具备防散射线能力的碳纤维制品及平板探测器的制作方法

本实用新型属于X射线平板探测器设计领域，特别是涉及一种具备防散射线能力的碳纤维制品及包含具备防散射线能力的碳纤维制品的平板探测器。

背景技术：

在X射线平板探测器中，碳纤维板由于其对射线衰减小，一般都作为探测器入射窗口。本专利阐述了一种新型探测器结构。通过在碳纤维板中定向复合射线辐射吸收材料，使得碳纤维板可滤掉散射射线，从而提高探测器的分辨性能。这种新型的新型探测器结构既可以作为普通探测器进行数据采集，又可以实现滤线栅的防散射射线的性能，相当于普通探测器和滤线栅的一体化结构。这种新的探测器结构既能降低成本，又能简化系统级的操作，为系统集成带来很大的简化和便利。

碳纤维具有高强度，低密度，低射线衰减的特性，在平板探测器中作为X射线入射窗口材料被广泛应用。但是，在实际的应用过程中，X射线经过物体会发生散射，散射射线对最终成像是有害的，它会导致图像变得模糊。图1显示为现有的碳纤维的结构示意图，其通常包括多个碳纤维层101以及位于各个碳纤维层之间，用于粘合各碳纤维层的树脂材料102。

在探测器的实际应用中，射线通过人体后会发生散射，这些散射射线会导致图像的对比度变差。设计时需要将散射射线过滤掉，提高图像的对比度，现有的碳纤维技术中，不能满足上述要求。

为去除散射射线，现有技术当中，在探测器表面需要再放置一个滤线栅，滤除散射射线。在实际集成过程中，需要根据探测器的型号确定滤线栅的型号，且探测器和滤线栅需要联调以达到最佳效果。这种方式一方面导致成本增加，另一方面也增加了系统集成的复杂度。

基于以上所述，提供一种低成本、集成简单的可滤除散射射线的碳纤维制品以及平板探测器实属必要。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种具备防散射线能力的碳纤维制品及包含具备防散射线能力的碳纤维制品的平板探测器，用于解决现有技术中平板探测器滤除散射射线成本较高，系统集成较复杂的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种具备防散射线能力的碳纤维制品，所述碳纤维制品包括：第一碳纤维铺层、第二碳纤维铺层以及固定于所述第一碳纤维铺层与第二碳纤维铺层之间的中间复合层；所述中间复合层包括多层碳纤维层以及掺在所述碳纤维层与碳纤维层之间的辐射吸收材料层，所述多层碳纤维层与所述第一碳纤维铺层垂直排列或按预设角度排列，使得沿所述多层碳布方向入射的X射线能通过，沿其它方向入射的散射射线部分或全部被所述辐射吸收材料层吸收。

作为本实用新型的具备防散射线能力的碳纤维制品的一种优选方案，所述中间复合层通过粘合材料粘合于所述第一碳纤维铺层与第二碳纤维铺层之间。

作为本实用新型的具备防散射线能力的碳纤维制品的一种优选方案，所述第一碳纤维铺层与第二碳纤维铺层为平行设置。

作为本实用新型的具备防散射线能力的碳纤维制品的一种优选方案，所述辐射吸收材料层为掺有辐射吸收材料的树脂层，多层碳纤维层之间通过所述树脂层粘合。

优选地，所述辐射吸收材料呈颗粒状，颗粒直径范围为10nm～100μm，所述辐射吸收材料在所述树脂层中的重量百分含量为10％～90％。

优选地，所述辐射吸收材料为包括铅材料、钨材料或者铅钨合金重金属材料。

优选地，所述树脂层包括环氧树脂层，酚醛树脂层或聚氯乙烯树脂层中的一种。

作为本实用新型的具备防散射线能力的碳纤维制品的一种优选方案，所述辐射吸收材料层为重金属层，所述重金属层与所述碳纤维层之间通过粘合材料粘合。

优选地，所述辐射吸收材料层为重金属层包括铅层、钨层或者铅钨合金层中的一种。

优选地，所述重金属层的厚度范围为10μm～200μm。

作为本实用新型的具备防散射线能力的碳纤维制品的一种优选方案，所述辐射吸收材料层为辐射吸收材料膜状结构，所述辐射吸收材料膜状结构与所述碳纤维层之间通过粘合材料粘合。

优选地，所述辐射吸收材料膜状结构的厚度范围为5um～0.5mm。

本实用新型还提供一种包含具备防散射线能力的碳纤维制品的平板探测器，所述平板探测器包括：由上盖、边框以及后盖围成的外壳、安装在所述外壳内的中间件、安装在所述中间件一个表面上的电路板、安装在所述中间件另一个表面的TFT平板，其中，所述上盖由具备防散射线能力的碳纤维制品构成。

