氧化物陶瓷中，氧化铍（BeO）算是很特别的一个种类，因为一般氧化物陶瓷的导热性都不佳，独独它是个例外。与氧化铝相比，氧化铍导热率约高7倍，介电常数约为氧化铝的一半，同时还具备极高的硬度（莫氏硬度9.0，金刚石为10）且耐腐蚀，因此不出意外应是一种性能相当优异的结构陶瓷材料。

氧化铍陶瓷

但既然性能如此出众，为什么氧化铍在先进陶瓷界似乎名声不显呢？主要原因就在于氧化铍本身具有毒性，即使是极少量，也足以使结膜、角膜，皮肤发生炎症，大量吸入会导致急性肺炎，长期微量吸入会导致慢性铍肺，因此在相关工作场所其最高允许浓度仅为0.002mg/m³。

既然如此肯定就有人疑惑了，毒性都这么大了，那肯定会让人避之不及，还从何谈应用呢？

氧化铍“毒”到不能用吗？

事实上，氧化铍是有毒没错，不过它要发挥毒性前提就是要与人体接触，如以粉尘、烟雾的形式经呼吸道进入体内。也就是说，只要在前期加工程序防护措施有力，待其烧结成固体块状的陶瓷后，毒性便会“消失”，可供安全使用。

氧化铍粉体

不过氧化铍在含有水气的高温介质中，挥发性会提高，1000℃开始挥发，并随温度升高挥发量增大，这就给生产带来困难，许多国家都将氧化铍粉末列入一类危险品，有些国家已不生产。但由于氧化铍制品的性能实在优异，尽管价格较高，但仍有相当大的需求量。

为此，如果想尽可能避免氧化铍带来的污染与威胁，就需要生产者对氧化铍陶瓷粉末具有毒性进行充分的认知，加强对氧安全防护的投入、建立实际有效的氧化铍作业指导书，并对所有氧化铍陶瓷相关产品进行有效明确的标识等一系列措施行动，这些都可以成为氧化铍陶瓷生产厂家安全生产的保护“屏障”。

氧化铍的性能优势

明知“铍”有毒，偏向“铍”山行的最大原因就是氧化铍陶瓷的性能真的出色。构成其优势的除了有较高的热导率外，优良的电性能也很重要。

①热导率大

在导体中，热导率是自由电子起决定性作用，导体的热导率一般数值很大，但绝缘性能差。而一般陶瓷的热导率主要是靠原子、离子或分子的热振动，导热能力差，但绝缘性好，只有像氧化铍陶瓷这样的材料是靠声子来导热，既能有高的热导性，又能有高的绝缘性。

BeO陶瓷的热导率在目前所有实用的陶瓷材料中为最高的，是致密Al₂O₃的6~7倍及MgO的3倍，当氧化铍陶瓷纯度达99%以上，其室温下的热导率可达310W/(m·K)。此外，BeO 的耐热冲击性也比Al₂O₃高11倍左右。

通常情况下，BeO陶瓷的热导率主要取决于材料的纯度和致密度，纯度和致密度越高，其导热性能越好。在如此理想的热导率助力下，氧化铍有利于提高器件使用寿命和质量，尤其是在大功率半导体器件、集成电路、微波电真空器件及核反应堆中，BeO一直是制备高导热元部件的主流陶瓷材料。

②低介质损耗

介电常数ε是衡量电介质储存电荷的能力，通常称为电容率，是陶瓷的特征参数。介质损耗角正切值tanδ是陶瓷在电磁场中的功率损耗的一部分，是关键的特种参数。对于氧化铍陶瓷而言，通常是：随着介质损耗角正切值tanδ增大，ε变化不大。但有的情况是：随着频率的提高，ε值会稍稍变大；或者是随着频率提高，ε会稍稍变小。

除了以上两点外，氧化铍还具有高熔度、强度、高绝缘以及良好的封装工艺适应性等特点，而且身为氧化物陶瓷，BeO在含氧和湿气的环境中非常稳定，因此它在特种冶金、真空电子技术、核技术、微电子与光电子技术领域有着广泛的应用。

