JPH0971828A - 放射線遮蔽用タングステン基合金材料 - Google Patents
放射線遮蔽用タングステン基合金材料Info
- Publication number
- JPH0971828A JPH0971828A JP24842895A JP24842895A JPH0971828A JP H0971828 A JPH0971828 A JP H0971828A JP 24842895 A JP24842895 A JP 24842895A JP 24842895 A JP24842895 A JP 24842895A JP H0971828 A JPH0971828 A JP H0971828A
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- Japan
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- alloy material
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 医療機器、原子炉関連機器等に用いられる放
射線遮蔽用材料で、特に遮蔽効果にすぐれたタングステ
ン基合金材料を提供する。 【解決手段】 タングステン８５重量％以上を主成分と
し、残部がニッケルと鉄もしくは銅よりなる燒結体に塑
性加工を施して、タングステン粒子とニッケルを含むバ
インダー層を扁平化すると共に、これら扁平な層が重な
り合った層状構造とした放射線遮蔽用タングステン基合
金材料。
射線遮蔽用材料で、特に遮蔽効果にすぐれたタングステ
ン基合金材料を提供する。 【解決手段】 タングステン８５重量％以上を主成分と
し、残部がニッケルと鉄もしくは銅よりなる燒結体に塑
性加工を施して、タングステン粒子とニッケルを含むバ
インダー層を扁平化すると共に、これら扁平な層が重な
り合った層状構造とした放射線遮蔽用タングステン基合
金材料。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、放射線医療機器、
原子炉関連機器等に用いられる放射線遮蔽用材料の分野
に属するもので、特に遮蔽効果にすぐれたタングステン
基合金材料に関するものである。
原子炉関連機器等に用いられる放射線遮蔽用材料の分野
に属するもので、特に遮蔽効果にすぐれたタングステン
基合金材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、患部に集中的に放射線を照射して
治療を行う医療技術が発達し、これに使用する種々の医
療機器が開発されている。この種の治療では、正常な細
胞を放射線で損傷しないようにするため、患部以外の部
分に放射線が照射されないよう遮蔽する必要がある。従
来、このような機器の放射線遮蔽材料として、鉛が広く
使用されてきた。しかしながら、近年、公害防止や環境
衛生等の見地から、鉛の使用が困難となってきており、
鉛に代わる放射線遮蔽材料の開発が行われるようになっ
ている。
治療を行う医療技術が発達し、これに使用する種々の医
療機器が開発されている。この種の治療では、正常な細
胞を放射線で損傷しないようにするため、患部以外の部
分に放射線が照射されないよう遮蔽する必要がある。従
来、このような機器の放射線遮蔽材料として、鉛が広く
使用されてきた。しかしながら、近年、公害防止や環境
衛生等の見地から、鉛の使用が困難となってきており、
鉛に代わる放射線遮蔽材料の開発が行われるようになっ
ている。
【０００３】上記鉛に代わる放射線遮蔽材料として代表
的なものは、タングステンを主成分とする高密度合金で
あり、例えば特開昭５３ー３５６１０号公報、特開平１
ー１９５２４７号公報、特開平４ー１２４２０１号公
報、特開平４ー３０８００３号公報、特開平４−３０８
００７号公報等に開示されているものがある。これらの
他に、純タングステンを使用することもできるが、タン
グステンは加工性が悪く、高価であるという問題があ
る。
的なものは、タングステンを主成分とする高密度合金で
あり、例えば特開昭５３ー３５６１０号公報、特開平１
ー１９５２４７号公報、特開平４ー１２４２０１号公
報、特開平４ー３０８００３号公報、特開平４−３０８
００７号公報等に開示されているものがある。これらの
他に、純タングステンを使用することもできるが、タン
グステンは加工性が悪く、高価であるという問題があ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のタングステ
ン基合金材料は、燒結体であり、これらに含まれている
タングステン粒子は丸みを帯びた粒体で、これらの粒体
の隙間に鉄、ニッケル、銅等を含むバインダー層が充填
されている状態のものであるから、放射線が遮蔽効果の
低い上記バインダー層を通って散乱漏出することが多
く、遮蔽効果が不十分であった。本発明は、この種のタ
ングステン基合金材料の遮蔽効果を改良することを課題
とするものである。
ン基合金材料は、燒結体であり、これらに含まれている
タングステン粒子は丸みを帯びた粒体で、これらの粒体