作为本实用新型的包含具备防散射线能力的碳纤维制品的平板探测器的一种优选方案，所述中间件安装固定在后盖上，所述中间件与后盖之间形成容纳电路板的空间。

如上所述，本实用新型的具备防散射线能力的碳纤维制品及平板探测器，具有以下有益效果：

第一，本实用新型的碳纤维制品通过在碳将碳纤维/重金属复合层，垂直或按预设角度排列在碳纤维铺层里，通过树脂高温成型。由于碳纤维对射线衰减小，而重金属对射线衰减大，于是在这种结构中，只有沿碳纤维层的射线才能顺利穿过碳纤维制品，而散射射线会被重金属层吸收，不能穿过碳纤维层，从而可以实现对散射射线的过滤。

第二，在X射线平板探测器中，通过应用具备防散射线能力的碳纤维制品作为入射窗口结构，使平板探测器具有以下优点：1)使得平板探测器自身具备防散射射线的能力，提高探测器图像对比度；2)不需要额外使用滤线栅，降低成本；3)使用更便利。

附图说明

图1显示为现有技术中的碳纤维制品结构示意图。

图2显示为本实用新型实施例1中的具备防散射线能力的碳纤维制品的结构示意图。

图3显示为本实用新型实施例2中的具备防散射线能力的碳纤维制品的结构示意图。

图4显示为本实用新型的包含具备防散射线能力的碳纤维制品的平板探测器的结构示意图。

元件标号说明

2 碳纤维制品

201 第一碳纤维铺层

202 第二碳纤维铺层

203 碳纤维层

204 掺有辐射吸收材料的树脂层

205 粘合材料

304 重金属层

20 上盖

30 边框

40 后盖

50 中间件

60 电路板

70 TFT平板

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图2～图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例1

如图2所示，本实施例提供一种具备防散射线能力的碳纤维制品2，所述碳纤维制品2包括：第一碳纤维铺层201、第二碳纤维铺层202以及固定于所述第一碳纤维铺层201与第二碳纤维铺层202之间的中间复合层；所述中间复合层包括多层碳纤维层203以及掺在所述碳纤维层203与碳纤维层203之间的辐射吸收材料层，所述多层碳纤维层203与所述第一碳纤维铺层201垂直排列或按预设角度排列，使得沿所述多层碳布方向入射的X射线能通过，沿其它方向入射的散射射线部分或全部被所述辐射吸收材料层吸收。

作为示例，所述第一碳纤维铺层201与第二碳纤维铺层202为平行设置，所述中间复合层通过粘合材料205粘合于所述第一碳纤维铺层201与第二碳纤维铺层202之间。

在本实施例中，如图2所示，具备防散射线能力的碳纤维制品2中，所述多层碳纤维层203之间通过树脂层204粘合，所述辐射吸收材料则掺在所述树脂层204中。在制作过程中，先通过掺杂工艺将所述辐射吸收材料添加在所述树脂层204中，形成均匀的掺杂，再通过该树脂层204将各层的碳纤维层203粘合形成碳纤维制品2。

具体地，掺在所述树脂层204中的辐射吸收材料呈颗粒状，颗粒直径在10nm～100μm范围内。在本实施例中，所述辐射吸收材料的颗粒直径选用为10μm，当然，在其他实施例中，所述辐射吸收材料的颗粒直径还可以是100nm，50μm和80μm等等，且并不限于此处所列举的示例。

另外，所述辐射吸收材料的添加量要适当，含量太少起不到辐射防护作用，添加太多则会影响树脂层204的粘结能力。作为示例，所述辐射吸收材料在所述树脂层204中的重量百分含量优选在10％～90％范围内，尤其在20～40％范围内为最佳。在本实施例中，所述辐射吸收材料在所述树脂层204中的重量百分含量选用为30％，当然，所述辐射吸收材料在所述树脂层204中的重量百分含量还可以是20％、25％、35％、或40％等等，且并不限于此处所列举的示例。

在本实施例中，所述辐射吸收材料可以为重金属材料。重金属材料具有较高的射线衰减能力，可以达到平板探测器的所需的散射射线衰减效果。例如，重金属材料可以是铅材料或钨材料或者铅钨合金等等，当然，所述辐射吸收材料也可以是其他合适的具有防辐射功能的重金属材料，在并不限于此处所列举的示例。通过在树脂层204中添加铅颗粒或钨颗粒等作为辐射吸收材料，最后在碳纤维制品2中形成均匀的辐射防护层。

作为示例，所述树脂层204材料可以是环氧树脂，酚醛树脂或聚氯乙烯树脂中的一种，当然，所述树脂层204材料也可以是其他合适的粘合材料205，在此不做特别限定。在本实施例中，所述树脂层204材料选用为环氧树脂。

