Ο "βασιλιάς της ελαστικότητας" μεταξύ των κραμάτων χαλκού - κράμα χαλκού βηρυλλίου
Το βηρύλλιο είναι ένα ευαίσθητο μέταλλο που απασχολεί πολύ τις μεγάλες στρατιωτικές δυνάμεις στον κόσμο. Μετά από περισσότερα από 50 χρόνια ανεξάρτητης ανάπτυξης, η βιομηχανία βηρυλλίου της χώρας μου έχει βασικά σχηματίσει ένα πλήρες βιομηχανικό σύστημα. Στη βιομηχανία βηρυλλίου, το μεταλλικό βηρύλλιο χρησιμοποιείται λιγότερο αλλά είναι το πιο σημαντικό. Έχει βασικές εφαρμογές στους τομείς της εθνικής άμυνας, της αεροδιαστημικής και της στρατηγικής πυρηνικής ενέργειας. Είναι ένας στρατηγικός και κρίσιμος πόρος που σχετίζεται με την εθνική ασφάλεια. έχει τη μεγαλύτερη χρήση και μερίδιο αγοράς. Η μεγαλύτερη συνολική ποσότητα είναι το κράμα χαλκού βηρυλλίου, το οποίο χρησιμοποιείται ευρέως σε βιομηχανικούς τομείς. Οι Ηνωμένες Πολιτείες επιβάλλουν εμπάργκο σε καθαρό βηρύλλιο και κράματα βηρυλλίου-χαλκού από την Κίνα. Το κράμα χαλκού βηρυλλίου είναι ένα μη σιδηρούχο κράμα ελαστικό υλικό με εξαιρετικές περιεκτικές ιδιότητες. Ονομάζεται «Βασιλιάς της Ελαστικότητας» και έχει υψηλή αντοχή, υψηλή σκληρότητα, αντοχή στη διάβρωση, υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα, υψηλή θερμική αγωγιμότητα, αντοχή στην κόπωση, αντοχή στη διάβρωση και ελαστικότητα. Έχει εξαιρετικές ιδιότητες όπως μικρή υστέρηση, μη μαγνητικό και χωρίς σπινθήρες κατά την κρούση. Ως εκ τούτου, η κύρια εφαρμογή του βηρυλλίου είναι το κράμα χαλκού βηρυλίου. Υπολογίζεται ότι το 65% του βηρυλλίου στην αγορά υπάρχει με τη μορφή κράματος χαλκού βηρυλλίου.
1. Επισκόπηση της ξένης βιομηχανίας βηρυλλίου
Επί του παρόντος, μόνο οι Ηνωμένες Πολιτείες, το Καζακστάν και η Κίνα διαθέτουν πλήρη βιομηχανικά συστήματα βηρυλλίου σε βιομηχανική κλίμακα από την εξόρυξη μεταλλεύματος βηρυλλίου, τη μεταλλουργία εξόρυξης έως την επεξεργασία μετάλλων και κραμάτων βηρυλλίου. Η κλίμακα της βιομηχανίας βηρυλλίου στις Ηνωμένες Πολιτείες είναι η μεγαλύτερη στον κόσμο, αντιπροσωπεύοντας το παγκόσμιο επίπεδο τεχνολογίας παραγωγής βηρυλλίου. Διαθέτει απόλυτο πλεονέκτημα στην παγκόσμια βιομηχανία βηρυλλίου και βρίσκεται σε ηγετική και δεσπόζουσα θέση. Οι Ηνωμένες Πολιτείες ελέγχουν το παγκόσμιο εμπόριο της βιομηχανίας βηρυλλίου προμηθεύοντας πρώτες ύλες βηρυλλίου, ημιεπεξεργασμένα υλικά και τελικά προϊόντα σε πολλούς κατασκευαστές προϊόντων βηρυλλίου στον κόσμο, συμπεριλαμβανομένων των Ηνωμένων Πολιτειών και του εξωτερικού. Η Ιαπωνία περιορίζεται από την έλλειψη πόρων μεταλλεύματος βηρυλλίου και δεν διαθέτει πλήρεις δυνατότητες βιομηχανικής αλυσίδας. Ωστόσο, διαθέτει προηγμένη τεχνολογία στη δευτερογενή επεξεργασία και παίζει σημαντικό ρόλο στην παγκόσμια βιομηχανία βηρυλλίου.
