[科普中国]-铍粉末冶金

铍粉末冶金(powder metallurgy of berylli-um)是指被粉末成形固结成被坯件的过程。经真空熔炼提纯产出的铍铸锭晶粒粗大，成分不均匀，机械性能差，没有延性，不能加工成材，需通过粉末冶金才能制成显微组织细密、成分均匀、机械性能和延性良好的铍坯件。铍粉末冶金包括铍粉制备和成形固结两段工艺过程。铍制件主要用于原子能、航空、航天以及其他工业部门。

简介铍粉末冶金(powder metallurgy of berylli-um)是指被粉末成形固结成被坯件的过程。经真空熔炼提纯产出的铍铸锭晶粒粗大，成分不均匀，机械性能差，没有延性，不能加工成材，需通过粉末冶金才能制成显微组织细密、成分均匀、机械性能和延性良好的铍坯件。铍粉末冶金包括铍粉制备和成形固结两段工艺过程。铍制件主要用于原子能、航空、航天以及其他工业部门。

1947年美国首先用粉末冶金法研制铍制品，经不断改进，现此法的工艺技术已比较成熟，设备也已基本定型。中国于1965年开展被的粉末冶金研究，现已能用这种方法生产各种规格的铍制品，铍材性能满足使用要求1。

铍粉制备从铍铸锭制取铍粉是铍粉末冶金的第一段工艺，简称制粉。原料被铸锭需经1-2次提纯净化，再铣削成铍屑。铁屑在制粉前需要经目检、磁选和X光严格检验，除去杂物。制备铁粉的方法有球磨、圆盘磨、冲击研磨和其他方法。

其他方法主要有振动球磨、棒磨和雾化法制粉三种。

1.振动球磨。铍屑在球磨机内通过磨体的振动而被粉碎成铍粉，适于制备小批量铍粉。

2.棒磨。铍屑在棒磨机内铍粉碎成铍粉，适于生产小量铍粉，未获工业应用。

3.气体雾化。用高速惰性气流冲击熔融铍液流，使后者迅速固结成铍粉粒的过程。此法适于生产大量粗铍粉。

20世纪60年代，美国和苏联开始研究惰性气体雾化制取铍粉，80年代进入试生产阶段。雾化铍粉的颗粒呈不同取向的多晶结构，外形呈球形或泪滴状，表面污染小。用雾化铍粉制取的铍材，其显微结构无择优取向现象，铍材的各向同性优良2。

铍粉成形固结借助压力和温度将松散的铍粉聚集体结合成致密的、具有一定形状尺寸和物理机械性能的铍坯件的过程。属于铍粉末冶金第二段工艺，是制取各种级别铍坯件的关键步骤。铍粉的成形固结主要采用冷压-烧结、真空热压、热等静压三种方法，其他成形固结方法如无压烧结、电火花烧结、锻造和等离子喷涂-烧结等，还没有广泛应用。

展望除了铍合金材外，在原子能、航空、航天和其他部门用的铍材，都是用粉末冶金工艺制备坯件，再经机械加工或压力加工制得的。随着科学技术的发展，铍的各应用部门将要求提供性能更好、价格更低、数量更多的铍制件，这将会进一步促进铍粉末冶金技术的发展。在铍粉制备方面，冲击研磨法将成为主要的制粉方法，气体雾化法制粉将迅速达到实用化。热等静压将成为铍粉成形固结的主要方法，提供接近最终产品形状尺寸的铍坯件。真空热压和锻造法由于生产周期短和适应性强，将作为一种经济实用的方法继续为压力加工和机械加工提供坯料。铍粉末冶金技术的发展，将进一步提高铍材性能，降低成本，有助于扩大铍材的应用领域3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学