铍和含铍材料的性能及应用

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1、第22卷第6期焊接学报Vol.22No.62001年12月TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTIONDecember2001═══════════════════════════════════════════════════════════════铍和含铍材料的性能及应用张友寿，秦有钧，吴东周，谢志强（中国工程物理研究院，四川绵阳621900）摘要：铍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。铍的应用范围主要集中在核工业、武器

2、系统、航空航天工业、X射线仪表、电子信息系统、汽车行业、家用电器等领域。随着研究的逐步深入，其应用范围还有扩大趋势。文章分金属铍、铍合金及含铍材料、氧化铍、铍复合材料等内容介绍了铍的发现、发展过程以及应用研究状况。关键词：铍；含铍材料；性能；应用中图分类号：TG146.2+4文献标识码：A文章编号：0253-360X（2001）06-92-05张友寿1.847g/cm3），约为铝的2/3，钛的1/2。熔点较高0序言（1283℃）。铍在室温条件下为α-Be，具有密排六铍是科学家沃克兰于1798年从绿柱石中首先方结构；在1254℃时发生相转变，为β-Be结构。发现。1828年

3、用金属钙和钾分别还原氧化铍和氯铍是所有金属中热容量最大的一种金属。室温下比化铍获得了金属铍。1898年，法国化学家勒蔷用电热容为1.8828J/g·K，铍比其它金属吸收的热量解法制出了99.5%～99.8%的金属纯铍［1］。从铍的多，这一特性一直保持到熔点。铍在室温下的热导发现到现在已经经历了200多年的历史，但铍的工率为0.15kW（/m.K）。铍的热膨胀系数与不锈钢、业化规模和应用研究是从20世纪40年代之后才开Ni-Co合金相当；热扩散性能也很好。始的。当时正是核技术蓬勃发展的时期，铍在核技铍对可见光的反射率为50%，对紫外线的反射术领域的应用推动了它的研究和工业化

4、进程。迄今率为55%，对红外线（10.6µm）的反射率为98%。为止，虽然已经探明全球铍的总蕴藏量为26000多对X射线穿透率很高（几乎是透明的），约为铝的17亿吨，但铍矿很分散，开采和冶炼难度大，这些是导倍，是X射线窗口不可缺少的材料。致铍的价格昂贵的主要因素。铍的生产与消费历来铍的弹性模量很高（309000MPa），大约是铝的受经济发达国家政治、经济和军事等因素的制约，目4倍，钛的2.5倍，钢的1.5倍。特别是从室温到前，经济和军事实力都很雄厚的美国仍然是铍及其615℃的温度范围内，比刚度大约是钢、铝、钛的6合金材料消费的主要国家之一，并且在军备竞争激倍。另外，铍的热

5、中子吸收率是所有金属中最小的，烈的20世纪80年代中期出现了铍的消费高峰期。而散射截面很大。预计21世纪，铍及其合金除了在高技术领域应铍的缺点是：（1）有毒；（2）性脆；（3）加工过程中用之外，在民用工业中也同样占据着重要地位。此在其表面会产生机加损伤；（4）价格昂贵。时，铍及其合金的应用格局将会发生新的变化。1.1.2铍的化学性能铍是非常活泼的金属，与氧的亲和力很大，室温1金属铍条件下就能与氧反应在其表面生成一薄层具有保护性质的氧化膜。当温度小于600℃时铍在干燥空气1.1铍的性能中，可长时间氧化，高于600℃氧化速度将逐渐加1.1.1铍的物理力学性能快。温度达800℃

6、，短时停留时，其氧化的程度反而铍是轻稀有金属，原子序数小，密度低（只有并不太严重。1.2铍的工业应用收稿日期：2001-08-221995年在美国铍的应用为：电子器件和电器占77%（其中电子器件为57%，电器为20%），宇航第6期张友寿，等：铍和含铍材料的性能及应用93军事业占13%，其它占10%。上面的这些数据反映的例子。目前，医疗设备、工业检测设备（层析扫描了铍的应用状况。同时，也表明铍的应用正在向“军装置，CT）的窗口材料都已经应用了铍；其它带有加转民”方向逐步扩展。压探测室仪器的窗口材料也用上了铍。铍在家用电当用离子轰击铍时，可以产生中子，因此它可用器上也有一定应

7、用。据报道一些音响扩音器的振动于核武器装置、各种核反应堆的反射体材料、减速材片就是用铍材料做成的，铍还可用于电子显微镜的料和中子源材料。日本原子能研究所的材料试验反试样台的零部件。应堆（JMTR）、研究反应堆（JRR-3）就是用铍作为反铍可作为合金添加剂，已研制的新的含铍合金射层材料的。此外，由于铍的密度低（同重水一样），具有独特的性能。也可以用作核反应堆的减速剂，而且不象重水那样会在100℃的温度下蒸发。铍在这一领域的应用还2铍基合金及含铍材料可以扩展到热核聚变反应堆等离子体约束环。文献［2］已经报道，美国Brush铍公司已