氧化铍的应用

身具那么多本领，那氧化铍在军事领域及国民经济中都有着什么表现呢？下面一起来看看。

1.氧化铍在核反应堆中的应用

氧化铍的核性能优异，它的中子散射截面、减速比都比金属铍和石墨高，能有效地反射和减速中子。高温辐照稳定性比金属铍好，密度比金属铍大，高温时有相当高的强度和热导，而且，氧化铍比金属铍价格便宜。这就使它更适于用作反应堆中的反射体、减速剂和弥散相燃料基体。氧化铍不仅用于试验研究用的反应堆，而且还用于潜艇、船、收音机实验及空间系统的反应堆中。

2.氧化铍在火箭技术与航空上的应用

氧化铍所具有的高温性能与优良的核性能，使它成为火箭和航空技术中的理想材料之一。它的高热容量和传热性使之能作为火箭和导弹返回大气层的壳体与火箭的喷嘴或新一代超音飞机中的难熔材料。由于它具有良好的热冲击稳定性从而可以用来制成气轮透平的叶片。

3.氧化铍在大功率电子器件/集成电路领域的应用

氧化铍陶瓷具有的高热导率、低介电常数及尺寸稳定等特性，以及当前电子技术正朝着大功率、微型化方向发展，都是促使氧化铍材料在电子技术领域能够得到广泛应用的关键原因。

在电子基片的应用上，相比认知度较高的氧化铝基片，厚度相同的情况下氧化铍基片可以使用的频率要高出20%，可以在高达44GHz的频率下工作，常应用于通信、直播卫星、移动电话、个人通信、基站、卫星接收和发送、航空电子设备以及全球定位系统（GPS）。此外，氧化铍陶瓷高的导热率可以使大功率器件中产生的热量及时有效的传导出去，能够承受更大的连续波输出功率，从而保证器件的稳定性和可靠性。因此还广泛应用在宽带大功率的电子真空器件中，如行波管的输能窗、支持杆和降压收集极。

4.氧化铍在耐火材料的应用

氧化铍陶瓷作为高级耐火材料最突出的优点在于抗热震性优良。可用于加热元件的耐火支持棒，保护屏蔽、炉衬、热偶管以及阴极、热子加热基板和涂层等。SPACIL HENRYS和WILSON RONALDH在高强度放电灯（金属卤化物灯）的电弧管内壁涂敷适当厚度的氧化铍陶瓷保护层，可以避免金属卤素填充物中金属部分的大量损伤，

此外，氧化铍陶瓷制成的坩埚可用于熔融稀有金属和贵金属，特别是用在要求高纯金属或合金的场合下，最高工作温度可达2000℃。由于具有高的熔融温度（约为2550℃）、高的化学稳定性（耐碱）、热稳定性和纯度，氧化铍坩埚也可用来熔融铀和钚，还成功地被用来制造银、金和铂的标准样品。同时，BeO对于电磁辐射的高度“透明”性允许采用感应加热的方式来熔炼其中的金属样品。

5.其它领域

除以上举例的几大类应用，氧化铍陶瓷的应用还有许多方面，比如说BeO可以作为一种组分加入各种成分的玻璃中。含氧化铍的玻璃能透过X射线，用这种玻璃制作的X射线管可用于机构分析，在医学上用来治疗皮肤病。氧化铍影响玻璃性质，如增大玻璃的比重、抗水性和硬度，提高膨胀系数、折射率和化学稳定性。它不但可以作具有高弥散系数的特种玻璃组分，而且可以作透过紫外线的玻璃组分。

总结

总而言之，氧化铍粉体虽“毒”，但其烧结制品在特定领域（如军工），有着不可替代的作用。尽管目前它在民用市场仍是一种相对陌生的材料，人家都有些“闻铍色变”，但与其它高热导率材料相比，氧化铍在性价比上仍然有可取之处，其优良性能还未得到足够的挖掘和应用。假以时日，当它的安全性能够得到进一步保障，成本进一步降低的话，应该能够发挥出更多的能力。

资料来源：

氧化铍陶瓷的应用综述，李文芳，黄小忠，杨兵初，杜作娟，唐明成。

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