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铍——綠寶石裏的金屬

文章出處:責任編輯:察看通話網址
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人氣:-發表時間:2020-12-21 14:36【

有一種翠綠晶莹、光耀奪目的寶石叫綠柱石。它過去是供貴族玩賞的寶物,今天成了勞動人民的珍品。

寶石

    為什麽我們也把綠柱石當做珍品呢?這倒不是由於它有一副漂亮誘人的外表,而是因為它那裏面含有一種珍貴的稀有金屬——铍。     

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    “铍”的含意就是“綠寶石”。過了差不多三十年,人們用活潑的金屬鈣和鉀還原氧化铍和氯化铍,製得了純度不高的第一塊金屬铍。又過了將近七十年,人們才對铍進行小規模的加工生產。近三十年來,铍的產量逐年激增。現在,铍的“隱性埋名”時期已經過去,人們每年要生產好幾百噸的铍。

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    看到這裏,你可能會提出這樣的問題:為什麽铍的發現時間這麽早,而在工業上的應用卻這樣晚呢?

關鍵在铍的提純工作上,要從铍礦石中把铍提純出來很困難,而铍又偏偏特別喜歡“清潔”,铍中只要含有很少一點點雜質,就會使它的性能發生很大的變化,失去許多優良的品質。

    現在的情況當然大有改觀了,我們已經能夠采用現代的科學方法生產出純度很高的金屬铍。铍的許多特性我們都“了如指掌”:比重比鋁輕三分之一;強度跟鋼差不多,傳熱本領是鋼的三倍,是金屬中良好的導體;透X射線的能力最強,有“金屬玻璃”之稱。

    曾有這麽多優異的性能,怪不得人們稱誉它是“輕金屬中的鋼”哩!


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    起初,因為冶煉技藝不過關,煉出來的铍裏含有雜質,脆性大,不好加工,加熱時又容易氧化,所以少量的铍只是在特殊情況下使用,比如用X射線管的透光小窗、霓虹燈的零件等等。

    後來人們給铍的應用開辟了一個廣闊而又重要的新範圍——製造合金,特別是製造铍銅合金——铍青銅。

   眾所周知,銅比鋼鐵要軟得多,彈性和抵抗腐蝕的能力也不強。但是,銅中加進一些铍後,銅的性能發生了驚人的變化。含铍百分之一到三點五的铍青銅,機械性能優良,硬度加強,彈性極好,抗蝕本領很高,而且還有很高的導電能力。用铍青銅製成的彈簧,可以壓縮幾億次以上。

    百折不撓的铍青銅,最近又被用來製造深海探測器和海底電纜,這對海洋資源的開發具有重要的意義。

    含镍的铍青銅還有一個可貴的特點——受到撞擊的時候不會產生火花。這個特點對炸藥廠很有用。你想,易燃易爆的材料怕得就是火,比如炸藥和雷管,一見火就會發生爆炸。而鐵製的錘子、鉆頭等工具在使用時都會冒出火花,這怎麽得了。很明顯,用這種含镍的铍青銅來製造這些工具,是最合適的了,另外,含镍的铍青銅也不會被磁鐵所吸引,不受磁場磁化,所以又是製造防磁零件的好材料。

    但是,铍及其化合物如BeO(氧化铍)等確是劇毒,人體能容納適量的鋁,卻不能有一點兒铍,吸入少量的BeO,就有致命的危險。铍進入人體後,難溶的氧化铍主要儲存在肺部,最終會引發肺癌。所以在加工铍青銅時,需要佩戴好防護用品,並保持工作環境的粉塵安全清理。

    铍銅和普通的銅合金無法用肉眼區分,對未知牌號成分的的銅合金材料只能通過光譜分析儀來檢測其中的铍含量,一旦發現代加工材料為铍銅時,就要采取專門的加工流程工藝,以避免產生不必要的傷害。

手持LIBS光譜儀

    手持LIBS光譜儀可以快速準確度對銅合金中發铍含量進行檢測,與繁琐的實驗室直讀光譜儀相比,大大提高了工作效率,且可以對合金材料100%進行定量檢測,極大程度的避免了有毒材料對工人的傷害,堪稱檢測利器!


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