Оксид бериллия (BeO)

Оксид бериллия, часто называемый оксидом бериллия BeO, - это высокоспециализированный керамический материал, известный своей исключительной теплопроводностью, высоким удельным электрическим сопротивлением и исключительной механической прочностью. Химическая формула оксида бериллия - BeO, также обычно выражаемая как формула оксида бериллия, формула оксида бериллия или химическая формула оксида бериллия. Будучи высокоэффективной керамикой, BeO выделяется среди передовых материалов благодаря своей уникальной способности сочетать электроизоляцию с теплопроводностью, не уступающей таким металлам, как алюминий. Такая двойственная природа делает оксид бериллия незаменимым материалом для приложений, требующих как эффективного теплоотвода, так и электрической изоляции.

Преимущества оксида бериллия

Керамика из оксида бериллия BeO обладает рядом свойств, которые делают ее востребованной в передовых технологических областях.

Жемчужина свойств BeO. С теплопроводностью, достигающей 330 Вт/(м-К) для высокочистых сортов, что приближается к теплопроводности металлического алюминия (около 250 Вт/(м-К)) и в 6-10 раз выше, чем у глинозема (Al₂O₃), BeO является главным выбором для быстрого отвода тепла от критически важных компонентов, таких как мощные полупроводниковые лазеры, радиочастотные транзисторы и модули в аэрокосмических и оборонных системах.

BeO сохраняет высокое удельное электрическое сопротивление (>10¹⁴ Ω-см) даже при повышенных температурах, предотвращая утечку тока и обеспечивая целостность сигнала в высоковольтных и высокочастотных устройствах.

BeO демонстрирует замечательную стабильность в инертной или вакуумной атмосфере до 1800°C, и может использоваться в окислительной атмосфере до 1650°C, прежде чем произойдет значительное улетучивание. Его температура плавления составляет исключительные 2575°C.

Обладая хорошей механической прочностью и очень высоким модулем Юнга, компоненты BeO сохраняют стабильность размеров при значительных термических и механических нагрузках.

Диэлектрическая проницаемость (ε ≈ 6,7) и тангенс угла потерь (tan δ ≈ 0,0003) BeO очень низки, что делает его превосходным для высокочастотных приложений микроволновой и радиочастотной передачи (например, радары, спутниковая связь), где ослабление сигнала должно быть сведено к минимуму.

BeO имеет низкое сечение поглощения нейтронов и высокое сечение рассеяния нейтронов, что делает его эффективным замедлителем и отражателем нейтронов в реакторах ядерного деления и исследовательских приложениях.

Отраслевые применения

Благодаря чрезвычайно высокой теплопроводности и отличным электроизоляционным свойствам керамика на основе оксида бериллия широко используется в теплоотводящих подложках мощных электронных и радиочастотных устройств, электроизоляционных конструкциях полупроводниковой упаковки и СВЧ-приборов. Они используются в качестве высокотемпературных изоляторов и термостойких компонентов в лазерах, вакуумных трубках и ядерных энергетических технологиях. Они также используются для производства высокочистых тиглей, теплопроводных компонентов и специальных датчиков, играя незаменимую роль в критических сценариях, требующих эффективного отвода тепла при сохранении изоляции.

Применение передовой керамики в автомобилестроении
Применение передовой керамики в промышленном оборудовании
Применение передовой керамики в общем производстве
Применение усовершенствованной керамики в химической промышленности, производстве пластмасс и резины
Передовые керамические компоненты для аэрокосмической промышленности
Применение передовой керамики в полупроводниковой и электронной промышленности
техническая керамика, используемая в медицинских приборах
Применение передовой керамики в нефтегазовой промышленности

Доступные марки оксида бериллия

Компания Great Ceramic предлагает различные марки и форматы оксида бериллия, отвечающие всем требованиям:

Основные свойства оксида бериллия

Компания Great Ceramic предлагает клиентам на выбор различные материалы на основе оксида бериллия. Приведенные ниже значения являются типичными свойствами материала и могут варьироваться в зависимости от конфигурации изделия и производственного процесса. Для получения более подробной информации, пожалуйста, обращайтесь связаться с нами.

