Testre szabott Berillia kerámia BeO edény, berillium-oxid olvasztótégely

Az elmúlt években Japán, az Egyesült Államok és Európa versengő kutatásai következtében a kerámiatechnológia gyorsan fejlődött. Mint új típusú szerkezeti anyag, amely különböző környezetekhez alkalmazkodhat, a kerámiák elértek a gyakorlati alkalmazás szintjére.

A berillium-oxid kerámiatartályok tulajdonságai hőtani, elektromos, nukleáris, mechanikai és kémiai tulajdonságokra oszthatók. Az elektronikai iparban a berillium-oxid kerámiák teljesítményét általában a térfogatsűrűség, légtightness, folyadékáteresztés, hajlítószilárdság, hőütésállóság, lineáris hőtágulási együttható, hővezető-képesség, dielektromos állandó, térfogati fajlagos ellenállás, átütési szilárdság, valamint savas és lúgos kémiai körülményekkel szembeni ellenállás értékelésével mérik.

A berillium-oxid kerámiatartályok egyfajta nagyteljesítményű szerkezeti kerámiák, amelyek magas hővezetőképességről, magas olvadáspontúról, nagy szilárdságról, kiváló szigetelésről, magas kémiai és hőállóságról, alacsony dielektromos állandóról, alacsony dielektromos veszteségről és jó feldolgozási alkalmazkodóképességről ismertek. Széles körben használják őket speciális fémkohászat, vákuumelektronika, nukleáris technológia, mikroelektronika és optoelektronika területein.

A BeO kerámiatartályok hőtani tulajdonságai: A vezetőkben a hővezetőképességet elsősorban a szabad elektronok határozzák meg.

A vezetők általában magas hővezetőképességgel, de gyenge szigetelő tulajdonsággal rendelkeznek.

A legtöbb kerámia esetében a hővezetőképesség főként az atomok, ionok vagy molekulák hőrengéseitől függ, amely rossz hővezetést, de jó szigetelést eredményez. Csak olyan anyagok, mint a berillium-oxid (BeO) kerámiatartályok vezetik a hőt fononokon keresztül, így képesek egyszerre magas hővezetőképességre és magas szigetelőképességre.

A BeO kerámiatartály hővezető-képessége a legmagasabb az összes gyakorlati kerámiatípus között, 6–7-szerese a sűrű Al2O3-nak és 3-szorosa az MgO-nak. 99% feletti tisztaságú és 99% feletti sűrűségű BeO kerámiák esetén a hővezető-képesség szobahőmérsékleten elérheti a 310 W/(m·K) értéket.
Általánosságban elmondható, hogy a BeO kerámiák hővezető-képessége elsősorban az anyag tisztaságától és sűrűségétől függ: minél magasabb a tisztaság és a sűrűség, annál jobb a hővezető-képesség.
Az alumínium-kerámiákhoz képest a berillium-oxid kerámiatartályok magasabb hővezető-képességgel rendelkeznek, ami lehetővé teszi, hogy a nagy teljesítményű eszközökben keletkező hőt hatékonyan és időben elvezessék. Ez lehetővé teszi az eszközök számára, hogy magasabb folyamatos hullám kimeneti teljesítményt bírjanak el, így biztosítva stabilitásukat és megbízhatóságukat. Ezért széles körben használják őket szélessávú, nagy teljesítményű elektronikai vákuumeszközökben, például utazóhullámcsövek teljesítményátviteli ablakaiban, támasztórudakban és depressziós gyűjtőkben.

A berillium-oxid kerámiatartály széleskörű alkalmazásai

A berillium-oxid (BeO) széles körben alkalmazzák az űrrepülés, az erőelektronika, az optoelektronika és az atomipar területein. Különösen olyan alkalmazásoknál előnyös anyag, ahol nagy hővezető-képesség szükséges nagy teljesítményű eszközökben és áramkörökben.

A magas hővezető-képesség és az alacsony dielektromos állandó az elsődleges oka annak, hogy a BeO kerámiákat kiterjedten használják az elektronikai területen. A BeO kerámiatartályok jelenleg nagyteljesítményű, mikrohullámú csomagokban, nagyfrekvenciás elektronikus tranzisztorcsomagokban és magas áramkörsűrűségű többchipes komponensekben alkalmazottak.

A BeO kerámiatartályokat széles körben használják szélessávú, nagyteljesítményű elektronikus vákuumberendezésekben is, mint például energiaátviteli ablakok, támasztórudak és depressziós gyűjtőelektródok utazóhullámcsövekben (TWT). Az alacsony dielektromos állandó és az alacsony veszteség hozzájárul a kiváló szélessávú illesztési jellemzőkhöz, és segít csökkenteni a teljesítményveszteséget.

Tűzálló anyagként a BeO kerámiákat tűzálló támasztórudakhoz, védőpajzsokhoz, kemencék béléséhez, termoelemcsövekhez, szupravezető katódokhoz, hőmérséklet-szabályozott fűtőalapokhoz és bevonatokhoz is felhasználják.

A BeO kerámiai termékekhez tartozó anyagok a tűzálló anyagok közé sorolhatók. A BeO-tartályokat ritka és nemesfémek olvasztására használják, különösen akkor, amikor nagy tisztaságú fémekre vagy ötvözetekre van szükség. Ezeknek a tartályoknak az üzemeltetési hőmérséklete elérheti a 2000 °C-ot. A BeO kerámiák magas olvadáspontja (kb. 2550 °C), magas kémiai stabilitása (lúgállóság), hőállósága és tisztasága miatt urán és plutónium olvasztására is felhasználhatók.

Ezenkívül ezeket a BeO-tartályokat sikeresen alkalmazták ezüst, arany és platina standard mintáinak előállítására is. A BeO nagy 'átlátszósága' az elektromágneses sugárzás számára lehetővé teszi, hogy az ilyen tartályokban lévő fémeket indukciós hevítéssel olvasszák meg.

Műszaki specifikációk