Koperberillium

Verstelbare moersleutel met 'BeCu' aan die kant, om aan te toon dat dit van berillium-koper gemaak is.

Koperberillium (CuBe), ook bekend as berilliumkoper (BeCu), berilliumbrons en veerkoper, is 'n koperlegering wat 0,5–3% berillium bevat. Koperberilliumlegerings word dikwels gebruik weens hul hoë sterkte en goeie geleidingsvermoë van beide hitte en elektrisiteit. Dit word gebruik vanweë sy rekbaarheid, sweisbaarheid in metaalbewerking en masjineringseienskappe. Hulle het baie gespesialiseerde toepassings in gereedskap vir gevaarlike omgewings, musiekinstrumente, presisiemetinginstrumente, koeëls en gebruike op die gebied van lugvaart. Koperberillium en ander berilliumlegerings is skadelike karsinogene wat 'n inasemingsgevaar tydens vervaardiging inhou.

Eienskappe

Koperberillium is 'n rekbare, sweisbare en bewerkbare legering. Net soos suiwer koper, is dit bestand teen nie-oksiderende sure (soos soutsuur en koolsuur) en plastiekontbindingsprodukte; dit is ook bestand teen skuurslytasie en vasvreting. Dit kan hittebehandel word vir verhoogde sterkte, duursaamheid en elektriese geleidingdingsvermoë.

Koperberillium bereik die hoogste sterkte (tot 1400 MPa) van enige kopergebaseerde legering. Dit het 'n goeie termiese geleidingsvermoë (107 J/(m·K)), wat 3-5 keer so hoog is as dié van gereedskapstaal. Dit het 'n vastestofsmeltpunt van 866 °C en 'n vloeistofsmeltpunt van 982 °C. Dit het 'n hoë kapasiteit om warm vervorm te word. C17200-koperberilliumlegering in sy optimale verouderde toestand het 'n sterkte en hardheid soortgelyk aan dié van staal, naamlik van die orde van 1,4 MPa en Rc 45.

C17200 het effektiewe korrosiebestande eienskappe wanneer dit blootgestel word aan strawwe toestande soos seewater en boorgatomgewings. Dit kan sulfied- en chloriedspanningkorrosiekraking weerstaan, asook koolstofdioksied- en waterstofverbrossing.

Koperlegerings word altyd as nievonkend beskou. C17200 het die sterkte om gebruik te kan word in hand- en meganiese gereedskap. Hierdie nievonkende eienskappe word die beste toegepas in plofbare omgewings soos in die olie-, gas- en plofstofbedrywe.

Toksisiteit

Inaseming van stof of dampe wat berillium bevat, kan chroniese berilliumsiekte veroorsaak, wat die uitruil van suurstof tussen die longe en die bloedstroom beperk. Die Internasionale Agentskap vir Navorsing oor Kanker (IARC) lys berillium as 'n groep 1- menslike karsinogeen. Die Nasionale Toksikologieprogram (NTP) lys ook berillium as 'n karsinogeen. Koperberilliumlegerings wat minder as 2,5% berillium bevat, word egter nie as karsinogenies beskou nie.

Gebruike

Voorbeeld van 'n nievonkende tang gemaak van koperberillium

Koperberillium is 'n nieysterhoudende legering wat in vere, veerdraad, lasselle en ander onderdele gebruik word wat hul vorm moet behou onder herhaalde spanning en vervorming. Dit het 'n hoë elektriese geleidingsvermoë en word gebruik in laestroomkontakte vir batterye en elektriese verbindings.

Koperberillium is nievonkend, maar tog fisies taai en niemagneties, en voldoen aan die vereistes van ATEX-voorskrifte vir sones 0, 1 en 2. Skroewedraaiers, tange, moersleutels, koue beitels, messe en hamers van koperberillium is beskikbaar vir plofbare omgewings soos oliebore, steenkoolmyne en graanhysbakke. 'n Alternatiewe metaal wat soms gebruik word vir nievonkende gereedskap is aluminiumbrons. In vergelyking met staalgereedskap is koperberilliumgereedskap duurder en nie so sterk nie, maar die voordelige eienskappe van koperberillium in gevaarlike omgewings kan die nadele oortref. Sommige van BeCu se uiteenlopende gebruike sluit in:

