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铍——绿宝石里的金属

返回列表 来源: 发布日期: 2020.12.21

有一种翠绿晶莹、光耀夺目的宝石叫绿柱石。它过去是供贵族玩赏的宝物,今天成了劳动人民的珍品。

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    为什么我们也把绿柱石当做珍品呢?这倒不是由于它有一副漂亮诱人的外表,而是因为它那里面含有一种珍贵的稀有金属——铍。     

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    “铍”的含意就是“绿宝石”。过了差不多三十年,人们用活泼的金属钙和钾还原氧化铍和氯化铍,制得了纯度不高的第一块金属铍。又过了将近七十年,人们才对铍进行小规模的加工生产。近三十年来,铍的产量逐年激增。现在,铍的“隐性埋名”时期已经过去,人们每年要生产好几百吨的铍。

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    看到这里,你可能会提出这样的问题:为什么铍的发现时间这么早,而在工业上的应用却这样晚呢?

关键在铍的提纯工作上,要从铍矿石中把铍提纯出来很困难,而铍又偏偏特别喜欢“清洁”,铍中只要含有很少一点点杂质,就会使它的性能发生很大的变化,失去许多优良的品质。

    现在的情况当然大有改观了,我们已经能够采用现代的科学方法生产出纯度很高的金属铍。铍的许多特性我们都“了如指掌”:比重比铝轻三分之一;强度跟钢差不多,传热本领是钢的三倍,是金属中良好的导体;透X射线的能力最强,有“金属玻璃”之称。

    曾有这么多优异的性能,怪不得人们称誉它是“轻金属中的钢”哩!


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    起初,因为冶炼技术不过关,炼出来的铍里含有杂质,脆性大,不好加工,加热时又容易氧化,所以少量的铍只是在特殊情况下使用,比如用X射线管的透光小窗、霓虹灯的零件等等。

    后来人们给铍的应用开辟了一个广阔而又重要的新领域——制造合金,特别是制造铍铜合金——铍青铜。

   众所周知,铜比钢铁要软得多,弹性和抵抗腐蚀的能力也不强。但是,铜中加进一些铍后,铜的性能发生了惊人的变化。含铍百分之一到三点五的铍青铜,机械性能优良,硬度加强,弹性极好,抗蚀本领很高,而且还有很高的导电能力。用铍青铜制成的弹簧,可以压缩几亿次以上。

    百折不挠的铍青铜,最近又被用来制造深海探测器和海底电缆,这对海洋资源的开发具有重要的意义。

    含镍的铍青铜还有一个可贵的特点——受到撞击的时候不会产生火花。这个特点对炸药厂很有用。你想,易燃易爆的材料怕得就是火,比如炸药和雷管,一见火就会发生爆炸。而铁制的锤子、钻头等工具在使用时都会冒出火花,这怎么得了。很明显,用这种含镍的铍青铜来制造这些工具,是最合适的了,另外,含镍的铍青铜也不会被磁铁所吸引,不受磁场磁化,所以又是制造防磁零件的好材料。

    但是,铍及其化合物如BeO(氧化铍)等确是剧毒,人体能容纳适量的铝,却不能有一点儿铍,吸入少量的BeO,就有致命的危险。铍进入人体后,难溶的氧化铍主要储存在肺部,最终会引发肺癌。所以在加工铍青铜时,需要佩戴好防护用品,并保持工作环境的粉尘安全清理。

    铍铜和普通的铜合金无法用肉眼区分,对未知牌号成分的的铜合金材料只能通过光谱分析仪来检测其中的铍含量,一旦发现代加工材料为铍铜时,就要采取专门的加工流程工艺,以避免产生不必要的伤害。

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    手持LIBS光谱仪可以快速准确度对铜合金中发铍含量进行检测,与繁琐的实验室直读光谱仪相比,大大提高了工作效率,且可以对合金材料100%进行定量检测,极大程度的避免了有毒材料对工人的伤害,堪称检测利器!

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