攻坚CT靶材“卡脖子” 合工大本科生团队闯出钨铼材料国产替代新路 从实验室到中试线为高端医疗影像锻造自主“阳极芯”

随着国内CT整机国产化进程提速,位于设备核心部位的球管阳极靶材,却依旧是上游供应链被海外牢牢把控的关键环节…

随着国内CT整机国产化进程提速,位于设备核心部位的球管阳极靶材,却依旧是上游供应链被海外牢牢把控的关键环节。合肥工业大学砺峰钨材团队,一支以本科生为核心力量的材料研发队伍,聚焦钨铼合金靶材的制备技术瓶颈持续攻坚,正在为我国高端医疗影像装备补齐一块关键的国产化短板。

钨铼合金制成的阳极靶盘,是CT球管的核心部件,直接决定设备的成像清晰度与使用寿命。长期以来,高端医疗级钨铼靶材的制备技术被海外企业垄断,国内医院与设备厂商不仅要承担高昂的采购成本,耗材更换与售后维护也长期处于被动地位。与此同时,国产同类材料始终难以突破成分均匀性差、高温环境下易开裂失效的技术瓶颈,无法稳定满足医疗级应用的严苛要求。

这一产业痛点,正是砺峰钨材团队的研发起点。在多次产业调研中,团队成员真切感受到了国内厂商与医疗机构的困境,也看清了钨铼靶材国产化背后的行业共性难题:钨与铼两种金属的物性差异大,传统机械混粉工艺很难实现元素的高度均匀混合;实验室小试制备的样品性能达标,但一旦放大生产,材料性能就会出现明显波动,这也是行业多年未能迈过的技术门槛。

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  研发初期,团队也曾沿着传统混粉工艺路线反复尝试,却始终无法突破医疗级材料的性能壁垒。无数次湿法实验中的溶液提前析出、烧结样品晶粒尺寸超标、批次间性能差异过大,成为了研发路上的常态。面对接连的失败,团队没有固守成熟但上限有限的老路,转而选择了难度更高、但能从根源解决均匀性问题的液相共沉淀技术路线。

从零搭建全新制备体系的过程中,团队从粉体合成源头切入管控钨、铼元素的分布状态,经过大量实验筛选,最终确定草酸作为最优络合剂,实现了两种金属元素的分子级均匀混合。在此基础上,团队又通过反复调试烧结工艺参数,在材料的细晶粒组织与高密度结构之间找到精准平衡点,同时解决了高温工况下的材料开裂与性能衰减问题。

如今,该团队研发的钨铼靶材已进入中试验证阶段,核心性能指标已具备对标进口产品的实力,不仅能够有效延长 CT 球管的服役寿命,还有望显著降低整机的后期运维成本。目前,团队已同步推进相关发明专利的布局,并与国内医疗设备企业开展样品验证与产业对接,加速技术成果的落地转化。

在团队成员眼中,国产替代从来不是一句口号,也不止是论文里的实验数据。他们的目标,是让国内越来越多的医疗机构,能用上供应链自主、性价比更高的核心靶材;让中国的高端医疗影像产业链,少一块被“卡脖子”的短板。

尽管距离技术的全面产业化落地还有一段路程,但这支年轻的00后材料研发队伍,正以一管管粉体、一块块试片的扎实积累,稳步打通医疗级钨铼靶材的国产化路径,为我国高端医疗装备锻造一颗更可靠的自主“芯”。

  作者:闫洪煜

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