Η American Materion Corporation (πρώην Brush Wellman) είναι ο μόνος ολοκληρωμένος ολοκληρωμένος κατασκευαστής στον κόσμο που μπορεί να παράγει όλα τα προϊόντα βηρυλλίου. Υπάρχουν δύο κύριες θυγατρικές. Μία θυγατρική παράγει κράμα βηρυλλίου, πλάκες από κράμα χαλκού βηρυλλίου, ταινίες, σύρματα, σωλήνες, ράβδους κ.λπ. στον βιομηχανικό τομέα. το άλλο επικεντρώνεται σε εφαρμογές υψηλής ακρίβειας όπως η εθνική άμυνα και η παραγωγή του περιλαμβάνει βαθμό πυρηνικής καθαρότητας, δομικό βαθμό και ποιότητα οργάνων. και υλικά βηρυλλίου οπτικής ποιότητας, καθώς και κράματα βηρυλλίου-αλουμινίου υψηλής αξίας που χρησιμοποιούνται σε αεροδιαστημικές εφαρμογές. Η Nippon NGK Corporation είναι ο δεύτερος μεγαλύτερος κατασκευαστής χαλκού βηρυλλίου στον κόσμο, παλαιότερα γνωστή ως NGK Metal Corporation. Άρχισε να παράγει κράμα χαλκού βηρυλλίου το 1958 και είναι εξ ολοκλήρου θυγατρική της Nippon Insulator Co., Ltd. (Nippon Gaishi). Το 1986, η Nippon Insulator Co., Ltd. αγόρασε το τμήμα χαλκού βηρυλλίου της American Cabot Company και άλλαξε το όνομά της σε NGK Corporation, δημιουργώντας έτσι μια κατάσταση για να ανταγωνιστεί την American Materion Company στον τομέα του χαλκού βηρυλλίου. Η Gengko Metals είναι ο μεγαλύτερος εισαγωγέας οξειδίου του βηρυλλίου στον κόσμο (οι κύριες πηγές εισαγωγής είναι η Materion Corporation των Ηνωμένων Πολιτειών και η Urba Metallurgical Plant του Καζακστάν). Η τρέχουσα ετήσια παραγωγική ικανότητα της NGK εκτιμάται ότι είναι μεγαλύτερη από 6,000 τόνους χαλκού βηρυλλίου. Το Μεταλλουργικό Εργοστάσιο Ulba ήταν το μοναδικό εργοστάσιο τήξης και επεξεργασίας βηρυλλίου στην πρώην Σοβιετική Ένωση και τώρα ανήκει στο Καζακστάν. Πριν από την κατάρρευση της Σοβιετικής Ένωσης, η παραγωγή βηρυλλίου στο Μεταλλουργικό Εργοστάσιο Ulba ήταν άκρως εμπιστευτική και λίγα ήταν γνωστά γι 'αυτό. Το 2000, το Urba Metallurgical Plant έλαβε επένδυση 25 εκατομμυρίων δολαρίων ΗΠΑ από την αμερικανική εταιρεία Materion. Η Materion παρείχε χρηματοδότηση για την παραγωγή βηρυλλίου κατά τα δύο πρώτα χρόνια του Urba Metallurgical Plant, ενημέρωσε τον εξοπλισμό της και παρείχε ορισμένες νέες τεχνολογίες σε αντάλλαγμα. Η Urba Metallurgical Plant προμηθεύει αποκλειστικά προϊόντα βηρυλλίου στο Materion, συμπεριλαμβανομένων κυρίως πλινθωμάτων μεταλλικού βηρυλλίου και κύριου κράματος χαλκού βηρυλλίου (διαθέσιμο έως το 2012). Το 2005, το Urba Metallurgical Plant ολοκλήρωσε αυτό το πενταετές επενδυτικό σχέδιο. Η ετήσια παραγωγική ικανότητα του μεταλλουργικού εργοστασίου Urba είναι 170-190 τόνοι προϊόντων βηρυλλίου και η ετήσια παραγωγική ικανότητα του κύριου κράματος χαλκού βηρυλλίου είναι 3,000 τόνοι. Η ετήσια παραγωγική ικανότητα των προϊόντων φτάνει τους 1.000 τόνους. Η Urba Metallurgical Plant επένδυσε και ίδρυσε μια θυγατρική εξ ολοκλήρου στη Σαγκάη της Κίνας: Urba Metallurgical Products (Shanghai) Co., Ltd., η οποία είναι υπεύθυνη για την εισαγωγή, την εξαγωγή, την επανεξαγωγή και τις πωλήσεις των προϊόντων βηρυλλίου της εταιρείας στο Κίνα, Ανατολική Ασία, Νοτιοανατολική Ασία και άλλες περιοχές. Μετά από χρόνια ανάπτυξης, η Wuzhong Metallurgical Products (Shanghai) Co., Ltd. έχει γίνει ένας από τους σημαντικότερους προμηθευτές βασικού κράματος χαλκού βηρυλλίου στην Κίνα, την Ανατολική Ασία και τη Νοτιοανατολική Ασία. Στην ηπειρωτική Κίνα, κατείχε περισσότερο από το 70% του μεριδίου αγοράς στο απόγειό της.
