）和图5（b）分别显示了实例1中的两个样品的显微结构，其所用的比例尺比图4（b）中的更大。图6（a）显示了实例2中的样品，图6（b）显示了该样品的一部分的显微结构。图7（a）显示了实例3中的样品，图7（b）显示了该样品的一部分的显微结构。图8（a）显示了实例4中所用的镀镍的钨粉，图8（b）显示了实例4中所获得的样品，图8（c）显示了该样品的一部分的显微结构。图9（a）显示了实例5中的样品，图9（b）显示了该样品的一部分的显微结构。具体实施方式以下将对本专利技术的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节，在以下内容中将不对习知的结构或功能进行详细的描述。本文中所使用的近似性的语言可用于定量表述，表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。因此，用“大约”、“左右”等语言所修正的数值不限于该准确数值本身。在一些实施例中，“大约”表示允许其修正的数值在正负百分之十（10%）的范围内变化，比如，“大约100”表示的可以是90到110之间的任何数值。此外，在“大约第一数值到第二数值”的表述中，大约同时修正第一和第二数值两个数值。在某些情况下，近似性语言可能与测量仪器的精度有关。本专利技术中所提及的数值包括从低到高一个单元一个单元增加的所有数值，此处假设任何较低值与较高值之间间隔至少两个单元。举例来说，如果说了一个组分的数量或一个工艺参数的值，比如，温度，压力，时间等等，是从1到90，20到80较佳，30到70最佳，是想表达15到85，22到68，43到51，30到32等数值都已经明白的列举在此说明书中。对于小于1的数值，0.0001,0.001,0.01或者0.1被认为是比较适当的一个单元。前述例子仅作举例说明之用，实际上，所有在列举的最低到最高值之间的数值组合均被视为以类似方式清楚地列在本说明书中。除有定义外，本文中所用的技术和科学术语具有与本专利技术所属领域技术人员普遍理解的相同含义。本文所用的术语“第一”、“第二”等并不表示任何顺序、数量或重要性，而只是用于区别一种元件和另一种元件。并且，“一”或“一个”不表示数量的限定，而是表示存在一个的相关项目。本专利技术涉及一种用来制造二维准直器元件的方法，使得获得的准直器元件具有薄壁结构，且具有足够的射线吸收能力以形成清晰的图像。所述薄壁足够薄以保证有足够的所需的x射线通过所述准直器元件，同时该薄壁也具有很强的射线吸收能力以吸收不需要的x射线（干扰射线），从而有效减少干扰射线的干扰。如图1所示，一种示例性的二维准直器元件10为栅格状整体结构，其由垂直相交的两组平行壁11和12构成，该两组平行壁形成复数个射线通道13。所述通道13可让线路与其平行或接近平行的x射线通过，而干扰射线则被壁11和12吸收，不能通过所述准直器元件10。在图示的实施例中，所述射线通道13为方形。但实际上对于所述射线通道的具体形状并无特定要求，在其它实施例中，所述射线通道13也可以为任何其它合适的形状。所述二维准直器元件是通过激光打印成型技术（laserprintingtechnique）以金属粉末制造而成，该金属粉末中钨（W）的体积百分含量约在50%（对应质量百分含量为68.5%）到70%（对应质量百分含量为83.5%）之间，余量为镍（Ni）。其中所述金属粉末中的钨用作射线吸收金属，而镍用作低熔点金属粘合剂。更具体而言，所述二维准直器元件可由钨的体积百分含量在50%到65%（对应质量百分含量为80%）之间，或进一步地，在50%到60%（对应质量百分含量为76.5%）之间，或更进一步地，在50%到55%（对应质量百分含量为72.7%）之间，或更进一步地，在50%到52%（对应质量百分含量为70.2%）之间的，并以镍为余量的金属粉末制造而成。在激光打印成型过程中以镍作为钨的粘合剂可以利用其熔点相对较低，与钨的焊接性较好的优势，提高激光打印成型过程中金属粉末的成型能力，并提高所获得的二维准直器元件的机械性能。激光打印成型技术可以用所述金属粉末获得薄壁（比如，壁厚小于300微米或250微米的壁）准直器元件，同时所用的金属粉末中的钨含量又足以保证获得的准直器元件的射线吸收能力。所述金属粉末可包括粒子尺寸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造二维准直器元件的方法，其包括：提供金属粉末，该粉末中钨的体积百分含量为50?70%，余量为镍；以及通过激光打印成型技术一层一层地用所述金属粉末制造二维准直器元件。

【技术特征摘要】
1.一种制造二维准直器元件的方法，其包括：提供金属粉末，该粉末中钨的体积百分含量为50-70％，余量为镍；以及通过激光打印成型技术一层一层地用所述金属粉末制造二维准直器元件。2.如权利要求1所述的方法，其中所述金属粉末中钨的体积百分含量为50-65％，余量为镍。3.如权利要求1所述的方法，其中所述金属粉末中钨的体积百分含量为50-60％，余量为镍。4.如权利要求1所述的方法，其中所述金属粉末中钨的体积百分含量为50-55％，余量为镍。5.如权利要求1所述的方法，其中所述金属粉末为钨粉和镍粉的混合物或镀镍的钨粉，且所述金属粉末的粒子尺寸在5微米到40微米之间。6.如权利要求1所述的方法，其中所述金属粉末为钨粉和镍粉的混合物。7.如权利要求6所述的方法，其中所述钨粉的粒子尺寸约在6微米到15微米之间，镍粉的粒子尺寸约为10微米或更小。8.如权利要求1所述的方法，其中所述金属粉末为镀镍的钨粉。9.如权利要求8所述的方法，其中所述钨粉的粒子尺寸在6微米到15微米之间，镍镀层的厚度在1微米到2微米之间。10.如权利要求8所述的方法，其中所述镀镍的钨粉的粒子尺寸在7微米到17微米之间。11.如权利要求1所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：李延民，阿卜杜勒阿齐兹伊赫列夫，陈晓宾，蔡国双，彭志学，徐文龙，郭锐，谭文，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：