铍及铍合金的性能及应用领域

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1、披及披合金的性能及应用领域(昆明理工大学,云南省昆明市，邮编650000)摘要：披是一种性能较为特殊的材料，它的某些性能特别是核性能和物理性能是其它任何金属材料所不能替代的。因此，对它的制作工艺和焊接的研究越来越受到人们的高度重视,随着研究的逐步深入，其应用范围还有扩人趋势。本文简要论述了金属彼、彼合金及含彼材料、氧化皱、皱复合材料等内容，介绍了彼的发现、发展过程以及应用研究状况。关键词：皱;彼合金;披复合材料.1・引言：彼及彼合金的基本性能金属皱(Be)是1797年在缘柱石中被发现的。它在地壳中含量不算太多，约为0.006%,是属于稀有金属类。

2、在1916年才第一次生产出皱金属。1926年对披开始加铜，开始了彼合金的试验研究。形成了一种性能较为良好的Be-Cu合金,从此皱及皱合金成为一种特殊用途的工程材料。在20世纪40年代世界各国对彼及彼合金都加强了研究工作，并在原子能工业中获得了应用。50年代以后特别是近些年来的发展十分迅速。目前国外彼及彼合金在工业上的应用已由初期X射线管的彼制窗口，反应堆的减速剂已转到航天和航空的应用，已部分取代了铅、镁、钛和钠的应用。因为彼的密度小，仅是铅的70%,钛的40%,另外钺的弹性模量大，所以声咅在披中的传播速度加快，为12600M/S比音在钢屮的传播速

3、度大1・5倍述多。彼述是一种抗磁物质。彼述具良好的导热性，其热导率公次于银、铜、金和铅。皱还是一种很好的中子减速剂吸收，热屮子截面很小。此外，述有一种特殊性能，即彼的X射线透射率高，要比铝大16倍，因而在X射线管的管窗上得到了应用，并在核工业上许多轻型结构上也得到了广泛的使用。从此，皱就得到了核时代金屈和宇宙时代金属Z称的盛名。彼是属于轻稀有金属，具有许多优并的物理、机械性能和核性能，这是由它的内部原子晶体结构所决定的。皱具有两种晶体型结构，其晶体转变温度为1250c,低温晶体结构为六方晶格即a-Be,在180c时其晶格常算a二2286A(xl0

4、-10m),C=3584Axl0-10m)•皱同所有其它金屈及合金相比，在4300c/F0NT>6500c范围内，瞬时比强度为最大。在所冇的金屈屮彼的溶解热也最大，是铝的3倍，是镁的6倍，是铁的4.3倍。皱的熔点较高，为1284°C左右，比铝、镁高出近1倍。皱的比强度较大，已超过钛合金和铝合金，比钢大4倍，并在高温中保持着应冇的强度。披的比弹性模量也较大(即弹性模量/密度)是不锈钢的6倍，钺的原了量小，中了俘获截而小而散射截而又特别高。所以，彼很适合于核工业要求的特种工程材料么一。彼的化学性质也较为特殊，它兼有金属和非金属的两重性质。彼的原子半径

5、非常小，还不到镁的原子一半。皱的化学性能也介于镁、铝之间，并与铝有非常相似之处。彼冇很强的氧化性质，在空氧中彼表面上就能生成“BeO”的氧化膜,这种氧化物在常温下和高温赤热状态中都是很稳2•彼及彼合金的应用二次世界大战以后，随着高科技的发展，金屈彼的应用逐步扩展到核技术，航天及航空工业，惯性导航仪表，特殊光学仪器等多种新兴领域。彼之所以用在这些领域，是由于彼具有低密度，较高的熔点，高模量，良好的幅射照透过性，低的泊松比，核性能好，高比热尺寸稳定性，良好的热导率，对红外光的反射性及热膨胀的相容性好等一系列优良性能。(1).在新兴领域中，核技术领域首

6、先大量应用金屈彼作为结构材料，金屈彼作为中子减速体和反射体大量用于核反应堆，尤其是用于试验反应堆和核武器，述可能用于核医疗装置屮发牛微粒子的彼靶，热核聚变装置屮等离子体聚，限环的镀层材料等。(2).用于多种空间飞行器的结构材料，包括卫星及飞船所用的基架，梁柱,固定桁梁，前置框架，旋转与消旋平台，卫星用太阳能板的基架等，彼板材也曾用于制作卫星蒙皮，导弹转接壳休，蜂窝板，仪表安装板以及飞机结构的翼箱和尾舵等主要部件。皱在空间结构屮的应用使部件重减少20-50%,从而可大量节省发射及使用投资，而披部件的加工及性能在这些应用试验中都没发生过重人问题。(3

7、).在过去30年中惯性导航仪表已逐步成为披的重要而稳定的应用领域z—,主要是因为彼具有优异的比刚度，良好的尺寸稳定性及热膨胀相容性，多种导弹、飞机、潜艇、航天飞机的以至长航距民航飞机都使用了装有彼制精密仪表部件的惯性导航系统，大大提高了导航精度，皱已成为制造陀螺仪、加速度表、常平架及平台的基本结构材料。用皱制造的其它精密仪器部件还冇基体跟踪器、惯性轮、反作用轮，止比计算器的壳体，空间用照相机的外壳等。(4).光学领域的应用是彼在惯性导航仪表屮应用技术的延仲，除了前述的优良性能外，彼对红外光的良好反射性是皱在这一方面应用的基础。皱主要用于空间光学系

8、统，在一些惯量是关键要求的地面光学系统屮也使用皱制部件，如高速摄影机的旋转式镜体，「卩•星用的摆动式扫描镜体导，在人直径筒形搞活掠射槊远