の隙間に鉄、ニッケル、銅等を含むバインダー層が充填
されている状態のものであるから、放射線が遮蔽効果の
低い上記バインダー層を通って散乱漏出することが多
く、遮蔽効果が不十分であった。本発明は、この種のタ
ングステン基合金材料の遮蔽効果を改良することを課題
とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は以下のような構成とした。すなわち、本発
明にかかる放射線遮蔽用タングステン基合金材料は、タ
ングステン８５重量％以上を主成分とし、残部がニッケ
ルと鉄もしくは銅よりなる燒結体に塑性加工を施して、
タングステン粒子とニッケルを含むバインダー層を扁平
化すると共に、これら扁平な層が重なり合った層状構造
としたことを特徴としている。
め、本発明は以下のような構成とした。すなわち、本発
明にかかる放射線遮蔽用タングステン基合金材料は、タ
ングステン８５重量％以上を主成分とし、残部がニッケ
ルと鉄もしくは銅よりなる燒結体に塑性加工を施して、
タングステン粒子とニッケルを含むバインダー層を扁平
化すると共に、これら扁平な層が重なり合った層状構造
としたことを特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の態様】以下、具体例をあげつつ詳細に説
明する。まず、本発明にかかるタングステン基合金材料
の好ましい組成範囲（重量％）は、タングステンが８５
％以上９７％以下であり、より好ましくは、８９〜９５
％である。また、ニッケルの好ましい範囲は１．５〜１
２．０％、鉄及び銅の好ましい範囲は０．６〜７．５％
である。タングステンの量が少ないと、加工性が向上し
コストも低下するが、期待した遮蔽効果が得られなくな
る。逆にタングステンが多過ぎると、加工性が低下し、
高価なものとなる。
明する。まず、本発明にかかるタングステン基合金材料
の好ましい組成範囲（重量％）は、タングステンが８５
％以上９７％以下であり、より好ましくは、８９〜９５
％である。また、ニッケルの好ましい範囲は１．５〜１
２．０％、鉄及び銅の好ましい範囲は０．６〜７．５％
である。タングステンの量が少ないと、加工性が向上し
コストも低下するが、期待した遮蔽効果が得られなくな
る。逆にタングステンが多過ぎると、加工性が低下し、
高価なものとなる。
【０００７】ニッケルと鉄もしくはニッケルと銅は合金
化してバインダー相を形成するもので、ニッケルの量が
少な過ぎると燒結性が低下し、燒結温度が高くなるので
好ましくない。また、ニッケルの量が多過ぎると、加工
性と遮蔽効果が低下する。鉄及び銅はバインダー相の形
成に必要なものであり、少な過ぎると良好なバインダー
相が得られなくなり、多過ぎると遮蔽効果が低下する。
化してバインダー相を形成するもので、ニッケルの量が
少な過ぎると燒結性が低下し、燒結温度が高くなるので
好ましくない。また、ニッケルの量が多過ぎると、加工
性と遮蔽効果が低下する。鉄及び銅はバインダー相の形
成に必要なものであり、少な過ぎると良好なバインダー
相が得られなくなり、多過ぎると遮蔽効果が低下する。
【０００８】このタングステン基合金材料は、粉末冶金
法によって製造される。まず、原料粉末すなわちタング
ステン粉末、ニッケル粉末、鉄粉末又は銅粉末を所定の
配合比で配合し、混合する。得られた合金粉を所定の形
状に加圧成形し、燒結する。この燒結は、例えば水素雰
囲気中で液相の出る温度（１３８０〜１４８０℃）で行
う。燒結時間は、１〜２時間程度である。
法によって製造される。まず、原料粉末すなわちタング
ステン粉末、ニッケル粉末、鉄粉末又は銅粉末を所定の
配合比で配合し、混合する。得られた合金粉を所定の形
状に加圧成形し、燒結する。この燒結は、例えば水素雰
囲気中で液相の出る温度（１３８０〜１４８０℃）で行
う。燒結時間は、１〜２時間程度である。
【０００９】得られた燒結体は、塑性加工を行い、タン
グステン層とバインダー層を扁平化する。塑性加工温度
（予熱温度）は、液相の現れる温度（１４００〜１４７
０℃）の８５〜９０％（１１７５〜１３２０℃程度）と
するのが好ましい。また、加工率は、１パス当たり５〜
２０％とし、これを所望の厚さになるまで繰り返す。塑
性加工の前に、予め真空脱ガス処理を行って圧延性を改
良しておくのが好ましい。
グステン層とバインダー層を扁平化する。塑性加工温度
（予熱温度）は、液相の現れる温度（１４００〜１４７
０℃）の８５〜９０％（１１７５〜１３２０℃程度）と
するのが好ましい。また、加工率は、１パス当たり５〜
２０％とし、これを所望の厚さになるまで繰り返す。塑
性加工の前に、予め真空脱ガス処理を行って圧延性を改
良しておくのが好ましい。
【００１０】このようにして得られるタングステン基合
金材料は、断面の顕微鏡組織がファイバー状の板状材料
となる。すなわち、結晶構造が、薄いタングステン層と
薄いバインダー層とが複雑に重なり合った層状構造とな
っており、板状材料の表裏方向に照射される放射線は、
比重の大きいタングステン層によって遮蔽され、殆ど通
過しない。
