張建福, 于一鵬

(鋼鐵研究總院， 北京 100081)

引 言

科學(xué)家沃克蘭在1798年發(fā)現(xiàn)了鈹?shù)难趸铮浆F(xiàn)在已經(jīng)過(guò)去了200多年。直到20世紀(jì)40年代，隨著航空、國(guó)防及核技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，鈹及其化合物才真正開(kāi)啟了規(guī)模化研究，逐漸有了用武之地。

至今為止,全球已經(jīng)探明鈹?shù)目偺N(yùn)藏量較為豐富,但原礦分布分散,開(kāi)采和冶煉難度大，鈹及其化合物是一種有毒物質(zhì)，在制造過(guò)程中所產(chǎn)生的粉塵和氣體對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，例如癌癥或一些肺部慢性病。因此金屬鈹、鈹合金和含鈹金屬及它們的零部件的生產(chǎn)場(chǎng)地和設(shè)備的環(huán)保措施往往極為嚴(yán)格，導(dǎo)致鈹、鈹合金及其零部件價(jià)格昂貴。

除價(jià)格因素外，鈹?shù)纳a(chǎn)和應(yīng)用受經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家的制約,目前，鈹被美國(guó)國(guó)防部視為一種戰(zhàn)略性物資，其應(yīng)用領(lǐng)域與國(guó)防息息相關(guān)。在國(guó)家戰(zhàn)略物資的儲(chǔ)備中，鈹元素占據(jù)著重要的一席。預(yù)計(jì)本世紀(jì),鈹和含鈹合金除在高技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用之外,在民用工業(yè)中也可能占據(jù)一定地位。

目前，含鈹合金的新工藝、新材料的研發(fā)主要集中在美國(guó)、日本和俄羅斯。我國(guó)也有一些研究。本文概述了鈹在金屬材料中的應(yīng)用，指出了我國(guó)在金屬鈹及含鈹合金方面存在的差距和發(fā)展方向。

1 金屬鈹?shù)男再|(zhì)與應(yīng)用

1.1 金屬鈹?shù)男再|(zhì)

金屬鈹?shù)男再|(zhì)如表1所示。

表1 金屬鈹?shù)男再|(zhì)

1.2 金屬鈹?shù)墓I(yè)應(yīng)用

金屬鈹在原子能、航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。尤其是其低比重、高比強(qiáng)度和高剛度，減重效果非常明顯，使其成為優(yōu)秀的輕質(zhì)宇航材料。表2是金屬鈹?shù)囊恍┑湫蛻?yīng)用[1]。

表2 金屬鈹?shù)牡湫蛻?yīng)用

在中國(guó),鈹在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用遠(yuǎn)落后于美、日和俄羅斯，還有待擴(kuò)大應(yīng)用研究廣度和深度。比如陀螺中的浮子框架、浮筒、陀螺轉(zhuǎn)子軸、轉(zhuǎn)子軸壓塊、陀螺殼體、半球、端蓋等關(guān)鍵零件；影響陀螺、加速度計(jì)精度和穩(wěn)定性的關(guān)鍵組件；導(dǎo)航平臺(tái)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件等非常適合使用鈹及其合金制造。但由于其價(jià)格和零部件加工昂貴(性脆、加工表面易損傷和加工過(guò)程中防護(hù)極其嚴(yán)格)、制造過(guò)程防護(hù)嚴(yán)格等因素的客觀(guān)存在也造成了當(dāng)前中國(guó)只有個(gè)別單位可以開(kāi)展該方面研究。

有資料報(bào)導(dǎo)已研究過(guò)60多種元素與鈹組成二元或三元合金。文獻(xiàn)[3] 中列出了12種二元合金相圖。目前,工業(yè)上廣泛應(yīng)用的是鈹銅合金、鈹鋁合金和鈹鎳合金等。

2 鈹銅合金

2.1 鈹青銅

鈹銅合金是在銅或者銅合金中添加少量鈹，起到沉淀強(qiáng)化效果的合金。主要包括鈹青銅和其他含鈹銅合金，鈹青銅是全球鈹消費(fèi)的主要形式，占比超過(guò)60%。