• Sekere perkussie-instrumente, veral tamboeryne en driehoeke, as gevolg van koperberillium se konsekwente toon en resonansie.
• Kriogeniese toerusting van ultralae temperatuur, soos verdunningsyskaste, vanweë die meganiese sterkte en relatief hoë termiese geleidingsvermoë in hierdie temperatuuromvang.
• Vorms vir die vervaardiging van plastiekhouers (insluitend feitlik alle plastiekmelkhouers), met die blaasvormproses.
• Pantser-deurboorkoeëls, alhoewel so 'n toepassing ongewoon is, aangesien koeëls wat van staallegerings gemaak word, baie goedkoper is en soortgelyke eienskappe het.
• Meting-terwyl-boor- (MWD)-gereedskap in die rigtingboorbedryf. 'n Niemagnetiese legering word vereis, aangesien magnetometers gebruik word vir veldsterktemetings.
• Diens van magnetieseresonansiebeelding- (MRI)-masjiene, waar magneetvelde van hoë sterkte die gebruik van ysterhoudende gereedskap gevaarlik maak, en waar magnetiese materiale in die veld die beeld kan versteur.
• Pakkings wat gebruik word om 'n RF-digte seël (bestand teen radiofrekwensielekkasie) te skep, die elektroniese seël op deure wat met EMC-toetsing gebruik word en eggolose kamers.
• In die 1980's is koperberillium gebruik in die vervaardiging van gholfstokke, veral wig- en setstokke. Alhoewel sommige gholfspelers die gevoel van gholfstokkoppe van koperberillium verkies, het regulatoriese bekommernisse en hoë koste dié soort koperstokke skaars gemaak.
• Kiefer Plating (nou ontbind) van Elkhart, Indiana, het trompetklokke van koperberillium vir die Schilke Music Co. van Chicago gebou. Hierdie liggewigklokke lewer 'n klank wat deur sommige musikante verkies word.
• Berilliumkoperdraad word in baie vorme vervaardig: rond, vierkantig, plat en gevorm, in spoele, op spoele en in reguit lengtes.
• Klepbeddings en -leiers van koperberillium word gebruik in hoëprestasievierslagenjins met bedekte titaankleppe. BeCu gelei hitte vanaf die klep tot soveel as sewe keer vinniger as poeiermetaalkunde- (PM-)-staal of ysterbeddings en -leiers. Die sagter BeCu verminder klepslytasie en verhoog kleplewe. 

Verouderverharde legering

C17200 en C17300 is verharde koperberillium en het die hoogste sterkte van enige koperbasislegering. Dit kan verouderverhard word na vervorming tot vere, ingewikkelde en komplekse vorms. Dit is waardevol vanweë sy elastisiteit, geleidingsvermoë, korrosieweerstand, stabiliteit en lae kruip.

Getemperde C17200 en C17300 is koperberillium wat verouder en koud getrek is. Geen verdere hittebehandeling is nodig nie, behalwe ligte spanningsverligting. Dit is rekbaar genoeg om om sy deursnee gedraai te word en kan in vere en die meeste vorme gefatsoeneer word. Die getemperde draad is die nuttigste waar die eienskappe van koperberillium verlang word, maar die veroudering van voltooide onderdele is nie prakties nie.

C17510- en C17500-koperberilliumlegerings is verouderverhardbaar en bied goeie elektriese geleidingsvermoë, fisiese eienskappe en slytasieweerstand. Hulle word gebruik in vere en draad waar elektriese geleiding of behoud van eienskappe by verhoogde temperature belangrik is.

Spesialiseerde variante

Hoësterktekoperberilliumlegerings bevat tot 2,7% berillium (giet), of 1,6-2% berillium met ongeveer 0,3% kobalt (bewerk). Die sterkte word verkry deur verouderinverharding. Die termiese geleidingsvermoë van hierdie legerings lê tussen dié van staal en aluminium. Die gegote legerings word gereeld met inspuitvorming gevorm. Die bewerkte legerings word deur UNS as C17200 tot C17400 aangetoon; die gegote legerings is C82000 tot C82800. Die verhardingsproses vereis vinnige afkoeling van die uitgegloeide metaal, wat lei tot 'n vastestofoplossing van berillium in koper, wat dan minstens 'n uur lank op 200--460 °C gehou word; dit veroorsaak 'n neerslag van metastabiele berilliedkristalle in die kopermatriks. Oorveroudering veroorsaak groei van die berilliedkristalle wat dan die legering se sterkte verminder. Die berilliede in gegote legerings is soortgelyk aan dié in bewerkte legerings.

Hoëgeleidingsvermoë-koperberilliumlegerings bevat tot 0,7% berillium met 'n klein hoeveelheid nikkel en kobalt. Die termiese geleidingsvermoë van hierdie legerings is hoër as dié van aluminium en effens minder as dié van suiwer koper. Hulle word dikwels in elektriese kontakte gebruik.

Eksterne skakels

• Standaarde en eienskappe - Koper en koperlegering mikrostrukture - Koper Berillium
• Nasionale Besoedelende Inventaris - Berillium en verbindings feiteblad
• Nasionale Besoedelende Inventaris - Koper en verbindings feiteblad
• Koper berillium en nikkel berillium datablaaie
• Koper berillium en nikkel berillium WIRE datablaaie