2. Επισκόπηση της βιομηχανίας βηρυλλίου της Κίνας
Μετά από δεκαετίες ανάπτυξης, η βιομηχανία βηρυλλίου της Κίνας έχει σχηματίσει ένα πλήρες βιομηχανικό σύστημα από την εξόρυξη μεταλλεύματος, την εξόρυξη και τη μεταλλουργία έως την επεξεργασία μετάλλων και κραμάτων βηρυλλίου. Τα κύρια προϊόντα της αγοράς που διανέμονται επί του παρόντος στην αλυσίδα της βιομηχανίας βηρυλλίου περιλαμβάνουν: ενώσεις βηρυλλίου, μεταλλικό βηρύλλιο, κράματα βηρυλλίου, κεραμικά από οξείδιο του βηρυλλίου και σύνθετα υλικά με βάση το μεταλλικό βηρύλλιο. Οι μεγάλες επιχειρήσεις περιλαμβάνουν κρατικές επιχειρήσεις όπως το Oriental Tantalum και Minmetals Beryllium, καθώς και μικρότερες ιδιωτικές επιχειρήσεις. Το 2018, η Κίνα παρήγαγε 50 τόνους καθαρού βηρυλλίου. Οι Ηνωμένες Πολιτείες απαγόρευσαν το μεταλλικό βηρύλλιο και το κύριο κράμα χαλκού βηρυλλίου από την Κίνα. Το μεταλλικό βηρύλλιο είναι το λιγότερο χρησιμοποιούμενο αλλά το πιο σημαντικό στη βιομηχανική αλυσίδα. Το μεταλλικό βηρύλλιο χρησιμοποιείται κυρίως στους τομείς της εθνικής άμυνας, της αεροδιαστημικής και των στρατηγικών πόρων. Η πιο κρίσιμη εφαρμογή εθνικής άμυνας είναι στους στρατηγικούς πυρηνικούς πυραύλους. Επιπλέον, περιλαμβάνει επίσης εξαρτήματα δορυφορικού πλαισίου και δομικά μέρη, δορυφορικούς καθρέφτες, ακροφύσια πυραύλων, γυροσκόπια και στοιχεία πλοήγησης και ελέγχου όπλων, ηλεκτρονικές συσκευασίες, συστήματα επικοινωνίας δεδομένων και κάτοπτρα λέιζερ υψηλής ισχύος. Το μεταλλικό βηρύλλιο πυρηνικής ποιότητας χρησιμοποιείται επίσης Ερευνητικοί/πειραματικοί αντιδραστήρες πυρηνικής σχάσης και σύντηξης. Η μεγαλύτερη χρήση στη βιομηχανική αλυσίδα είναι το κράμα χαλκού βηρυλλίου. Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, περισσότερο από το 80% του υδροξειδίου του βηρυλλίου χρησιμοποιείται για την παραγωγή βασικού κράματος χαλκού βηρυλλίου (περιεκτικότητα σε βηρύλλιο 4%). Το κύριο κράμα αραιώνεται με καθαρό χαλκό για να παραχθούν κράματα βηρυλλίου-χαλκού με διάφορα συστατικά με περιεκτικότητα σε βηρύλλιο 0,1~2%, συμπεριλαμβανομένων διαφόρων τύπων προφίλ κράματος βηρυλλίου-χαλκού (ράβδοι, ταινίες, πλάκες, σύρματα και σωλήνες). Επιχειρήσεις φινιρίσματος Αυτά τα προφίλ χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία εξαρτημάτων που χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης και σε