鈹青銅是一種時(shí)效強(qiáng)化型銅基合金，經(jīng)固溶(或加冷變形)時(shí)效處理后具有高強(qiáng)度、高硬度、高彈性、高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱、高穩(wěn)定性，也具有耐腐蝕、耐磨損、耐疲勞、耐低溫、無(wú)磁、沖擊時(shí)不會(huì)產(chǎn)生火花等一系列優(yōu)點(diǎn)。

鈹青銅具有高彈性和高導(dǎo)電特性，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)所不同性能也有所側(cè)重。按照合金中鈹?shù)暮浚斍嚆~有高鈹和低鈹之分。高鈹鈹青銅含鈹量為1.6%～2.1%，出現(xiàn)已經(jīng)有100多年歷史，主要側(cè)重于高彈性，但導(dǎo)電性要差一些。低鈹鈹青銅含鈹量不高于1.0%，美日在20世紀(jì)90年代就研發(fā)成功，兼顧高彈性和高導(dǎo)電性。鈹青銅可以鑄造生產(chǎn)，也可以鍛造、熱軋和冷軋生產(chǎn)[4-7]。

我國(guó)最新版國(guó)標(biāo)GB/T5231推薦了3個(gè)低鈹鈹青銅牌號(hào)(鈹小于1.0%)，5個(gè)高鈹鈹青銅牌號(hào)(鈹1.60%～2.10%)。低鈹鈹青銅牌號(hào)添加1%-3%Co或者Ni，其中1個(gè)加Co牌號(hào)還添加了0.90%～1.10%的Ag。除鈹外，高鈹鈹青銅牌號(hào)基本都含有微量Ni和Ti，其中各有1個(gè)牌號(hào)分別添加了Pb(不含Ni，Ti)和Mg元素。

美國(guó)是全球鈹銅消費(fèi)大國(guó)。美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)有16個(gè)牌號(hào)，推薦了13個(gè)低鈹鈹青銅牌號(hào)(鈹小于1.0%)，3個(gè)高鈹鈹青銅牌號(hào)(鈹1.60%～2.10%)。與我國(guó)鈹青銅體系不同，美國(guó)高鈹鈹青銅牌號(hào)合金含有不超過(guò)0.2%的(Co+Ni)，實(shí)際基本不含Ni，也不添加Ti或者M(jìn)g。從牌號(hào)數(shù)量可以看出美國(guó)鈹青銅的研究和應(yīng)用要廣泛的多。

鈹青銅是綜合性能最好的銅合金，應(yīng)用于眾多的工業(yè)領(lǐng)域。近年來(lái)應(yīng)用范圍在逐步擴(kuò)大， 廣泛用于電子電器、通訊儀器、航空、石化、冶金、汽車(chē)、機(jī)械制造等多種領(lǐng)域，已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中不可缺少的重要工業(yè)材料。表3列出了鈹青銅的典型應(yīng)用。

表3 鈹青銅的典型應(yīng)用[8-11]

熱處理很大程度上決定了鈹青銅的性能，不同的熱處理工藝對(duì)合金的性能影響很大。在實(shí)際使用中應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品使用要求、使用環(huán)境來(lái)確定合理的熱處理工藝參數(shù)，以更好地發(fā)揮鈹青銅的優(yōu)勢(shì)。

目前，鈹青銅研究熱點(diǎn)集中在傳統(tǒng)老合金改進(jìn)優(yōu)化和新合金開(kāi)發(fā)方面。在老合金改進(jìn)優(yōu)化方面，主要關(guān)注：(1)合金元素的作用，如稀土(Nd)[12]，Ni，Co[16,18-20]，F(xiàn)e[17]和Ti，Mg，Ag，Pb，Sn等元素；(2)合金固溶、冷變形、正常時(shí)效及分級(jí)時(shí)效工藝與性能、組織的關(guān)系[13-15,21-27]。在新合金開(kāi)發(fā)方面，主要關(guān)注低鈹或者無(wú)鈹高導(dǎo)電高彈性合金。

