[科普中国]-铍真空熔炼

铍真空熔炼(Vaccum smelting of beryllium)是指在压力低于大气压下熔化铍，除去易挥发性杂质并铸造成锭的过程。镁热还原法生产的铍珠含有1%-1.5%的镁、一定量的氟化物查和其他金属杂质，必须经过真空熔炼提纯才能用于生产银材。由于铍珠中的镁、锌、氟等杂质的沸点低，容易在比锭熔点低得多的温度下，通过真空熔炼挥发除去。铍珠中的铁、铝、硅、铬、镍、铜、锰等杂质，在低于铍熔点温度时，蒸气压与铍接近或更低。这些杂质和被形成金属间化合物或合金，在真空熔炼中不能除去，必须在生产铍珠过程中用化学法除去。真空熔炼铍锭是铍珠精炼的产品，主要用作制粉原料。

简介铍真空熔炼(Vaccum smelting of beryllium)是指在压力低于大气压下熔化铍，除去易挥发性杂质并铸造成锭的过程。镁热还原法生产的铍珠含有1%-1.5%的镁、一定量的氟化物查和其他金属杂质，必须经过真空熔炼提纯才能用于生产银材。由于铍珠中的镁、锌、氟等杂质的沸点低，容易在比锭熔点低得多的温度下，通过真空熔炼挥发除去。铍珠中的铁、铝、硅、铬、镍、铜、锰等杂质，在低于铍熔点温度时，蒸气压与铍接近或更低。这些杂质和被形成金属间化合物或合金，在真空熔炼中不能除去，必须在生产铍珠过程中用化学法除去。真空熔炼铍锭是铍珠精炼的产品。主要用作制粉原料1。

铍铍是活性很强的金属，被珠表面极易氧化并形成一层氧化膜，金属被熔化后不仅易与接触的材料反应，而且易吸附并溶解氧、氮、水、油等气体，因此必须在真空或惰性气氛中熔炼。熔炼用坩埚和铸造模具的材料必须不与液态铁反应。氧化铍不与铁溶液反应，因此通常用氧化铍制造坩埚。略高于破熔点的铍溶液会与石墨发生碳化反应，但由于注入模内的铍溶液立即冷至固相线温度以下而不反应，所以，仍广泛采用石墨铸模。真空中频感应电炉熔炼速度快、生产周期短、操作和维修方便，较适合于被的熔炼，但容易产生辉光放电和熔融物喷溅2。

铍的真空熔炼铍的真空熔炼分坩埚制造、真空熔炼和铸锭三步进行。

(1)制造：用粉浆浇注法或捣打法制备氧化铍坩埚。

(2)真空熔炼：将氧化铍坩埚置于通水冷却的铜感应线圈中。再将经过淘洗、烘干、磁选、分级处理后的被珠装入真空中频感应电炉的坩埚内(洁净、干燥的铍珠可直接装入坩埚)，然后将炉内压力抽真空到约1x10-2Pa，加热到1823-1723K温度熔化，为防止辉光放电和熔融物喷溅，大多在79800Pa以下的微氩气中进行熔炼。

(3)铸锭：将真空熔炼后的被溶液温度调整到1673-1723K，以约0.36kg/s的速度注入到经充分干燥的石墨铸模内，通过自然冷却凝固成240-280mm的锭。此法所得铍锭的结晶组织粗大，一般只能供制取铍粉用。一次熔炼铍珠的单炉回收率为80%-93%3。

总结除真空感应熔炼外，20世纪60年代英国曾用自耗电极真空电弧熔炼炉进行过铍锭的熔炼铸造研究。在低于6X10-2Pa的真空下用水冷铜模熔炼，并铸造出100X250mm的铍锭。锭的氧含量低、晶粒细。可直接用于锻造和轧制，但必须用真空熔炼铍锭作原料并预制成电极2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学