Tecnología de fabricación y aplicación de la lámina de berilio
El berilio tiene las características de baja densidad, alta resistencia, alto módulo elástico, alta transmitancia de rayos X y rápida velocidad de propagación del sonido, por lo que se utiliza como instrumento de análisis aeroespacial, circuito integrado a gran escala (LSI) y componentes de sistemas de audio. En este artículo, vamos a echar un vistazo a la tecnología de fabricación y la aplicación de la lámina de berilio.
Tecnología de fabricación y aplicación de la lámina de berilio
Método de fabricación de la lámina de berilio
Hay tres métodos de fabricación de la lámina de berilio.
1. Método de laminado en caliente
En primer lugar, el lingote de berilio fundido al vacío se corta, tritura y tamiza para formar un polvo de berilio uniforme. A continuación, el polvo de berilio se lamina en caliente al vacío para formar una pieza en bruto. Este método pulvimetalúrgico se utiliza como método de preparación del tocho de berilio laminado en caliente porque los granos de cristal del lingote fundido al vacío son gruesos, quebradizos y difíciles de procesar plásticamente.
Cuando se calienta el tocho de berilio, para evitar la oxidación, la mezcla de impurezas y el enfriamiento causado por el rodillo en la superficie del berilio, debe envolverse con hierro blando y laminarse en una lámina con un espesor de 1 a 2 mm a una temperatura de unos 800 ℃. A continuación, la hoja se lamina en caliente a una temperatura de 400 a 500 grados Celsius para formar una lámina de berilio con un grosor de 0,0075 a 0,500 mm.
Este tipo de lámina de berilio está hecha de polvo fino de berilio de aproximadamente 1μm, por lo que es resistente. Sin embargo, debido a la oxidación cuando el berilio se convierte en polvo, su pureza es la más baja entre las láminas de berilio preparadas por los tres métodos de este artículo.
2. Método de fundición en lingote al vacío y laminación directa
En primer lugar, el lingote se corta en trozos de unos 220 x 200 x 90 mm, se envuelve en acero inoxidable y, a continuación, se lamina a una temperatura comprendida entre 790 y 980 ℃ para producir láminas de berilio con un espesor de unos 5 mm.
Durante el laminado en caliente, una temperatura demasiado alta provocará crecimiento de grano, y una temperatura demasiado baja dejará una estructura cristalina columnar cuando se funda el lingote de berilio. Por lo tanto, es importante elegir una temperatura adecuada para producir una estructura uniforme y fina sin anisotropía.
La lámina de berilio de 5 mm de espesor anterior se lamina a una temperatura que oscila entre 650 °C y 780 °C para producir una lámina de berilio con un espesor de 0,0075 mm a 0,254 mm. La lámina de berilio preparada por este método tiene grandes granos de cristal y baja pureza. Pero tiene mayor pureza que la lámina de berilio preparada por laminación en caliente.
3. Método de evaporación al vacío
Poner el sustrato y el lingote de berilio en un horno de evaporación al vacío, calentar el sustrato a 400 a 500 ℃, luego fundir el lingote de berilio con un haz de electrones para vaporizar el berilio en el sustrato, y luego sacarlo del horno. A continuación, separar el sustrato y el berilio para obtener una película de berilio depositada por vapor.
Esta película de berilio depositada al vapor puede utilizarse como placa vibratoria del altavoz y algunas piezas complicadas. Si el sustrato tiene la forma de la pieza que se va a preparar, se puede obtener una película de berilio depositada por vapor con la forma de la pieza, y se puede utilizar como pieza sin necesidad de procesarla.
Sin embargo, debido a que la película de berilio depositada por vapor tiene una estructura cristalina columnar, el aire y el gas helio se escapan por el hueco, por lo que es difícil utilizarla como ventana de transmisión de rayos X.
Mediante el procesamiento térmico de la película depositada al vapor, se puede lograr el objetivo de destruir la estructura cristalina columnar y producir una lámina de berilio sin fugas de aire y helio.
El método de evaporación al vacío presenta las siguientes ventajas
1. Debido a que la lámina de berilio se fabrica directamente a partir de lingotes de berilio por evaporación al vacío, su pureza es mayor que la de las láminas de berilio fabricadas por laminación en caliente y por el método de fusión-ingote-laminado directo al vacío.
2. 2. Fabricar láminas finas de berilio con un proceso sencillo.
3. Debido a que la película de berilio depositada por vapor preparada con granos finos se utiliza como materia prima, la lámina de berilio preparada tiene buena resistencia y elongación y se convierte en un material resistente.
Aplicación de la lámina de berilio
Ventana de transmisión para radiación aceleradora
Se espera que la lámina de berilio se utilice como fuente de rayos X para litografía de rayos X y material de ventana para transmisión de rayos X generados por luz SR.
Análisis de rayos X por dispersión de energía
El analizador de rayos X de energía dispersiva está equipado con un microscopio electrónico y puede ramificarse fácilmente, por lo que su demanda ha ido en aumento en los últimos años. Cuanto más fino sea el material de la ventana de transmisión de rayos X utilizado en el dispositivo, mayor será la transmitancia de rayos X y mayor la sensibilidad de análisis de elementos de luz de rayos X fluorescentes como B, C y N con longitudes de onda largas. Por lo tanto, la ventana de transmisión de rayos X utiliza la lámina de berilio de aproximadamente 10 μm.
Tubo de rayos X y tubo de cámara de rayos X
Tanto los tubos de rayos X como los tubos de cámara de rayos X utilizan lámina de berilio como material de la ventana de transmisión.
La placa vibratoria del altavoz
La velocidad de propagación del sonido del iridio es mayor que la de otros metales. Cuanto mayor es la velocidad del sonido, mayor es la frecuencia de resonancia del altavoz y mayor es el rango del sonido que puede oírse en la región aguda. Por lo tanto, se ha utilizado berilio como placa vibratoria del altavoz.
Conclusión
Gracias por leer nuestro artículo y esperamos que pueda ayudarle a comprender mejor la tecnología de fabricación y la aplicación de la lámina de berilio. Si desea saber más sobre el berilio metálico, le aconsejamos que visite Stanford Advanced Materials (SAM) para obtener más información.
Como proveedor mundial de productos de berilio, Stanford Advanced Materials (SAM ) cuenta con más de dos décadas de experiencia en la fabricación y venta de berilio metálico, ofreciendo láminas de berilio de alta calidad para satisfacer las necesidades de I+D y producción de los clientes. Como tal, estamos seguros de que SAM será su proveedor de productos de berilio y socio comercial preferido.