目前我國(guó)高質(zhì)量的鈹青銅產(chǎn)品基本依賴(lài)進(jìn)口。與美、日相比，我國(guó)的鈹青銅存在的主要問(wèn)題是工藝裝備及其自動(dòng)化水平落后、能耗高、成材率低、成本高；鈹青銅棒材的β相、夾雜物超標(biāo)，帶材表面質(zhì)量差、尺寸精度低，制成元件一致性差，成品率低。因此迫切需要提升現(xiàn)有鈹青銅合金生產(chǎn)線(xiàn)裝備水平和工藝技術(shù)水平，尤其是半連續(xù)鑄造工藝和高精度大卷重鈹青銅帶材制備工藝。

2.2 含鈹銅合金

除鈹青銅外，其他含鈹銅合金的研究主要集中在：在高鈹銅合金基礎(chǔ)上降低鈹含量，為彌補(bǔ)由于鈹含量降低引起的性能下降，一般單獨(dú)添加或者聯(lián)合鎳和鈷元素，輔以冷變形強(qiáng)化和熱處理強(qiáng)化成功開(kāi)發(fā)出一些新的合金牌號(hào)(國(guó)標(biāo)歸類(lèi)在低鈹鈹青銅中)，降低了鈹青銅的價(jià)格。也有研究者研究了鈹在其他銅合金中的作用。文獻(xiàn)[13] 研究了系列熱處理工藝強(qiáng)化Cu-Ni-Cr-Be-Ti銅合金，合金經(jīng)固溶+冷變形+時(shí)效，室溫下抗拉強(qiáng)度775 MPa，屈服強(qiáng)度678 MPa，伸長(zhǎng)率20%，滿(mǎn)足了汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子槽楔材料的性能需要。文獻(xiàn)[28] 研究了Cu-Co-Ni-Be合金熱處理工藝對(duì)合金組織、力學(xué)性能的影響。

3 鈹鋁合金

3.1 鈹添加劑

鈹作為合金添加劑使Al合金鑄件具有獨(dú)特的性能。

航空航天領(lǐng)域使用的優(yōu)質(zhì)Al鑄件鑄造生產(chǎn)時(shí), 在Al基合金熔體中添加少量鈹 , 溶體表面會(huì)形成一層氧化鈹保護(hù)膜,可減少熔渣和除氣, 提高純潔度,改善流動(dòng)性，得到純凈度高、表面光潔度好的鑄件。

鈹能使Al合金中脆性的鐵金屬間化合物晶體由粗大針狀和層狀轉(zhuǎn)變成細(xì)小的等軸狀。從而改善鑄件的強(qiáng)度和塑性,并允許Al合金中可以存在較高的鐵含量，得到較高強(qiáng)度和良好塑性的優(yōu)質(zhì)鑄件。

鑄造時(shí),鈹還有助于減少金屬與砂型起反應(yīng)，防止鎂優(yōu)先氧化。保護(hù)性氧化鈹薄膜能防止在鑄造時(shí)鎂擴(kuò)散到鑄錠表面, 防止表面上形成氧化鎂層。由于錠坯表面上的氧化鎂層是造成鑄錠劣質(zhì)表面的主要原因，所以鑄造時(shí)添加鈹能夠提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。

鈹除了改善合金鑄造性能外，鈹在Al合金中少量添加也可以起到非常關(guān)鍵的合金化作用。

Al中少量添加鈹可以改善Al材的拋光和磨光特性，減少Al合金在室溫和高溫的表面氧化和腐蝕。

鈹與Na聯(lián)合添加,使Al-Si合金共晶區(qū)向較高的Si含量方向移動(dòng), 因而提高了合金的流動(dòng)性。

鈹與Ti聯(lián)合添加可以細(xì)化晶粒，與傳統(tǒng)的Ti和B聯(lián)合加入具有相同效果。

鈹加入Al-Cu合金中可以提高合金流動(dòng)性，加速Al-Cu合金時(shí)效硬化進(jìn)程，改善Al-Cu-Co合金的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度。

3.2 鈹鋁合金

為了改善鈹?shù)拇嘈裕?0世紀(jì)60年代美國(guó)開(kāi)發(fā)了第一種工業(yè)用鈹鋁合金Lockalloy(Be-38%Al)，采用預(yù)合金粉末冷熱等靜壓工藝制備，因工藝復(fù)雜成本高，合金目前基本不再生產(chǎn)[29]。

