中國粉體網訊 氧化鈹(BeO)陶瓷具有高熱導率、高熔點、高強度、高絕緣性、高的化學和熱穩(wěn)定性、低介電常數(shù)、低介質損耗以及良好的工藝適應性等特點,在特種冶金、真空電子技術、核技術、微電子與光電子技術領域得到廣泛應用。
氧化鈹陶瓷的性能
BeO陶瓷材料的典型性能
導熱性能
BeO具有纖鋅礦型和強共價鍵結構,平均原子量很低,只有12.5,這決定了BeO陶瓷具有極高的熱導率,是致密Al2O3的6倍~7倍以及MgO的3倍。純度為99%以上,其室溫下的熱導率可達310W/(m·K)。通常情況下,BeO陶瓷的熱導率主要取決于材料的純度和致密度,純度和致密度越高,其導熱性能越好。
高溫電絕緣性能
BeO陶瓷的電絕緣性良好。比體積電阻600℃時為4×1010Ω·m,800℃時為5×109Ω·m,其介電常數(shù)隨溫度升高略有增加。氧化鈹陶瓷的介電損耗很低,但其介電損耗隨溫度的升高而增大。
耐濕潤和耐腐蝕性能
BeO陶瓷的耐濕潤和耐腐蝕性優(yōu)異。氧化鈹?shù)母邷卣魵鈮汉驼舭l(fā)速度都比較低。在真空中它可在1800℃下長期使用;在惰性氣體中可在2000℃以下使用;但在氧化氣氛中,1800℃時有明顯揮發(fā)。在有水蒸氣的情況下,1500℃即大量揮發(fā)。氧化鈹陶瓷能耐許多熔融金屬和堿性熔渣的侵蝕,但含酸性氧化物的玻璃、氫氧化鉀、燒堿和堿金屬碳酸鹽溶液能腐蝕氧化鈹陶瓷。
強度適中
BeO陶瓷的強度適中,高溫耐壓強度比其他氧化物陶瓷高,但高溫蠕變較大。荷重0.66MPa時,在1000-1050℃開始蠕變,在1260℃下10h后變形達到2mm/m。
氧化鈹陶瓷的應用
特種冶金
BeO陶瓷產品是一種難熔材料。BeO陶瓷坩堝可用于熔融稀有金屬和貴金屬,特別是用在要求高純金屬或合金的場合下。坩堝的工作溫度可以達到2000℃。由于其高的熔融溫度(約為2550℃)、高的化學穩(wěn)定性(耐堿)、熱穩(wěn)定性和純度,BeO陶瓷也可用來熔融鈾和钚。此外,這些坩堝還成功地被用來制造銀、金和鉑的標準樣品。BeO對于電磁輻射的高度“透明”性允許采用感應加熱的方式來熔煉其中的金屬樣品。
真空電子技術
高的熱導率和低的介電常數(shù)是BeO材料在真空和電子技術領域得到廣泛應用的重要原因。BeO陶瓷目前已用于高性能、高功率微波封裝件,BeO基片也已用于高電路密度的多片組件。采用BeO材料可以將系統(tǒng)中產生的熱量及時地散去,保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
核技術
BeO具有高的中子散射截面,可以將核反應堆中泄露出來的中子反射回反應堆內,因而已經被廣泛用作原子反應堆中的中子減速劑和防輻射材料。BeO陶瓷高溫輻照穩(wěn)定性比金屬鈹好,密度比金屬鈹大,高溫時有相當高的強度和熱導,而且,氧化鈹比金屬鈹價格便宜。這就使它更適于用作反應堆中的反射體、減速劑和彌散相燃料基體。氧化鈹陶瓷可用做核反應堆中的控制棒,它和U2O陶瓷可以聯(lián)合使用而成為核燃料。
劑量測定
氧化鈹陶瓷具有熱釋光和光釋光特性,在劑量測定中備受關注。BeO很適于
某些高劑量的測定,因為它與能量無關,其性能可與LiF:Mg,Ti和Li2B4O7:Mn相匹敵,特別是當其以無毒陶瓷形式使用時,它是一種化學性能、機械性能和熱性能都高度穩(wěn)定的材料。
參考資料:
李文芳、黃小忠等.氧化鈹陶瓷的應用綜述
羅玉林.氧化鈹凝膠注膜成型工藝的研究
趙世柯.氧化鈹陶瓷材料的性能及應用
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