Berylliumkupari, joka tunnetaan myös nimellä kupari-beryllium, CuBe tai berylliumpronssi, on metalliseos, jossa on kuparia ja 0,5–3 % berylliumia ja joskus muita seosaineita, ja sillä on merkittäviä metallintyöstö- ja käyttöominaisuuksia.

Ominaisuudet

Berylliumkupari on sitkeä, hitsattava ja koneistettava metalliseos.Se kestää hapettamattomia happoja (esim. kloorivetyhappoa tai hiilihappoa), muovin hajoamistuotteita, hankaavaa kulumista ja tahraisuutta.Lisäksi se voidaan lämpökäsitellä sen lujuuden, kestävyyden ja sähkönjohtavuuden parantamiseksi.

Koska beryllium on myrkyllistä, sen metalliseosten käsittelyyn liittyy turvallisuusongelmia.Kiinteässä muodossa ja valmiina osina berylliumkupari ei aiheuta erityistä vaaraa terveydelle.Sen työstön tai hitsauksen aikana muodostuneen pölyn hengittäminen voi kuitenkin aiheuttaa vakavia keuhkovaurioita.[1]Berylliumyhdisteet ovat tunnettuja syöpää aiheuttavia aineita hengitettynä.[2] Tämän seurauksena berylliumkupari korvataan joskus turvallisemmilla kuparilejeeringeillä, kuten Cu-Ni-Sn-pronssilla.[3]

Käyttää

Berylliumkuparia käytetään jousissa ja muissa osissa, joiden on säilytettävä muotonsa aikana, jolloin ne altistuvat toistuvalle rasitukselle.Sähkönjohtavuutensa ansiosta sitä käytetään akkujen ja sähköliittimien pienvirtakoskettimissa.Ja koska berylliumkupari on kipinöimätöntä, mutta fyysisesti sitkeää ja ei-magneettista, sitä käytetään työkalujen valmistukseen, joita voidaan käyttää räjähdysalttiissa ympäristössä tai EOD-tarkoituksiin.Saatavilla on erilaisia ​​työkalutyyppejä, esim. ruuvitaltat, pihdit, avaimet, kylmätalttat ja vasarat [4].Toinen metalli, jota joskus käytetään kipinöimättömissä työkaluissa, on alumiinipronssi.Terästyökaluihin verrattuna berylliumkuparityökalut ovat kalliimpia, eivät yhtä lujia ja kuluvat nopeammin.Berylliumkuparin käytön edut vaarallisissa ympäristöissä ovat kuitenkin nämä haitat suuremmat.

Berylliumkuparia käytetään usein myös ammattilaatuisten lyömäsoittimien valmistuksessa, erityisesti tamburiinin ja kolmion valmistuksessa, missä se on arvostettu selkeästä sävystään ja voimakkaasta resonanssistaan.Toisin kuin useimmat muut materiaalit, berylliumkuparista koostuva instrumentti säilyttää yhtenäisen sävyn ja sointiäänen niin kauan kuin materiaali resonoi.Tällaisten soittimien "tuntuma" on rikas ja melodinen siinä määrin, että ne näyttävät sopimattomilta, kun niitä käytetään tummemmissa, rytmisemmissä klassisen musiikin kappaleissa.

Berylliumkuparille on löydetty käyttöä myös erittäin matalan lämpötilan kryogeenisissa laitteissa, kuten laimennusjääkaapeissa, koska se yhdistää mekaanisen lujuuden ja suhteellisen korkean lämmönjohtavuuden tällä lämpötila-alueella.

Berylliumkuparia on käytetty myös panssarin lävistyksissä [5], vaikka tällainen käyttö on epätavallista, koska terässeoksista valmistetut luodit ovat paljon halvempia, mutta niillä on samanlaiset ominaisuudet.

Berylliumkuparia käytetään myös mittausporauksen työkaluissa suuntaporauksessa (vinoporaus).Muutamia näitä työkaluja valmistavia yrityksiä ovat GE (QDT-tensoripositiivinen pulssityökalu) ja Sondex (Geolinkin negatiivinen pulssityökalu).Ei-magneettinen metalliseos vaaditaan, koska magnetometrejä käytetään työkalusta saatuihin laskelmiin.

Seokset

Vahvat berylliumkupariseokset sisältävät jopa 2,7 % berylliumia (valettu) tai 1,6-2 % berylliumia ja noin 0,3 % kobolttia (muokattu).Suuri mekaaninen lujuus saavutetaan sadekarkaisulla tai vanhenemiskarkaisulla.Näiden metalliseosten lämmönjohtavuus on terästen ja alumiinin välissä.Valettuja seoksia käytetään usein materiaalina ruiskumuotteissa.UNS on nimennyt muokatut seokset numeroilla C172000–C17400, valuseokset ovat C82000–C82800.Kovetusprosessi vaatii hehkutetun metallin nopean jäähdytyksen, jolloin saadaan kiinteässä olomuodossa oleva berylliumin kupariliuos, jota pidetään sitten 200-460 °C:ssa vähintään tunnin ajan, mikä helpottaa metastabiilien beryllidikiteiden saostumista kuparimatriisiin.Ylivanhenemista vältetään, koska muodostuu tasapainofaasi, joka kuluttaa beryllidikiteitä ja vähentää lujuuden lisääntymistä.Beryllidit ovat samanlaisia ​​sekä valetuissa että muokatuissa seoksissa.

Korkean johtavuuden berylliumkupariseokset sisältävät jopa 0,7 % berylliumia sekä jonkin verran nikkeliä ja kobolttia.Niiden lämmönjohtavuus on parempi kuin alumiinilla, vain hieman vähemmän kuin puhtaalla kuparilla.Niitä käytetään yleensä sähkökoskettimina liittimissä.