Be-Al合金是一種質(zhì)輕(較鋁合金輕25 %)、剛性(近似鋁的3倍)和熱性能都很優(yōu)良的材料, 從而成為制造某些尖端產(chǎn)品與高科技零件的良好材料。為了適應(yīng)航空航天對(duì)鈹鋁合金的需要，美國(guó)Starmet公司開(kāi)發(fā)了Berylcast系列鈹鋁合金，Materion公司開(kāi)發(fā)了AlBeMet和AlBeCast系列合金。表4列出了鈹鋁合金的成分和用途[30]。

表4 鈹鋁合金的成分和用途

鈹鋁合金材料的制備工藝主要有擠壓軋制法、精密鑄造法和熱等靜壓法。目前，三種方法都基本成熟，使鈹鋁合金成本大幅下降，合金的生產(chǎn)進(jìn)入工業(yè)化階段，為開(kāi)發(fā)新合金奠定了基礎(chǔ)。三種制備鈹鋁合金的方法中， 擠壓軋制法制得的鈹鋁合金性能最好， 粉末熱等靜壓法制備的鈹鋁合金性能優(yōu)于精密鑄造法。精密鑄造法的制備成本最低，擠壓軋制法和粉末熱等靜壓法的制造成本大體相當(dāng)。

Materion 公司的AlBeCast IC910合金是一種鑄造鈹鋁合金，可以采用標(biāo)準(zhǔn)鋁鑄件的方法鑄造，還可以結(jié)合快速成型技術(shù)進(jìn)一步降低成本。

Materion還開(kāi)發(fā)了半固態(tài)加工技術(shù)[31-33]、氣霧化制備球形鈹鋁預(yù)合金粉末技術(shù)[31]和熱等靜壓制造凈終形鈹鋁合金技術(shù)[31]， 這些技術(shù)的應(yīng)用降低了合金制造成本，提高了合金性能。

近幾年來(lái)，俄羅斯航空航天研究所在鈹鋁合金的基礎(chǔ)上加入了鎂元素(約5%)得到的合金組織較鈹鋁合金的更細(xì)，力學(xué)性能比鈹鋁更好,該類(lèi)材料已經(jīng)被應(yīng)用于Buran太空船和一些衛(wèi)星上[34]。

鈹?shù)拿芏葍H次于鋰, 美國(guó)洛克希德導(dǎo)彈和航天公司研制出了添加鈹?shù)匿X鋰系新合金—Al-10Be-2～3Li合金。新型的鋁鈹鋰合金比鋁鋰合金優(yōu)越得多。它的密度比硬鋁合金7075小14%, 彈性模數(shù)高20%以上,在飛機(jī)上使用有可能使機(jī)身重量減輕20%～24%。由于這種合金具有如此優(yōu)異的性能,因而已引起了世界航天部門(mén)的重視。

中國(guó)從2004年才開(kāi)始進(jìn)行鈹鋁合金的研發(fā)，分別進(jìn)行了精密鑄造和粉末冶金(兩種粉末直接混合)工藝和材料基礎(chǔ)研究工作。經(jīng)過(guò)幾年攻關(guān)，西北稀有金屬材料研究院和東北大學(xué)確定了影響鈹鋁合金性能的關(guān)鍵因素，掌握了精密禱造工藝和粉末冶金工藝制備鈹鋁合金的核心技術(shù)，但目前產(chǎn)品還未得到實(shí)際應(yīng)用[30]。湖北工學(xué)院研究結(jié)果表明[35-36]: 在7475鋁合金中加入一定量的Be，能有效地提高合金再結(jié)晶溫度, 降低再結(jié)晶速度, 細(xì)化晶粒；加快7475鋁合金時(shí)效硬化進(jìn)程,使其硬度提高近一倍, 同時(shí)還可增加時(shí)效沉淀相數(shù)目, 減小其尺寸。

4 鈹鎳合金

鈹青銅作為導(dǎo)電彈性元件使用溫度不能超過(guò)150 ℃。因此需要進(jìn)一步研究高導(dǎo)電、耐高溫的彈性合金，鈹鎳合金就應(yīng)運(yùn)而生。它是一種沉淀強(qiáng)化型的含鈹鎳基合金。