άλλους βιομηχανικούς τομείς. Η παραγωγή κράματος βηρυλλίου-χαλκού χωρίζεται γενικά σε δύο μέρη: ανάντη και κατάντη. Το ανάντη είναι η εξόρυξη μεταλλεύματος, η εξόρυξη και η τήξη σε κύριο κράμα βηρυλλίου-χαλκού που περιέχει βηρύλλιο (η περιεκτικότητα σε βηρύλλιο είναι γενικά 4%). Η κατάντη είναι η χρήση του κύριου κράματος βηρυλλίου-χαλκού ως πρόσθετου, με προσθήκη χαλκού. Περαιτέρω τήκεται και επεξεργάζεται σε προφίλ κράματος χαλκού βηρυλλίου (σωλήνες, ταινίες, ράβδοι, σύρματα, πλάκες κ.λπ.). Κάθε προϊόν κράματος θα υποδιαιρεθεί σε διαφορετικές ποιότητες λόγω κακής απόδοσης.
3. Περίληψη
Στην αγορά βασικού κράματος χαλκού βηρυλλίου, η παραγωγική ικανότητα συγκεντρώνεται σε λίγες εταιρείες, με τις Ηνωμένες Πολιτείες να κατέχουν δεσπόζουσα θέση. Το τεχνικό όριο για την παραγωγή κράματος χαλκού βηρυλλίου είναι σχετικά υψηλό και ολόκληρη η βιομηχανία είναι σχετικά συγκεντρωμένη. Κάθε υποδιαιρεμένη μάρκα ή κατηγορία έχει μόνο λίγους προμηθευτές ή έναν σούπερ κατασκευαστή. Λόγω της σπανιότητας των πόρων και της τεχνολογικής ηγεσίας, η Materion των Ηνωμένων Πολιτειών κατέχει ηγετική θέση. Η ιαπωνική NGK και το Urbajin Metallurgical Plant του Καζακστάν έχουν επίσης ισχυρές δυνατότητες. Οι εγχώριες επιχειρήσεις υστερούν συνολικά. Στην αγορά προφίλ κράματος χαλκού βηρυλλίου, τα εγχώρια προϊόντα συγκεντρώνονται στον τομέα μεσαίας προς χαμηλής κατηγορίας και υπάρχει μεγάλη ζήτηση υποκατάστασης και χώρος τιμών στην αγορά μεσαίου προς υψηλότερου επιπέδου. Είτε πρόκειται για κύριο κράμα χαλκού βηρυλλίου είτε για προφίλ κράματος χαλκού βηρυλλίου, οι εγχώριες εταιρείες βρίσκονται ακόμα στο στάδιο της κάλυψης. Τα προϊόντα τους βρίσκονται κυρίως στη μεσαία προς χαμηλή αγορά και η τιμή είναι συχνά η μισή ή και χαμηλότερη από αυτή των αμερικανικών και ιαπωνικών προϊόντων. Ο λόγος εξακολουθεί να περιορίζεται από τη σταθερότητα της τεχνολογίας και της διαδικασίας τήξης. Αφενός, αυτό σημαίνει ότι όταν το εγχώριο κόστος παραγωγής και κατασκευής είναι χαμηλό, εάν κατακτηθεί ή ενσωματωθεί ορισμένη τεχνολογία τήξης χαλκού βηρυλλίου, το προϊόν αναμένεται να εισέλθει στην αγορά μεσαίας κατηγορίας με πλεονέκτημα τιμής. Το βηρύλλιο υψηλής καθαρότητας (99,99%) και το κύριο κράμα βηρυλλίου-χαλκού είναι βασικές πρώτες ύλες που οι Ηνωμένες Πολιτείες απαγορεύουν να εξάγουν στην Κίνα.