金材料は、断面の顕微鏡組織がファイバー状の板状材料
となる。すなわち、結晶構造が、薄いタングステン層と
薄いバインダー層とが複雑に重なり合った層状構造とな
っており、板状材料の表裏方向に照射される放射線は、
比重の大きいタングステン層によって遮蔽され、殆ど通
過しない。
【００１１】
【実施例】タングステン、ニッケル、鉄の原料粉を重量
比で９３Ｗー４．９Ｎｉー２．１Ｆｅとなるように配合
したのち、公知の方法で混合、成形した。この成形体を
水素雰囲気中で１４７０℃で１．５時間燒結し、寸法
６．０ｔｘ３５ｗｘ１５０Ｌ（ｍｍ）の角型燒結体を得
た。
比で９３Ｗー４．９Ｎｉー２．１Ｆｅとなるように配合
したのち、公知の方法で混合、成形した。この成形体を
水素雰囲気中で１４７０℃で１．５時間燒結し、寸法
６．０ｔｘ３５ｗｘ１５０Ｌ（ｍｍ）の角型燒結体を得
た。
【００１２】この燒結体を真空中で１１００℃で５時間
保持し、真空脱ガス処理を行った。しかるのち、圧延加
工を行い、タングステン粒子を扁平化した。圧延加工の
加熱温度（ワ−クの予熱温度）は１３００℃であり、１
パス当たりの加工率は５〜１０％とした。また、ト−タ
ルの加工率は約６０％であった。
保持し、真空脱ガス処理を行った。しかるのち、圧延加
工を行い、タングステン粒子を扁平化した。圧延加工の
加熱温度（ワ−クの予熱温度）は１３００℃であり、１
パス当たりの加工率は５〜１０％とした。また、ト−タ
ルの加工率は約６０％であった。
【００１３】図はタングステン基合金材料の金属組織を
あらわすもので、図１は塑性（圧延）加工を施す前の燒
結体の断面組織である。同図において、球状の粒子はタ
ングステン粒子であり、その隙間をバインダー層が埋め
ているのがわかる。この組織のままでは、放射線がタン
グステン粒子の隙間のバインダー層を通って散乱し、透
過するので、遮蔽効果は低い。
あらわすもので、図１は塑性（圧延）加工を施す前の燒
結体の断面組織である。同図において、球状の粒子はタ
ングステン粒子であり、その隙間をバインダー層が埋め
ているのがわかる。この組織のままでは、放射線がタン
グステン粒子の隙間のバインダー層を通って散乱し、透
過するので、遮蔽効果は低い。
【００１４】図２〜４は上記燒結体を塑性加工（加工率
６０％）した後の組織を示す。図２は塑性加工後の表面
組織をあらわすもので、タングステン粒子が扁平化して
いることがわかる。また、図３と図４は互いに直交する
断面の組織を示すもので、扁平化したタングステンとバ
インダー層が複雑に重なり合った層状構造となっている
ことがわかる。各層の細長比（短径と長径の比）は１：
７〜１：８程度に達しており、十分な扁平化が行われて
いることを示す。この構造では、表裏方向に照射された
放射線は重なり合った多数のタングステン層によって阻
まれるので、殆ど透過しない。
６０％）した後の組織を示す。図２は塑性加工後の表面
組織をあらわすもので、タングステン粒子が扁平化して
いることがわかる。また、図３と図４は互いに直交する
断面の組織を示すもので、扁平化したタングステンとバ
インダー層が複雑に重なり合った層状構造となっている
ことがわかる。各層の細長比（短径と長径の比）は１：
７〜１：８程度に達しており、十分な扁平化が行われて
いることを示す。この構造では、表裏方向に照射された
放射線は重なり合った多数のタングステン層によって阻
まれるので、殆ど透過しない。
【００１５】上記のようにして製造した板状のタングス
テン基合金材料を用いて実際に放射線遮蔽効果を調べた
ところ、従来の鉛のほぼ２倍、純タングステンとほぼ同
程度の均質な遮蔽効果が得られた。
テン基合金材料を用いて実際に放射線遮蔽効果を調べた
ところ、従来の鉛のほぼ２倍、純タングステンとほぼ同
程度の均質な遮蔽効果が得られた。
【００１６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
にかかるタングステン基合金材料は、タングステン粒子
をニッケルと鉄又はニッケルと銅からなるバインダー層
中に分散させたものでありながら、タングステン層とバ
インダー層とが扁平化して複雑に重なり合った層状構造
となっているので、放射線の遮蔽効果がきわめて高いも
のとなった。
にかかるタングステン基合金材料は、タングステン粒子
をニッケルと鉄又はニッケルと銅からなるバインダー層
中に分散させたものでありながら、タングステン層とバ
インダー層とが扁平化して複雑に重なり合った層状構造
となっているので、放射線の遮蔽効果がきわめて高いも
のとなった。
【図１】燒結体の金属組織写真である。
【図２】圧延後の表面をあらわす金属組織写真である。
【図３】圧延後の表面と直角な断面をあらわす金属組織
写真である。
写真である。
【図４】圧延後の図３と直角な断面をあらわす金属組織
写真である。
写真である。
Claims (1)
- 【請求項１】 タングステン８５重量％以上を主成分と
し、残部がニッケルと鉄もしくは銅よりなる燒結体に塑
性加工を施して、タングステン粒子とニッケルを含むバ
インダー層を扁平化すると共に、これら扁平な層が重な
り合った層状構造としたことを特徴とする放射線遮蔽用