Недвижимость B-97 B-99 B-99.5
Диэлектрическая проницаемость (1 МГц) 6.9 ± 0.4 6.6 ± 0.2 6.6 ± 0.2
Диэлектрическая проницаемость (~10 ГГц) 6.9 ± 0.4 6.9 ± 0.2 6.8 ± 0.2
Диэлектрические потери tan δ (1 МГц) ≤ 4×10-⁴ ≤ 4×10-⁴ ≤ 4×10-⁴
Диэлектрические потери tan δ (10 ГГц) ≤ 8×10-⁴ ≤ 6×10-⁴ ≤ 4×10-⁴
Объемное удельное сопротивление (25 °C) ≥ 1×10¹⁴ ≥ 1×10¹⁴ ≥ 1×10¹⁴
Пробивная прочность при постоянном токе ≥ 15 кВ/мм ≥ 30 кВ/мм ≥ 40 кВ/мм
Прочность на изгиб ≥ 170 МПа ≥ 200 МПа ≥ 200 МПа
Насыпная плотность ≥ 2,85 г/см³ ≥ 2,85 г/см³ ≥ 2,88 г/см³
КТЭ (25-500 °C) 7.0-8.5 ×10-⁶ 7.0-8.0 ×10-⁶ 7.0-8.0 ×10-⁶
Теплопроводность (25 °C) ≥ 200 Вт/м-К ≥ 260 Вт/м-К ≥ 285 Вт/м-К
Теплопроводность (100 °C) ≥ 160 Вт/м-К ≥ 190 Вт/м-К ≥ 200 Вт/м-К
Устойчивость к тепловому удару Без трещин Пройти Пройти
Химическая стабильность в 1:9 HCl ≤ 0,3 мг/см² ≤ 0,1 мг/см² ≤ 0,1 мг/см²
Химическая стабильность в 10% NaOH ≤ 0,2 мг/см² ≤ 0,1 мг/см² ≤ 0,1 мг/см²
Интенсивность утечки ≤ 1×10-¹⁰ Па-м³/с ≤ 5×10-¹² Па-м³/с ≤ 5×10-¹² Па-м³/с
Средний размер зерна 12-30 мкм 10-20 мкм 10-20 мкм

Сравнение основных свойств - BeO и другие технические керамики

Недвижимость Бериллий (BeO) Глинозем (Al₂O₃ 99%) Нитрид алюминия (AlN) Shapal (AlN-SiC)
Теплопроводность (Вт/м-К) 230 – 260 20 – 30 170 – 180 85 – 90
CTE (x10-⁶/K) 7.0 – 8.5 6.5 – 8.0 4.5 – 5.5 4.5 – 5.5
Диэлектрическая проницаемость (1 МГц) 6.7 9.8 8.6 – 9.0 7.0 – 7.5
Диэлектрические потери (tan δ x10-⁴) 1 – 5 1 – 2 1 – 10 5 – 15
Прочность на изгиб (МПа) 170 – 300 300 – 400 300 – 400 450 – 600
Плотность (г/см³) 2.85 – 3.01 3.85 – 3.95 3.25 – 3.35 3.10 – 3.20

Примеры применения оксида бериллия

Керамика на основе оксида бериллия (BeO) от Great Ceramic сочетает в себе сверхвысокую теплопроводность, отличную электроизоляцию, низкую диэлектрическую проницаемость и превосходную стабильность при высоких температурах, что делает ее одним из самых передовых керамических решений для сложных отраслей промышленности. Благодаря коэффициенту теплового расширения, близкому к кремнию, керамика BeO является идеальным выбором для высокопроизводительной электронной упаковки и терморегулирования.