日本1948年開(kāi)始研究Ni-2Be合金，蘇聯(lián)1956年起開(kāi)始研究并生產(chǎn)NiBe2(ЭИ996)合金， NiBe2合金具有高強(qiáng)度、高彈性。與鈹青銅相比，它的導(dǎo)電性雖然稍差一些，但疲勞強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性，抗蝕性都比較高。工作溫度可提高至250～300 ℃，是制作高級(jí)彈性元件的最佳材料，用于性能要求比鈹青銅更為嚴(yán)格的場(chǎng)合。鈹鎳合金用于制造熱彈簧、飛機(jī)儀表模盒、高度計(jì)、壓力計(jì)的材料, 也可作為鑄模和玻璃器皿的成形工具。鈹鎳還用于汽車(chē)減震系統(tǒng)及高溫繼電器和開(kāi)關(guān)中。

中國(guó)1972年開(kāi)始報(bào)道NiBe2合金的研究信息，后來(lái)形成我國(guó)3J31合金，與俄羅斯ЭИ996、德國(guó)Beryvac520合金相當(dāng)。在NiBe2中加入0.5%Ti，可提高耐熱性和耐蝕性，具有更高強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度，形成我國(guó)3J32合金，與美國(guó)、英國(guó)berylco Nickel 440相當(dāng)[37]。

表5 中國(guó)和俄羅斯鈹鎳合金成分、性能和用途

在NiBe2合金加入Mo，可以提高耐熱性，降低居里溫度。當(dāng)含有5.6%Mo時(shí)，合金呈順磁性，可以應(yīng)用于無(wú)磁彈性元件場(chǎng)所，但Mo急劇升高合金比電阻，不適宜用于導(dǎo)電彈性元件；當(dāng)加入W時(shí)，也可以提高合金耐熱性，但效果稍遜于Mo，但具有較低比電阻，強(qiáng)烈降低電阻溫度系數(shù)；加入Co時(shí)，合金比電阻降低，但降低電阻溫度系數(shù)，W和Co都具有顯著降低時(shí)效時(shí)Be的溶解度的作用?；诖嗽?，俄羅斯在ЭИ996(NiBe2)合金上，開(kāi)發(fā)了不同成分、不同用途的鈹鎳合金[38-39]。表5列出了俄羅斯和中國(guó)鈹鎳合金的主要成分、性能和用途。

目前，美國(guó)、日本、俄羅斯鈹鎳合金的生產(chǎn)技術(shù)已十分成熟[40]。中國(guó)鈹鎳合金的研究是從20世紀(jì)70年代仿制蘇聯(lián)合金開(kāi)始的。到目前，雖然已經(jīng)形成3J31和3J32兩個(gè)合金牌號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)，但研究和生產(chǎn)廠(chǎng)家極少，制作彈性元件必須的帶材和絲材產(chǎn)品質(zhì)量極不穩(wěn)定，經(jīng)常不能正常供貨。已經(jīng)成為某些高端裝備“卡脖子”材料。

5 鈹鈦合金

2005年，美國(guó)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室為美國(guó)航天系統(tǒng)研制一種新型合金—Be-2Ti合金。合金制備采用了離心霧化快速凝固工藝，預(yù)先制成球形粉末,然后用等靜壓固結(jié),最后在1000 ℃下軋制成0.8 mm厚的板材。合金中氧化鈹含量只有0.08 %，具有極細(xì)的晶粒和優(yōu)良的高溫力學(xué)性能[11,41]。

在Be-Ti體系的金屬間化合物中,Be12Ti金屬間化合物具有更好的抗氧化性,相對(duì)于金屬鈹,Be12Ti表現(xiàn)出快速氚釋放、較小的腫脹、與不銹鋼、蒸汽以及水較小的反應(yīng)，特別是在輻照效應(yīng)上發(fā)現(xiàn)合金具有明顯的優(yōu)勢(shì)，在同樣的輻照條件下，沒(méi)有觀(guān)察到金屬鈹因氘殘留造成的細(xì)長(zhǎng)孔洞缺陷[30,42]。

