Characteristics of vacuum-distilled beryllium

• Published in: Journal of nuclear materials 1964-01, Vol.12 (1), p.40-49
• Main Authors: Levine, E.D., Pemsler, J.P., Gelles, S.H.
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0022-3115; 1873-4820
• DOI: 10.1016/0022-3115(64)90105-9

Previous purification studies 1) indicated that beryllium of exceptionally high purity could be obtained by a vacuum-distillation process. Assessment of the mechanical behavior of this material was hampered by the difficulty in fabricating specimens of suitable metallurgical quality. In the present study the distribution of residual impurities in distilled beryllium was studied in detail, and fabrication procedures were developed that resulted in the preparation of samples having a fine, uniform, recrystallized grain structure. These procedures involved attritioning to powder and extruding into flats. Impurity studies revealed that in addition to trace amounts of soluble impurities, insoluble particles containing iron and silicon exist; and that these particles probably limit ductility severely. A reduction in both soluble and insoluble impurities was obtained by performing a second distillation. Mechanical property studies revealed that doubledistilled beryllium exhibits considerably greater threedimensional ductility than material of lower purity. In wide-sheet bend tests, bend angles at fracture of 50° to 70° were observed. Des études antérieures sur la purification du béryllium 1) ont indiqué que du béryllium de pureté exceptionnellement élevée pouvait être obtenu par un procédé de distillation sous vide. Mais l'appréciation du comportement plastique de ce métal purifié fut empêchée par la difficulté rencontré dans la fabrication d'échantillons de qualité métallurgique convenable. Dans la présente étude, la distribution des impuretés résiduelles dans le béryllium distillé a été étudiée en détail et des procédés de fabrication ont été mis au point pour permettre la préparation d'échantillons ayant une structure de grain de recristallisation fine et uniforme. Ces procédés facilitent la mise en poudre du béryllium et son extrusion en plaquettes. L'analyse des impuretés révéla qu'en plus de traces d'impuretés en solution solide, des particules insolubles contenant du fer et du silicium étaient présentes et que ces particules probablement limitent sévèrement la ductilité. On obtient une réduction dans la teneur à la fois des impuretés solubles et insolubles en réalisant une seconde distillation. La mesure des propriétés mécaniques révéla que le béryllium de double distillation possède une ductilité tri-axiale considérablement plus élevée que celle du matériau de plus faible pureté. Dans les essais de flexion sur tôle large, on a mesuré des angles de flexion