Основные области применения BeO-керамики:

  • Подложки для упаковки силовых полупроводниковых приборов
  • Изоляторы для микроволновых приборов
  • Мощные лазерные компоненты
  • Элементы электрической изоляции и теплоотвода
  • Конструктивные детали для атомной энергетики и аэрокосмической промышленности
  • Аттенюаторы для радаров и систем связи
  • Керамические кольца, пластины и трубки
  • Высокоточные электронные упаковочные базы
  • Детали вакуумных и высокочастотных электронных систем
  • Индивидуальные сложные керамические компоненты
Керамические насадки из нитрида бора
Обработка керамических деталей из оксида бериллия
Лазерная резка подложки из нитрида алюминия
Металлизированный оксид бериллия - Керамика из оксида бериллия - Великая керамика

Токсичность керамики из оксида бериллия

Хотя керамика из оксида бериллия высокой чистоты очень безопасна, нельзя игнорировать тот факт, что пыль оксида бериллия токсична для человеческого организма. Это похоже на пластик, который не выделяет токсинов при использовании, но материалы, изготовленные из него, в целом токсичны по той же причине. Керамика из оксида бериллия, переработанная в твердые формы, не нанесет особого вреда здоровью человека.

оксид бериллия Обработка

Керамика на основе оксида бериллия, обладающая чрезвычайно высокой теплопроводностью и отличной электроизоляцией, является идеальным материалом для силовой электроники и высокочастотных устройств. Компания Great Ceramic обладает широкими возможностями обработки керамики на основе оксида бериллия, обеспечивая клиентам лучшие в отрасли характеристики, долговечность и точность.

В процессе обработки мы используем технологии алмазного шлифования и прецизионной полировки для достижения допусков микронного уровня, что соответствует строгим требованиям к точности структуры и качеству поверхности мощных модулей, микроволновых устройств и лазерных систем. Мы также поддерживаем процессы металлизации, пайки и упаковки, позволяя клиентам применять керамику на основе оксида бериллия в более широком спектре промышленных приложений.

Используя многолетний технический опыт и передовое оборудование, мы не только поставляем стандартизированные детали, но и изготавливаем на заказ сложные структурные компоненты и высоконадежные изделия для наших клиентов.

Прецизионная обработка керамики с ЧПУ

Фрезерные, токарные и шлифовальные работы с ЧПУ с допусками на уровне микронов.

Шлифовка и полировка керамики

Полировка поверхностей для получения гладких поверхностей и поверхностей оптического качества.

Техническая керамическая лазерная резка

Лазерное сверление и резка для сложных геометрических форм.

Сборки с керамической и металлической пайкой

Металлизация (Mo/Mn, W) для пайки керамики к металлу.

Часто задаваемые вопросы

Молярная масса оксида бериллия рассчитывается следующим образом: Бериллий (Be) = 9,012 г/моль, кислород (O) = 16,00 г/моль. Следовательно, BeO = 9,012 + 16,00 = 25,012 г/моль.

Бериллий (Be) почти всегда имеет в своих соединениях число окисления +2. В оксиде бериллия (BeO) степень окисления бериллия равна +2, а кислорода - -2.

В то время как формула оксида бериллия (BeO) предполагает ионное соединение (Be²⁺ и O²-), его связь имеет значительное ковалентный характер (по оценкам, около 63%) из-за высокой плотности заряда и малого размера иона Be²⁺. Этот ковалентный характер способствует высокой температуре плавления и твердости. Его часто называют обладателем полярных ковалентных связей.

Да, оксид бериллия очень токсичен, особенно в виде порошка или дыма. Вдыхание может вызвать хроническую бериллиевую болезнь (ХББ), серьезное и часто пожизненное заболевание легких, и бериллиевую сенсибилизацию. Он также является подтвержденным канцерогеном человека (IARC Group 1). Плотные, полностью спеченные керамические детали представляют минимальный риск если они целы и не потёртыНо любая обработка, приводящая к образованию пыли, требует особой осторожности и строгого контроля промышленной гигиены.

