27.01.2015

В России произвели первый собственный образец бериллия

Томский политехнический университет (ТПУ) совместно с ОАО «Сибирский химический комбинат» (СХК, предприятие топливной компании ТВЭЛ госкорпорации «Росатом») получил первый российский образец стратегически важного металла бериллия.

На данный момент полный производственный цикл по добыче и изготовлению изделий из бериллия имеют всего три предприятия в мире. Расположены они в США, Китае, и с недавних пор производство было открыто на АО «Ульбинский металлургический завод», входящем в состав Национальной Атомной Компании Казахстана (КазАтомПром).

Бериллий является стратегическим и дорогостоящим материалом, его потребление во всем мире составляет всего около 400-440 тонн в год, половина из которых приходится на США. Для замещения данного материала активно используется сталь, титан и соединения графита.

Как сообщила пресс-служба СХК, образец произведенного на предприятии бериллия был представлен в конце 2014 года. Сейчас обсуждается возможность производства этого металла в будущем.

Разработку технологии производства бериллия на средства Минпромторга РФ ведет ТПУ. Проректор вуза по научной работе и инновациям Александр Дьяченко пояснил, что первая лабораторная партия этого металла составила 100 граммов. «Мы получили первый слиток, это первый российский бериллий. В этом году будем отрабатывать технологию, удешевлять ее», — пояснил он.

Основные сферы использования бериллия:

• Легирование сплавов. Добавление небольшой доли бериллия позволяет значительно улучшить физико-механические свойства материала. Активно используется при производстве пружин с большим циклом сжатий (часовые и оружейные), а так же при эксплуатации пружин в экстремальных условиях (сплав не теряет своих свойств на сжатие даже при красном калении).
• Рентгенотехника. Низкая поглощаемость рентгеновского излучения делает бериллий отличным материалом для изготовления окошек рентгеновских трубок.
• Ядерная энергетика. Используется как отражатель и замедлитель нейтронов. Оксид бериллия является отличным проводником тепла, а в смеси с окисью урана используется при производстве высокоэффективного ядерного топлива. Фторид бериллия в сплаве с фторидом лития применяется в качестве теплоносителя и растворителя солей урана, плутония, тория в высокотемпературных жидкосолевых атомных реакторах.
• Лазерная техника. Алюминат бериллия используется при изготовлении твердотельных излучателей.
• Авиация и космос. За счет диагонального сходства с алюминием, бериллий отлично подходит для авиакосмической промышленности. Сплавы на его основе могут быть до полутора раз легче и в то же время прочнее многих других специальных сталей и сплавов. Некоторые источники из авиационной промышленности утверждают, что в современном тяжелом самолете насчитывается больше тысячи деталей из бериллиевой бронзы.

Некоторые свойства бериллия:

• Плотность бериллия: 1,848 г/см³ (алюминий - 2,6989 г/см³, сталь - 7,701-7,9 г/см³, уран - 19,05 г/см³).
• Один из самых твердых металлов в чистом виде (уступает только осмию, вольфраму и урану), но в тоже время хрупкий.
• Имеет высокий модуль упругости - 300 ГПа (у сталей 200 - 210 ГПа).
• В 2-3 раза лучше других металлов распространяет звуковые волны.
• Бериллиевая бронза не подвержена усталости металла, со временем под нагрузками сплав становится только прочнее.
• Летучие и растворимые соединения бериллия ядовиты, в том числе и пыль.
• Считается одним из лучших огнеупорных материалов.

Главным игроком на рынке бериллия принято считать США, которые получили контроль над большинством месторождений, применяемого тогда в авиационной технике, еще во время Второй Мировой Войны. Серьезные запасы данного металла США имеют и на своей территории, штат Юта. По некоторым данным, запасы наиболее популярного оксида BeO составляют около 1 400 тысяч тонн, а общемировой запас бериллия составляет 80 000 тысяч тонн.

На текущий момент рынок бериллия растет за счет его использования в прикладных областях — при производстве телекоммуникационного оборудования, компьютерной и автомобильной техники, а также за счет бурного роста азиатского рынка.

В ближайшие годы ученые ТПУ планируют работать на сырье из Росрезерва, но рассчитывают начать добычу сырья из Ермаковского месторождения в Бурятии. По словам Дьяченко, промышленное производство бериллия может начаться в 2020 году.

Источники:

1. geektimes.ru