Be12Ti合金表現(xiàn)出快速氚放、較小腫脹等特性，且與不銹鋼、水和蒸汽反應(yīng)較慢，又可用作EU-HCPB 覆層包層，因此在未來(lái)變得非常重要[30]，目前看來(lái)Be12Ti是下一代基于鋰陶瓷反應(yīng)堆最有希望的包殼材料。另外，Be12Ti小球也是未來(lái)空間反應(yīng)堆的主要原料，日本、美國(guó)和德國(guó)在這方面已經(jīng)取得了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展。

中國(guó)在鈹鈦合金的研究方面還未見(jiàn)報(bào)道。

6 其他含鈹合金

含62%Si的Be-Si鑄造合金具有極低的熱膨脹系數(shù),可作為光學(xué)鏡體的基體材料。

采用快速冷凝法成功制取含鈹?shù)腁l-Li-Be三元合金和Ti-Li-Be-Si四元合金。

美國(guó)目前正致力于Be-Nb和Be-Zr金屬間化合物的研究，該類(lèi)化合物具有極高的比蠕變強(qiáng)度,潛在使用溫度可達(dá)1650 ℃,被認(rèn)為是最有希望的航天高溫結(jié)構(gòu)材料[11]。

7 含鈹鋼

鈹是極強(qiáng)的鐵素體固溶強(qiáng)化元素之一，鋼中加入鈹，能增加鋼的淬透性，也可以使鋼具有較高的強(qiáng)度、硬度和蠕變性能。俄羅斯在高硬度合金鋼中添加Be元素，開(kāi)發(fā)了燃料附件和液壓系統(tǒng)精密摩擦偶用材料。如表6所示。

表6 俄羅斯摩擦偶用鋼的成分、性能和用途

中國(guó)也開(kāi)展了成分基本相同的9Cr13Ni6Co5Be鋼的研究。結(jié)果表明：9Cr13Ni6Co5Be鋼經(jīng)1020 ℃淬火,馬氏體轉(zhuǎn)變較為充分,可獲得較高的硬度。在350 ℃以下回火，材料的硬度變化不明顯, 在470 ℃左右回火, 室溫具有HRC66的硬度，回火時(shí)共格析出的金屬間化合物Be2Fe是硬度出現(xiàn)峰值的主要原因；9Cr13Ni6Co5Be具有良好的高溫硬度, 300 ℃硬度大于64HRC, 500 ℃硬度大于58HRC；9Cr13Ni6Co5Be超硬不銹鋼具有優(yōu)良的接觸疲勞性能[43-45]。

文獻(xiàn)[46] 研究了Be含量和時(shí)效熱處理對(duì)因瓦合金Fe-36%Ni合金平均線(xiàn)膨脹系數(shù), 機(jī)械性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)在Fe-36 %Ni合金中添加0.5%-1%Be時(shí), 隨Be含量增加, 淬火態(tài)和時(shí)效態(tài)合金的平均線(xiàn)膨脹系數(shù)、硬度、抗拉強(qiáng)度都增加, 并且時(shí)效態(tài)平均線(xiàn)膨脹系數(shù)大于淬火態(tài)的數(shù)值。

總體而言，鈹在合金鋼中應(yīng)用較少，這可能與鈹?shù)膬r(jià)格、毒性和添加困難有關(guān)。

8 含鈹合金從業(yè)者的安全防護(hù)

鈹及其化合物具有毒性，可致全身中毒，一般經(jīng)呼吸道吸入。長(zhǎng)期吸入一定濃度含鈹空氣可以導(dǎo)致以肺肉芽腫為主的全身性疾病(慢性鈹病)，最常見(jiàn)肺功能受損、呼吸困難，文獻(xiàn)[47] 說(shuō)明了即使含2%鈹?shù)拟斻~合金仍可以引起慢性鈹病。如果短時(shí)間內(nèi)吸入大量高濃度含鈹空氣則可能會(huì)引起急性鈹病，主要侵害氣管、支氣管及肺等，嚴(yán)重的引起肺炎。鈹也被IARC(國(guó)際癌癥研究中心)定為對(duì)人很可能是致癌物[48]。因此從事鈹和含鈹合金的工作者必須采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。

