Quali sono gli usi della ceramica all'ossido di berillio?

Quando si parla di ossido di berillio, la prima reazione è che è tossico, sia per i dilettanti che per i professionisti. Sebbene l'ossido di berillio sia tossico, la ceramica all'ossido di berillio non è tossica.

L'ossido di berillio è ampiamente utilizzato nei settori della metallurgia speciale, della tecnologia elettronica sotto vuoto, della tecnologia nucleare, della microelettronica e della tecnologia fotoelettronica grazie alla sua elevata conducibilità termica, all'elevato isolamento, alla bassa costante dielettrica, alla bassa perdita media e alla buona adattabilità ai processi.

Dispositivi elettronici e circuiti integrati ad alta potenza

In passato, la ricerca e lo sviluppo dei dispositivi elettronici si concentravano principalmente sulla progettazione delle prestazioni e dei meccanismi, ma ora si presta maggiore attenzione alla progettazione termica e i problemi tecnici della perdita termica di molti dispositivi ad alta potenza non sono ben risolti. L'ossido di berillio (BeO) è un materiale ceramico con un'elevata conduttività e una bassa costante dielettrica, che lo rende ampiamente utilizzato nel campo della tecnologia elettronica.

Attualmente, le ceramiche BeO sono state utilizzate per l'imballaggio di microonde ad alte prestazioni e ad alta potenza, per l'imballaggio di transistor elettronici ad alta frequenza e per i componenti multichip ad alta densità di circuito; il calore generato nel sistema può essere dissipato tempestivamente utilizzando materiali BeO per garantire la stabilità e l'affidabilità del sistema.

Reattore nucleare

Il materiale ceramico è uno dei materiali più importanti utilizzati nei reattori nucleari. Nei reattori e nei convertitori, i materiali ceramici ricevono radiazioni da particelle ad alta energia e raggi beta. Pertanto, oltre alla resistenza alle alte temperature e alla corrosione, i materiali ceramici devono avere anche una migliore stabilità strutturale. Il riflettore di neutroni e il moderatore del combustibile nucleare sono solitamente realizzati in BeO, B4C o grafite.

La stabilità all'irradiazione ad alta temperatura della ceramica di ossido di berillio è migliore di quella del metallo; la densità è superiore a quella del berillio metallico; la resistenza è migliore alle alte temperature; la conducibilità termica è elevata e il prezzo è più conveniente del berillio metallico. Tutte queste eccellenti proprietà lo rendono più adatto all'uso come riflettore, moderatore e collettivo di combustione in fase dispersa nei reattori. L'ossido di berillio può essere utilizzato come barre di controllo nei reattori nucleari e può essere utilizzato in combinazione con la ceramica U2O come combustibile nucleare.

Crogiolo metallurgico speciale

La ceramica di BeO è un materiale refrattario. Inoltre, il crogiolo ceramico BeO può essere utilizzato nella fusione di metalli rari e preziosi, in particolare nei casi in cui è richiesta un'elevata purezza del metallo o della lega e la temperatura di lavoro del crogiolo può raggiungere i 2000 ℃. Grazie all'elevata temperatura di fusione (2550 ℃) e all'alta stabilità chimica (alcali), alla stabilità termica e alla purezza, la ceramica BeO può essere utilizzata per lo smalto fuso e il plutonio.

Altre applicazioni

Le ceramiche di ossido di berillio hanno una buona conducibilità termica, che è di due ordini di grandezza superiore a quella del quarzo comune, per cui il laser ha un'alta efficienza e un'elevata potenza di uscita.

Le ceramiche di BeO possono essere aggiunte come componente in vari componenti del vetro. Il vetro contenente ossido di berillio, che può passare attraverso i raggi X, è utilizzato per produrre tubi a raggi X che possono essere utilizzati per l'analisi strutturale e in campo medico per trattare le malattie della pelle.

Le ceramiche all'ossido di berillio sono diverse dalle altre ceramiche elettroniche. Finora, le sue caratteristiche di elevata conducibilità termica e bassa perdita sono state difficilmente sostituite da altri materiali. A causa dell'elevata richiesta in molti settori scientifici e tecnologici e della tossicità dell'ossido di berillio, le misure di protezione sono piuttosto rigide e difficili e sono poche le fabbriche al mondo in grado di produrre in sicurezza ceramiche all'ossido di berillio.