カスタム製ベリリアセラミックBeOポット、酸化ベリリウムるつぼ

近年、日本、アメリカ、ヨーロッパでの競争的な研究により、セラミック材料技術は急速に発展しました。さまざまな環境に適応可能な新しい構造材料として、セラミック材料は実用段階に入っています。

酸化ベリリウムセラミックスるつぼの性質は、熱的性質、電気的性質、核的性質、機械的性質および化学的性質に分類される。電子産業において、酸化ベリリウムセラミックスの性能を評価するために一般的に用いられるパラメータには、見かけ密度、気密性、液体浸透性、曲げ強度、耐熱衝撃性、線膨張係数、熱伝導率、誘電率、体積抵抗率、絶縁破壊強度、および酸性・アルカリ性化学環境に対する耐性が含まれる。

酸化ベリリウムセラミックスるつぼは高性能構造用セラミックス材料の一種であり、高い熱伝導性、高融点、高強度、優れた絶縁性、高い化学的および熱的安定性、低い誘電率、低い誘電損失、良好な加工適応性を特徴としています。特殊冶金、真空電子工学、核技術、マイクロエレクトロニクスおよび光エレクトロニクスなどの分野で広く使用されています。

BeOセラミックスるつぼの熱的特性：導体において、熱伝導率は主に自由電子によって決まります。

導体は一般に高い熱伝導性を持ちますが、絶縁性は劣ります。

ほとんどのセラミックスでは、熱伝導率は主に原子、イオンまたは分子の熱振動に依存しており、そのため熱を伝えにくく、絶縁性が良くなります。酸化ベリリウム（BeO）セラミックスるつぼのような材料のみがフォノンによって熱を伝導するため、高い熱伝導性と高い絶縁性の両方を持つことができます。

BeOセラミックるつぼの熱伝導率は、実用的なすべてのセラミック材料の中で最も高く、緻密なAl2O3の6〜7倍、MgOの3倍に達する。純度が99%以上で密度が99%を超えるBeOセラミックの場合、室温における熱伝導率は310 W/(m・K)に達する。
一般に、BeOセラミックの熱伝導率は主に材料の純度と密度に依存し、純度と密度が高いほど熱伝導率が良好になる。
アルミナセラミックスと比較して、酸化ベリリウム（BeO）セラミックスるつぼは高い熱伝導率を持ち、高出力デバイスで発生する熱を効率的かつ迅速に放散させることができます。これにより、デバイスがより高い連続波出力電力を耐えることが可能となり、安定性と信頼性を確保できます。したがって、進行波管の電力伝送窓、支持棒、集束電極など、広帯域高出力電子真空装置においても広く使用されています。

酸化ベリリウムるつぼの幅広い応用

酸化ベリリウム（BeO）は、航空宇宙、パワーエレクトロニクス、光エレクトロニクス、核産業などの分野で広く利用されています。特に、高出力デバイスや回路において高熱伝導性が求められる用途では、最適な材料として選ばれています。

高い熱伝導性と低い誘電率は、BeOセラミックスが電子分野で広く使用される主な理由です。現在、BeOセラミックスるつぼは高性能・高電力マイクロ波パッケージ、高周波電子トランジスタパッケージ、および高密度回路を備えたマルチチップ部品に使用されています。

BeOセラミックスるつぼは、進行波管（TWT）のエネルギー伝送窓、支持棒、降圧集電極など、広帯域高電力電子真空装置にも広く使用されています。低い誘電率と低損失は、優れた広帯域マッチング特性に寄与し、電力損失の低減にも役立ちます。

耐火材料として、BeOセラミックスは加熱素子の耐火性支持棒、保護シールド、炉内ライニング、熱電対チューブ、超伝導カソード、熱加熱基板、およびコーティングに使用できます。

BeOセラミック製品は耐火材料にも分類されます。BeOるつぼは、特に高純度の金属や合金を必要とする状況で、希少金属や貴金属を溶融するのに使用できます。これらのるつぼの使用温度は2000°Cに達します。融点が高く（約2550°C）、化学的安定性（アルカリ耐性）、熱的安定性および純度が高いことから、BeOセラミックはウランやプルトニウムの溶融にも使用できます。

さらに、これらのBeOるつぼは銀、金、白金の標準試料の作成に成功しています。BeOは電磁放射に対して高い「透過性」を持つため、誘導加熱を用いてこれらのるつぼ内の金属を溶融することが可能です。

技術仕様