8.1 從業(yè)者個(gè)人安全防護(hù)

生產(chǎn)鈹和含鈹合金的單位應(yīng)建立職業(yè)禁忌癥制度和從業(yè)者職業(yè)病檔案，開(kāi)展鈹合金危險(xiǎn)性的安全教育和醫(yī)學(xué)監(jiān)護(hù)(從業(yè)前體檢、定期體檢，跟蹤檢查等)；作業(yè)人員應(yīng)嚴(yán)格注意個(gè)人防護(hù)，工作時(shí)穿戴專(zhuān)用工裝，工作后淋浴，工裝嚴(yán)格處理，不能帶出工作區(qū)域，用專(zhuān)門(mén)機(jī)器洗滌、生產(chǎn)場(chǎng)所不準(zhǔn)進(jìn)食、吸煙和飲水等?？偠灾瑥臉I(yè)者應(yīng)該時(shí)時(shí)處處盡可能地減少與含鈹空氣和粉塵的接觸的機(jī)會(huì)。

8.2 工作場(chǎng)所安全防護(hù)

中國(guó)GB Z2.2-2007(工作場(chǎng)所職業(yè)危害接觸限值第2部分物理有害因素時(shí)間)中規(guī)定了作業(yè)環(huán)境鈹粉塵的加權(quán)平均容許濃度為0.5μg/cm3，短時(shí)間接觸容許濃度為1μg/m3。降低工作場(chǎng)所空氣中鈹濃度，不但可以防止急性鈹病的發(fā)生，而且也能在很大程度上、大部分時(shí)間里防止典型和嚴(yán)重的慢性鈹病發(fā)生[49]。降低工作場(chǎng)所空氣中鈹濃度的主要方法有濕式作業(yè)、廠(chǎng)房應(yīng)設(shè)計(jì)為密閉化、機(jī)械化和通風(fēng)良好、定期檢查防護(hù)措施是否有效、定期開(kāi)展空氣監(jiān)測(cè)，必須做好含鈹廢氣、廢水、廢渣的處理，盡量做到回收及綜合利用、鈹生產(chǎn)廠(chǎng)房應(yīng)該單獨(dú)隔開(kāi)，及時(shí)維修和清潔。總之，盡可能降低工作場(chǎng)所中鈹粉塵和空氣中鈹濃度。

雖然鈹對(duì)人具有毒性，但是絕大部分鈹病患者出現(xiàn)在鈹行業(yè)的早期，主要由于防護(hù)經(jīng)驗(yàn)、防護(hù)硬件條件不足所致，自從制定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)并強(qiáng)制實(shí)施、加強(qiáng)從業(yè)者教育管理，改善工作場(chǎng)所和防護(hù)措施后已很少發(fā)生。只要硬件足，措施到位，從業(yè)者素質(zhì)良好，完全可以避免鈹對(duì)人體的危害。

9 結(jié)束語(yǔ)

鈹是一種特殊金屬，由于其毒性需要特殊防護(hù)和環(huán)境處理，并且投入大收益小，導(dǎo)致可以參與鈹和含鈹合金研究生產(chǎn)的單位非常少，與國(guó)際先進(jìn)國(guó)家的差距在逐步加大。除了純鈹?shù)膽?yīng)用稍好外，高端鈹銅、鈹鎳材料仍然依賴(lài)進(jìn)口，中低端鈹銅、鈹鎳合金也經(jīng)常不能及時(shí)供貨，可能成為裝備中急需的“卡脖子”材料。但是鈹及含鈹合金在許多方面具有特殊的性能，是國(guó)防、航空航天和核工業(yè)中不可或缺的材料，當(dāng)下我國(guó)鈹產(chǎn)業(yè)的水平和能力，已經(jīng)制約了與鈹相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。因此，鈹和含鈹合金材料的工業(yè)化研究和生產(chǎn)應(yīng)該引起足夠重視，力爭(zhēng)用不長(zhǎng)的時(shí)間縮短或趕上國(guó)際先進(jìn)國(guó)家的水平。