БЕРИЛЛИДЫ

БЕРИЛЛИДЫ, соединения бериллия с др. металлами. Обнаружены при исследовании сплавов, легированных бериллием (1916). В 1935 определены кристаллич. структуры Б. меди, никеля и железа. Как класс высокотемпературных материалов Б. рассматриваются с 50-х гг. Для получения Б. в основном применяются методы порошковой металлургии. Наибольший интерес как конструкц. материалы представляют высшие Б. переходных металлов (Mb, Zr, Та и др.), сохраняющие прочность при высоких темп-pax, причём в температурном интервале 1100-1300°С прочность неск. повышается, что обусловлено появлением пластичности (рис. 1). Механич. свойства ряда Б. приведены в таблице.

Рис. 1. Зависимость предела прочности бериллида ниобия от температуры при: 1 - изгибе; 2 - растяжении.

Прочностные свойства Б. зависят от размера зерна (рис. 2), содержания примесей, пористости и качества поверхности после механич. обработки. Увеличение размера зерна с 12 до 45 мкм в TaBe₁₂ уменьшает высокотемпературную (1500°С) прочность почти в 4 раза, а наличие 0,5% А1 в ZrBe_l3 снижает прочность в 2 раза. Из Б. получают профили, прутки, трубы, конусы, цилиндры, блоки, полосы и диски, применяя горячее прессование порошков, холодное прессование и спекание, изостатич. прессование, шликерное литьё, выдавливание с пластификатором и последующим спеканием, плазменное напыление. Б. используют в тех областях техники, где требуются высокая уд. прочность, малая плотность, высокое сопротивление термин, напряжениям, стойкость против окисления и сохранение прочности при высоких темп-pax.

Механические свойства бериллидов

Плотность (% от теоретической)

Средний размер зёрен (мкм)

Темп-ра испытаний (°С)

Твёрдость по Виккерсу (нагрузка 24,5 н)

Прочность при изгибе (Мн/л^э)

Модуль упругости (Гн/м²)

Относит. удлинение (%)

Бериллид гафния (Hf, Be₂₁)

Плотность 4260 кг/л³, t_пл1927°C

98-100

23-25

1260

-

117-152

117-193

-

98-100

23-25

1370

-

104-172

28-103

-

98-100

23-25

1510

-

14-117

62-82

-

Бериллид циркония (Zr Be₁₃)

Плотность 2720 кг/м³, t_nл 871°C

100

20

21

9810

268

123-282

0,05

96-100

25-50

1260

-

96-255

89-276

-

96-100

15-50

1370

-

55-255

48-276

0,25

96- 100

24-45

1510

-

89-172

48-69

0,6

Бериллид ниобия (Nb Be₁₂)

Плотность 2910 кг/м³, t_nл1688°C

98-99

50

1260

4900

62-76

82

0,1

92-98

10-25

1370

-

180-308

276

0,1

94-100

5-15

1480

-

138-282

_

0,1

92-97

10-15

1510

-

130-172

157

2,4

Бериллид тантала (Та Ве₁₂)

Плотность 4180 кг/м³, t_пл1848°С

96

12

1260

7050

338-400

69-165

-

96

12

1370

-

200-296

89-96

1,1

96

12

1520

-

179-186

62-69

2,6

Напр., в авиа- и ракетостроении из Б. изготовляют кромки обтекателей, панели крыльев и фюзеляжей, опорные и поддерживающие конструкции ракетных систем с рабочей темп-рой до 1700°С. Сопротивление Б. тепловым ударам при высоких темп-pax выше по сравнению с большинством металлич. окислов. Б. плутония и америция могут служить нейтронными источниками, а Б. урана, циркония и гафния - делящимся материалом и замедлителем. При бериллизации технич. железа, нержавеющей стали и молибдена при 800-1250°С образуются слои, содержащие соответственно Б. железа, никеля и молибдена с повышенной твёрдостью и жаростойкостью при темп-рах 800-1200°С. Известные в технике свойства Б. не являются предельными, присущими этому классу соединений. Примеси, большой размер зерна, недостаточно эффективная механич. обработка затрудняют достижение макс. положит. свойств.

Рис. 2. Зависимость предела прочности бериллида ниобия от среднего размера зёрен.

Лит.: Механические свойства металлических соединений. Сб. ст., пер. с англ., под ред. И. И. Корнилова, М., 1962; Самсонов Г. В., Бериллиды, К., 1966; Огнеупоры для космоса. Справочник, пер. с англ., М., 1967. В. Ф. Гогуля.