本实用新型的碳纤维制品2通过在碳将碳纤维/重金属复合层，垂直或按预设角度排列在碳纤维铺层里，通过树脂高温成型。由于碳纤维对射线衰减小，而重金属对射线衰减大，于是在这种结构中，只有沿碳纤维层203的射线才能顺利穿过碳纤维制品2，而散射射线会被重金属层304吸收，不能穿过碳纤维层203，从而可以实现对散射射线的过滤。

在本实施例中，所述多层碳纤维层203优选为与所述第一碳纤维铺层201垂直排列，使得只有垂直于碳纤维表层的射线才能顺利穿过碳纤维制品2，而散射射线会被辐射吸收材料层吸收，不能穿过碳纤维层203。当然，所述多层碳纤维层203与所述第一碳纤维铺层201也可以按预设角度排列，所述预设角度优选为75～90度，例如89度、85度、80度等，且并不限于此处所列举的示例。

如图4所示，本实施例还提供一种包含具备防散射线能力的碳纤维制品2的平板探测器，所述平板探测器包括：由上盖20、边框30以及后盖40围成的外壳、安装在所述外壳内的中间件50、安装在所述中间件50一个表面上的电路板60、安装在所述中间件50另一个表面的TFT平板70，其中，所述上盖20由本实施例的具备防散射线能力的碳纤维制品2构成。

所述外壳由上盖20、边框30以及后盖40围成。所述上盖20和后盖40位置相对，所述上盖20即为探测器窗口，可以通过螺栓将上盖20与边框30固定。所述中间件50作为固定TFT平板70和电路板60的结构件。

所述电路板60安装在所述中间件50其中一个表面上，所述TFT平板70安装在与电路板60相对的另一个表面上。所述TFT平板70为基于非晶硅工艺技术制作的玻璃平板，平板中集成有闪烁体材料和光电传感器件。

作为示例，所述中间件50安装固定在后盖40上，所述中间件50与后盖40之间形成容纳电路板60的空间，即所述电路板60安装在所述中间件50的下表面，所述TFT平板70安装在所述中间件50的上表面。

当所述多层碳纤维层203与所述第一碳纤维铺层201垂直排列时，沿所述多层碳布方向(即垂直所述第一碳纤维铺层201的方向)入射的X射线能通过，沿其它方向入射的散射射线部分或全部被所述辐射吸收材料层吸收，X射线有所衰减，可以提高探测器的分辨率。另外，通过调节所述中间层复合层的高度，或者中间复合层中碳纤维层203和辐射吸收材料层之间的厚度比例，可以调节散射射线的衰减率。

实施例2

本实施例提供一种具备防散射线能力的碳纤维制品2，其基本结构如实施例1，其中，与实施例1的不同之处在于，所述辐射吸收材料层为重金属层304，所述重金属层304与所述碳纤维层203之间通过粘合材料205粘合。

作为示例，所述辐射吸收材料层为重金属层304包括铅层、钨层或者铅钨合金层中的一种。

作为示例，所述重金属层304的厚度范围为10μm～200μm。在本实施例中，所述重金属层304的厚度选用为60μm，当然，在其他实施例中，所述重金属层304的厚度还可以是10μm、20μm、80μm、或150μm等等，且并不限于此处所列举的示例。

另外，通过调节所述中间层复合层的高度，或者中间复合层中碳纤维层203和重金属层304之间的厚度比例，可以调节散射射线的衰减率。

实施例3

本实施例提供一种具备防散射线能力的碳纤维制品2，其基本结构如实施例1，其中，与实施例1的不同之处在于，所述辐射吸收材料层为辐射吸收材料膜状结构，所述辐射吸收材料膜状结构与所述碳纤维层之间通过粘合材料粘合。在本实施例中，所述辐射吸收材料膜状结构的厚度范围为5um～0.5mm。

如上所述，本实用新型的具备防散射线能力的碳纤维制品2及平板探测器，具有以下有益效果：

第一，本实用新型的碳纤维制品2通过在碳将碳纤维/重金属复合层，垂直或按预设角度排列在碳纤维铺层里，通过树脂高温成型。由于碳纤维对射线衰减小，而重金属对射线衰减大，于是在这种结构中，只有沿碳纤维层203的射线才能顺利穿过碳纤维制品2，而散射射线会被重金属层304吸收，不能穿过碳纤维层203，从而可以实现对散射射线的过滤。

第二，在X射线平板探测器中，通过应用具备防散射线能力的碳纤维制品2作为入射窗口结构，使平板探测器具有以下优点：1)使得平板探测器自身具备防散射射线的能力，提高探测器图像对比度；2)不需要额外使用滤线栅，降低成本；3)使用更便利。

所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。