タングステン基合金材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24842895A JP3697559B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 放射線遮蔽用タングステン基合金材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24842895A JP3697559B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 放射線遮蔽用タングステン基合金材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0971828A true JPH0971828A (ja) | 1997-03-18 |
| JP3697559B2 JP3697559B2 (ja) | 2005-09-21 |
Family
ID=17177985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24842895A Expired - Fee Related JP3697559B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 放射線遮蔽用タングステン基合金材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3697559B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1083239A1 (en) * | 1999-09-09 | 2001-03-14 | Advanced Materials Technologies, Pte Ltd. | Non-magnetic, high density tungsten alloy |
| WO2013084749A1 (ja) | 2011-12-07 | 2013-06-13 | 株式会社アライドマテリアル | タングステン焼結合金 |
| JP2014503061A (ja) * | 2010-10-07 | 2014-02-06 | プランゼー エスエー | Ｘ線、ガンマ線又は粒子線のためのコリメータ |
| WO2014034877A1 (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-06 | 日本軽金属株式会社 | 金属基複合材およびその製造方法 |
| CN117802378A (zh) * | 2024-02-29 | 2024-04-02 | 东北大学 | 一种具有多尺度结构的钨铜复合材料及其制备方法 |
-
1995
- 1995-08-31 JP JP24842895A patent/JP3697559B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1083239A1 (en) * | 1999-09-09 | 2001-03-14 | Advanced Materials Technologies, Pte Ltd. | Non-magnetic, high density tungsten alloy |
| JP2014503061A (ja) * | 2010-10-07 | 2014-02-06 | プランゼー エスエー | Ｘ線、ガンマ線又は粒子線のためのコリメータ |
| US9721693B2 (en) | 2010-10-07 | 2017-08-01 | Plansee Se | Collimator for x-ray, gamma, or particle radiation |
| WO2013084749A1 (ja) | 2011-12-07 | 2013-06-13 | 株式会社アライドマテリアル | タングステン焼結合金 |
| WO2014034877A1 (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-06 | 日本軽金属株式会社 | 金属基複合材およびその製造方法 |
| JP5726383B2 (ja) * | 2012-08-31 | 2015-05-27 | 日本軽金属株式会社 | 金属基複合材およびその製造方法 |
| CN117802378A (zh) * | 2024-02-29 | 2024-04-02 | 东北大学 | 一种具有多尺度结构的钨铜复合材料及其制备方法 |
| CN117802378B (zh) * | 2024-02-29 | 2024-04-30 | 东北大学 | 一种具有多尺度结构的钨铜复合材料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3697559B2 (ja) | 2005-09-21 |
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