Herstellungstechnologie und Anwendung von Berylliumfolien

Beryllium hat die Eigenschaften einer geringen Dichte, einer hohen Festigkeit, eines hohen Elastizitätsmoduls, einer hohen Röntgendurchlässigkeit und einer schnellen Schallausbreitungsgeschwindigkeit, so dass es als Analyseinstrument in der Luft- und Raumfahrt, als groß angelegter integrierter Schaltkreis (LSI) und als Bestandteil von Audiosystemen verwendet wird. In diesem Artikel wollen wir einen Blick auf die Herstellungstechnologie und die Anwendung von Berylliumfolie werfen.

Herstellungstechnologie und Anwendung von Beryllium-Folie

Herstellungsmethode von Berylliumfolie

Es gibt drei Herstellungsverfahren für Berylliumfolie.

1. das Warmwalzverfahren

Zunächst wird der vakuumgeschmolzene Berylliumbarren in Scheiben geschnitten, zerkleinert und gesiebt, um ein einheitliches Berylliumpulver zu erhalten. Anschließend wird das Berylliumpulver im Vakuum warmgewalzt, um einen Rohling zu erhalten. Dieses pulvermetallurgische Verfahren wird zur Herstellung des warmgewalzten Beryllium-Rohlings verwendet, da die Kristallkörner des vakuumgeschmolzenen Barrens grob und spröde sind und sich nur schwer plastisch bearbeiten lassen.

Wenn der Berylliumrohling erwärmt wird, sollte er mit Weicheisen umwickelt und bei einer Temperatur von etwa 800 ℃ zu einem Blech mit einer Dicke von 1 bis 2 mm gewalzt werden, um Oxidation, Verunreinigungen und durch die Walze verursachte Abkühlung auf der Berylliumoberfläche zu verhindern. Anschließend wird das Blech bei 400 bis 500 Grad Celsius warmgewalzt, um eine Berylliumfolie mit einer Dicke von 0,0075 bis 0,500 mm zu erhalten.

Diese Art von Berylliumfolie besteht aus feinem Berylliumpulver von etwa 1 μm und ist daher sehr stabil. Aufgrund der Oxidation, wenn Beryllium zu Pulver verarbeitet wird, ist die Reinheit dieser Folie jedoch die geringste unter den Berylliumfolien, die mit den drei in diesem Artikel beschriebenen Methoden hergestellt werden.

2) Vakuum-Schmelzbarren-Direktwalzverfahren

Zunächst wird der Barren in Stücke von etwa 220 x 200 x 90 mm geschnitten, in rostfreien Stahl eingewickelt und dann bei einer Temperatur von 790 bis 980 ℃ gewalzt, um Berylliumbleche mit einer Dicke von etwa 5 mm herzustellen.

Beim Warmwalzen führt eine zu hohe Temperatur zu Kornwachstum, und eine zu niedrige Temperatur hinterlässt eine säulenförmige Kristallstruktur, wenn der Berylliumbarren geschmolzen wird. Daher ist es wichtig, eine geeignete Temperatur zu wählen, um eine gleichmäßige und feine Struktur ohne Anisotropie zu erzeugen.

Das oben erwähnte 5 mm dicke Berylliumblech wird bei einer Temperatur von 650 °C bis 780 °C gewalzt, um eine Berylliumfolie mit einer Dicke von 0,0075 mm bis 0,254 mm herzustellen. Die nach diesem Verfahren hergestellte Berylliumfolie hat große Kristallkörner und einen geringen Reinheitsgrad. Sie hat jedoch einen höheren Reinheitsgrad als die durch Warmwalzen hergestellte Berylliumfolie.

3. Vakuum-Verdampfungsmethode

Legen Sie das Substrat und den Berylliumblock in einen Vakuumverdampfungsofen, erhitzen Sie das Substrat auf 400 bis 500 ℃, schmelzen Sie dann den Berylliumblock mit einem Elektronenstrahl, um das Beryllium auf dem Substrat zu verdampfen, und nehmen Sie es dann aus dem Ofen. Dann werden das Substrat und das Beryllium getrennt, um eine aufgedampfte Berylliumschicht zu erhalten.

Diese aufgedampfte Berylliumschicht kann als Schwingungsplatte des Lautsprechers und für einige komplizierte Teile verwendet werden. Wenn das Substrat in die Form des zu fertigenden Teils gebracht wird, kann eine aufgedampfte Berylliumschicht in der Form des Teils erhalten werden, die ohne Bearbeitung als Teil verwendet werden kann.

Da die aufgedampfte Berylliumschicht jedoch eine säulenförmige Kristallstruktur aufweist, entweichen Luft und Heliumgas aus dem Spalt, so dass es schwierig ist, sie als Röntgentransmissionsfenster zu verwenden.

Durch thermische Verarbeitung der aufgedampften Folie kann die säulenförmige Kristallstruktur zerstört und eine Berylliumfolie hergestellt werden, aus der weder Luft noch Helium entweichen.

Die Vakuumverdampfungsmethode hat folgende Vorteile:

1. Da die Berylliumfolie direkt aus Berylliumblöcken durch Vakuumverdampfung hergestellt wird, ist ihre Reinheit höher als die von Berylliumfolien, die durch Warmwalzen und Vakuumschmelz-Ingot-Direktwalzverfahren hergestellt werden.

2. Herstellung von dünnen Beryllium-Folien mit einem einfachen Prozess.

(3) Da die Beryllium Aufdampfung Film mit feinen Körnern als Rohstoff verwendet wird, hat die Beryllium-Folie gute Festigkeit und Dehnung und wird ein zähes Material.

Anwendung von Beryllium-Folie

Transmissionsfenster für Beschleunigerstrahlungen

Berylliumfolie wird voraussichtlich als Röntgenquelle für die Röntgenlithographie und als Fenstermaterial für die Röntgentransmission durch SR-Licht verwendet werden.

Energiedispersive Röntgenanalyse

Der energiedispersive Röntgenanalysator ist mit einem Elektronenmikroskop ausgestattet und kann leicht verzweigt werden, so dass die Nachfrage in den letzten Jahren gestiegen ist. Je dünner das im Gerät verwendete Röntgentransmissionsfenstermaterial ist, desto höher ist die Röntgendurchlässigkeit und desto höher ist die Analyseempfindlichkeit von fluoreszierenden Röntgenlichtelementen wie B, C und N mit langen Wellenlängen. Daher wird für das Röntgentransmissionsfenster eine Berylliumfolie von etwa 10 μm verwendet.

Röntgenröhre und Röntgenkameraröhre

Sowohl in Röntgenröhren als auch in Röntgenkameraröhren wird Berylliumfolie als Material für das Transmissionsfenster verwendet.

Die schwingende Platte des Lautsprechers

Die Schallausbreitungsgeschwindigkeit von Iridium ist höher als die von anderen Metallen. Je höher die Schallgeschwindigkeit ist, desto höher ist die Resonanzfrequenz des Lautsprechers und desto größer ist der Bereich des Schalls, der im Hochtonbereich zu hören ist. Daher wurde Beryllium als schwingende Platte des Lautsprechers verwendet.

Fazit

Wir danken Ihnen für die Lektüre unseres Artikels und hoffen, dass er Ihnen zu einem besseren Verständnis der Herstellungstechnologie und der Anwendung von Berylliumfolie verhelfen kann. Wenn Sie mehr über Berylliummetall wissen möchten, empfehlen wir Ihnen, Stanford Advanced Materials (SAM ) zu besuchen, um weitere Informationen zu erhalten.

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