Оксид бериллия (BeO), также известный как бериллий, представляет собой белое кристаллическое неорганическое соединение с химической формулой BeO. Это тугоплавкий керамический материал, который ценится за исключительную теплопроводность (самую высокую среди оксидов), высокое удельное электрическое сопротивление, высокую температуру плавления и хорошую механическую прочность. Он находит широкое применение в электронике, ядерной и аэрокосмической промышленности.

Основные виды использования оксид бериллия BeO включают:

  • Теплоотводы и подложки для мощной электроники (лазеры, радиочастотные транзисторы, модули).

  • Компоненты в СВЧ-трубках (ТВТ, клистроны) и ВЧ-устройствах.

  • Нейтронные замедлители и отражатели в ядерных реакторах.

  • Тигли и приспособления для высокотемпературной обработки.

  • Прозрачные микроволновые/радарные окна (специально обработанные).

  • Высокоэффективные изоляторы и вводы.

Химическая формула оксида бериллия - BeO. Эта формула оксида бериллия указывает на то, что он содержит один атом бериллия (Be), соединенный с одним атомом кислорода (O).

Оксид бериллия представляет собой амфотерный. Это означает, что он может реагировать как с сильными кислотами, так и с сильными основаниями:
* С кислотами: BeO + 2H⁺ → Be²⁺ + H₂O;
* С базами: BeO + 2OH- + H₂O → [Be(OH)₄]²- (Тетрагидроксобериллат-ион).

Твердая, спеченная керамика из оксида бериллия имеет очень низкую растворимость в воде и вступает в реакцию крайне медленно, если вообще вступает. Однако свежеприготовленный, очень мелкий порошок BeO может медленно реагировать с водой, образуя гидроксид бериллия: BeO + H₂O → Be(OH)₂

Основные промышленные методы производства порошка оксида бериллия включают в себя:

1. Термическое разложение: Нагревание гидроксида бериллия (Be(OH)₂) или сульфат бериллия (BeSO₄) к высоким температурам: Be(OH)₂ → BeO + H₂O (при ~400-500°C), 2BeSO₄ → 2BeO + 2SO₂ + O₂ (при ~1100°C).

2. Переработка руды: Сложное извлечение из бериллиевых руд (бертрандит, берилл), часто включающее такие этапы, как плавление с флюсами, кислотное выщелачивание (серная кислота), экстракция растворителем, осаждение гидроксида и окончательное прокаливание до оксида. Ключевыми промышленными маршрутами являются сульфатный и фторидный процессы.

Нет, оксид бериллия сам по себе не радиоактивен. Это стабильное соединение. Однако природный бериллий содержит крошечные следы нестабильного изотопа ¹⁰Be, но его концентрация слишком мала, чтобы сделать BeO значительно радиоактивным или представлять радиационную опасность. Основную опасность представляет химическая токсичность (см. Q4), а не радиоактивность.

Эксперт по передовому производству керамики

Почему стоит выбрать оксид бериллия от Great Ceramic

  • Высокая чистота: До 99,5% для применения в полупроводниковой промышленности.

  • Индивидуальные решения: От стандартных тиглей до сложных прецизионных деталей.
  • Прецизионная обработка: Системы ЧПУ обеспечивают жесткие допуски и гладкую отделку.
  • Строгий контроль качества: Обеспечение постоянства и надежности в каждой партии.
  • Комплексное обслуживание: От проектирования до окончательной сборки, с учетом особенностей вашего применения.

Свяжитесь с нами Сегодня

Готовы воплотить в жизнь свои керамические проекты?
Обратитесь в компанию Great Ceramic, чтобы получить индивидуальные решения по обработке керамики, отвечающие самым высоким стандартам.