Quelles sont les utilisations des céramiques d'oxyde de béryllium ?

Chaque fois que l'on parle d'oxyde de béryllium, la première réaction est de dire qu'il est toxique, que ce soit pour les amateurs ou les professionnels. Bien que l'oxyde de béryllium soit toxique, les céramiques d'oxyde de béryllium ne le sont pas.

L'oxyde de béryllium est largement utilisé dans les domaines de la métallurgie spéciale, de la technologie électronique du vide, de la technologie nucléaire, de la microélectronique et de la technologie photoélectronique en raison de sa conductivité thermique élevée, de son haut niveau d'isolation, de sa faible constante diélectrique, de sa faible perte moyenne et de sa bonne adaptabilité aux processus.

Dispositifs électroniques et circuits intégrés de haute puissance

Dans le passé, la recherche et le développement de dispositifs électroniques se concentraient principalement sur la conception des performances et des mécanismes, mais aujourd'hui une plus grande attention est accordée à la conception thermique, et les problèmes techniques de perte thermique de nombreux dispositifs de haute puissance ne sont pas bien résolus. L'oxyde de béryllium (BeO) est un matériau céramique doté d'une conductivité élevée et d'une faible constante diélectrique, ce qui le rend largement utilisé dans le domaine de la technologie électronique.

À l'heure actuelle, les céramiques BeO sont utilisées dans le conditionnement des micro-ondes à haute performance et à haute puissance, dans le conditionnement des transistors électroniques à haute fréquence et dans les composants multi-puces à haute densité de circuit, et la chaleur générée dans le système peut être dissipée rapidement en utilisant des matériaux BeO pour garantir la stabilité et la fiabilité du système.

Réacteur nucléaire

La céramique est l'un des matériaux les plus importants utilisés dans les réacteurs nucléaires. Dans les réacteurs et les convertisseurs, les matériaux céramiques reçoivent des radiations de particules de haute énergie et de rayons bêta. Par conséquent, outre la résistance aux températures élevées et à la corrosion, les matériaux céramiques doivent également présenter une meilleure stabilité structurelle. La réflexion des neutrons et le modérateur du combustible nucléaire sont généralement constitués de BeO, de B4C ou de graphite.

La stabilité à l'irradiation à haute température des céramiques d'oxyde de béryllium est meilleure que celle du métal ; la densité est plus élevée que celle du métal au béryllium; la résistance est meilleure à haute température ; la conductivité thermique est élevée et le prix est inférieur à celui du métal au béryllium. Toutes ces excellentes propriétés le rendent plus adapté à une utilisation en tant que réflecteur, modérateur et collectif de combustion en phase dispersée dans les réacteurs. L'oxyde de béryllium peut être utilisé comme barre de contrôle dans les réacteurs nucléaires, et il peut être utilisé en combinaison avec des céramiques d'U2O comme combustible nucléaire.

Creuset métallurgique spécial

En fait, la céramique de BeO est un matériau réfractaire. En outre, le creuset en céramique BeO peut être utilisé pour la fusion de métaux rares et de métaux précieux, en particulier pour les métaux ou alliages de haute pureté, et la température de travail du creuset peut atteindre 2000 ℃. En raison de leur température de fusion élevée (2550 ℃) et de leur grande stabilité chimique (alcali), thermique et de pureté, les céramiques BeO peuvent être utilisées pour la glaçure fondue et le plutonium.

Autres applications

Les céramiques d'oxyde de béryllium ont une bonne conductivité thermique, qui est de deux ordres de grandeur supérieure à celle du quartz commun, de sorte que le laser a une efficacité et une puissance de sortie élevées.

Les céramiques d'oxyde de béryllium peuvent être ajoutées à divers composants du verre. Le verre contenant de l'oxyde de béryllium, qui peut traverser les rayons X, est utilisé pour fabriquer des tubes à rayons X qui peuvent être utilisés pour l'analyse structurelle et en médecine pour traiter les maladies de la peau.

Les céramiques à base d'oxyde de béryllium sont différentes des autres céramiques électroniques. Jusqu'à présent, ses caractéristiques de conductivité thermique élevée et de faible perte sont difficilement remplaçables par d'autres matériaux. En raison de la forte demande dans de nombreux domaines scientifiques et technologiques, ainsi que de la toxicité de l'oxyde de béryllium, les mesures de protection sont assez strictes et difficiles, et il existe peu d'usines dans le monde qui peuvent produire en toute sécurité des céramiques d'oxyde de béryllium.