Op maat gemaakte Beryllia keramische BeO pot Berylliumoxide crucibel

De afgelopen jaren heeft het concurrerende onderzoek in Japan, de Verenigde Staten en Europa geleid tot een snelle ontwikkeling van keramische materialentechnologie. Als nieuw type structureel materiaal dat zich kan aanpassen aan diverse omgevingen, zijn keramische materialen inmiddels toegekomen in het stadium van praktische toepassing.

De eigenschappen van een keramisch smeltkroes van berylliumoxide kunnen worden onderverdeeld in thermische eigenschappen, elektrische eigenschappen, nucleaire eigenschappen, mechanische eigenschappen en chemische eigenschappen. In de elektronica-industrie zijn de veelgebruikte parameters om de prestaties van keramiek van berylliumoxide te beoordelen: bulkdichtheid, dichtheidsgraad, vloeistofdoordringbaarheid, buigsterkte, weerstand tegen thermische schokken, lineaire uitzettingscoëfficiënt, warmtegeleidingsvermogen, diëlektrische constante, volumeweestand, doorslagsterkte en weerstand tegen zure en alkalische chemische omstandigheden.

Berylliumoxide keramische cruces zijn een type hoogwaardig structureel keramisch materiaal, gekenmerkt door hoge thermische geleidbaarheid, hoog smeltpunt, hoge sterkte, uitstekende isolatie, hoge chemische en thermische stabiliteit, lage diëlektrische constante, laag diëlektrisch verlies en goede verwerkbaarheid. Ze worden veel gebruikt in gebieden zoals speciale metallurgie, vacuüm-elektronica, nucleaire technologie, micro-elektronica en opto-elektronica.

Thermische eigenschappen van BeO keramische cruces: Bij geleiders wordt de thermische geleidbaarheid voornamelijk bepaald door vrije elektronen.

Geleiders hebben over het algemeen een hoge thermische geleidbaarheid, maar slechte isolerende eigenschappen.

Voor de meeste keramische materialen hangt de thermische geleidbaarheid vooral af van de thermische trillingen van atomen, ionen of moleculen, wat resulteert in slechte warmtegeleiding maar goede isolerende eigenschappen. Alleen materialen zoals berylliumoxide (BeO) keramische cruces geleiden warmte via fononen, waardoor ze zowel hoge thermische geleidbaarheid als hoge isolerende eigenschappen kunnen bezitten.

De thermische geleidbaarheid van BeO keramische kroezen is het hoogst onder alle praktische keramische materialen, en is 6 tot 7 keer zo hoog als die van dichte Al2O3 en 3 keer zo hoog als die van MgO. Voor BeO-keramiek met een zuiverheid van meer dan 99% en een dichtheid boven de 99% kan de thermische geleidbaarheid bij kamertemperatuur oplopen tot 310 W/(m·K).
Over het algemeen hangt de thermische geleidbaarheid van BeO-keramiek voornamelijk af van de zuiverheid en dichtheid van het materiaal: hoe hoger de zuiverheid en dichtheid, des te beter de thermische geleidbaarheid.
In vergelijking met alumina keramiek heeft een berylliumoxide keramische kroes een hogere thermische geleidbaarheid, waardoor de warmte die wordt opgewekt in hoogvermogenapparatuur efficiënt en tijdig kan worden afgevoerd. Dit stelt de apparaten in staat om een hoger continu golfvermogen te verdragen, waardoor hun stabiliteit en betrouwbaarheid worden gewaarborgd. Daarom worden ze ook veel gebruikt in breedbandige elektronische vacuümapparaten met hoog vermogen, zoals transmissieramen van reisgolfbuizen, steunstaven en geïnduceerde collectors.

Wijdverspreide toepassingen van berylliumoxidekroes

Berylliumoxide (BeO) wordt veel gebruikt in sectoren zoals lucht- en ruimtevaart, vermogenelektronica, optoelektronica en de nucleaire industrie. Het is met name het materiaal van keuze voor toepassingen waarbij hoge thermische geleidbaarheid vereist is in apparaten en circuits met hoog vermogen.

De hoge thermische geleidbaarheid en lage diëlektrische constante zijn belangrijke redenen waarom BeO-keramiek op grote schaal wordt toegepast in de elektronica. BeO-keramieken worden momenteel gebruikt in hoogpresterende, hoogvermogen microgolfbehuizingen, behuizingen voor hoogfrequente elektronische transistors en multichipcomponenten met hoge circuitsdichtheid.

BeO-keramieken worden ook veel gebruikt in breedbandige, hoogvermogen elektronische vacuümapparaten, zoals energietransmissieramen, steunstaven en geïnduceerde collector-elektroden in reisgolfbuizen (TWT's). De lage diëlektrische constante en geringe verliezen zorgen voor uitstekende breedbandmatchingkenmerken en helpen ook bij het verminderen van vermogensverlies.

Als vuurvaste materiaal kan BeO-keramiek worden gebruikt voor vuurvaste steunstaven in verwarmingselementen, beschermende schilden, ovenvoeringen, thermokoppelbuizen, supergeleidende kathodes, thermische verwarmingsdragers en coatings.

BeO-ceramische producten worden ook geclassificeerd als vuurvaste materialen. BeO-tiegel kunnen worden gebruikt om zeldzame en edele metalen te smelten, met name in situaties waarbij hoge zuiverheid van metalen of legeringen vereist is. De bedrijfstemperatuur van deze tijgels kan oplopen tot 2000 °C. Vanwege hun hoog smeltpunt (ongeveer 2550 °C), hoge chemische stabiliteit (alkali-resistentie), thermische stabiliteit en zuiverheid, kunnen BeO-ceramieken ook worden gebruikt om uranium en plutonium te smelten.

Daarnaast zijn deze BeO-tijgels met succes gebruikt bij de productie van standaardmonsters van zilver, goud en platina. De hoge 'doorlaatbaarheid' van BeO voor elektromagnetische straling maakt het mogelijk om metalen in deze tijgels te smelten via inductieverwarming.

Technische specificaties