**ماده E** ( به انگلیسی E-Material) که E Material نیز نامیده می شود، یک کامپوزیت زمینه فلزی است که از ماده زمینه بریلیم با ذرات اکسید بریلیم تشکیل شده است. این ماده رسانایی حرارتی بالایی دارد (210 الی 230 وات بر کلوین متر) و همچنین انبساط حرارتی آن را می توان برای مطابقت با مواد دیگر مانند تراشه های آرسنید سیلیکون و گالیم و سرامیک های مختلف تنظیم کرد. از این ماده عمدتاً در میکروالکترونیک به‌عنوان بستری برای دستگاه‌های نیمه‌رسانای قدرت و ماژول‌های چند تراشه‌ای با چگالی بالا استفاده می شود. با افزایش میزان اکسید بریلیم، چگالی افزایش می یابد، مدول افزایش می یابد، هدایت حرارتی افزایش می یابد و ضریب انبساط حرارتی کاهش می یابد.

E-Material ها دارای وزن کم و استحکام بالا هستند که آنها را به ویژه برای فناوری هوافضا مناسب می کند. مدول الاستیک بالای آن ها برای جذب ارتعاشات و کاهش خستگی مواد ماژول های متصل و پیوندهای سیم مطلوب است.

**ترکیبات**
-----------

کامپوزیت های زمینه فلزی بریلیم از یک پلاکت تک کریستالی ریز تک کریستال اکسید بریلیم (BeO) تشکیل شده است که توسط یک ماتریس بریلیم پیوسته احاطه شده است. کسر حجمی بریلیم اکسید در ماتریس در محدوده 20 تا 60 درصد تغییر می کند تا خواص حرارتی و مکانیکی و همچنین چگالی کامپوزیت را تنظیم کند. بر خلاف بسیاری از مواد جدید پیشرفته، عملکرد حرارتی مواد E، همسانگرد هستند و کامپوزیت های به دست آمده دارای مدول بالا، هدایت حرارتی خوب، چگالی کم و ضریب انبساط حرارتی (CTE) کمتری هستند. 

براساس میزان درصد حجمی ترکیب ماتریس و ماده زمینه، این ماده به 3 دسته زیر تقسیم می شود:

* E-20، حاوی 80 درصد حجمی بریلیم و 20 درصد حجمی (25.8-32.25 درصد وزنی) اکسید بریلیم است. هدایت حرارتی آن 210 وات بر کلوین متر است، ضریب انبساط حرارتی آن 8.7 است و چگالی آن در 25 درجه سانتی گراد 2.045 گرم بر سانتی متر مکعب است.
* E-40، حاوی 60 درصد حجمی بریلیم و 40 درصد حجمی (49.5-54.8 درصد وزنی) اکسید بریلیم است. هدایت حرارتی آن 220 وات بر کلوین متر است، ضریب انبساط حرارتی آن 7.5 است و چگالی آن در 25 درجه سانتی گراد 2.277 گرم بر سانتی متر مکعب است.
* E-60، حاوی 40 درصد حجمی بریلیم و 60 درصد حجمی (69.4-73.2 درصد وزنی) اکسید بریلیم است. هدایت حرارتی آن 230 وات بر کلوین متر است، ضریب انبساط حرارتی آن 6.1 است و چگالی آن در 25 درجه سانتی گراد 2.513 گرم بر سانتی متر مکعب است.

**تولید**
---------

E-Material با آسیاب ضربه ای و سپس پرس ایزواستاتیک داغ در یک بلوک آماده می شود. سپس بلوک به اندازه کارت‌هایی بریده می‌شود، به شکل مورد نیاز اره می‌شود، صیقل داده می‌شود، ماشین‌کاری می‌شود و به صورت اختیاری با مثلاً نیکل، کادمیوم، کروم، نقره، مس یا طلا آبکاری می‌شود. بدون پوشش، مقاومت در برابر خوردگی این مواد مشابه آلومینیوم است. پوشش دیگری که نه تنها در برابر خوردگی محافظت می کند، بلکه برای چسباندن سازه ها نیز مفید است، که برای پانل های لانه زنبوری استفاده می شود، BR 127، یک بتونه (primer) چسبنده اسپری شده است. استفاده از این پوشش باعث می شود تا قطعات روکش شده تا ماه ها قبل از مونتاژ نهایی در صورت لزوم نگهداری شوند. پس از ذخیره سازی، سطح آماده شده فقط باید با محلول الکلی پاک شود تا برای اتصال فعال آماده شود. این پوشش نیاز کاربر نهایی را برای انجام هر کاری روی سطح لخت این مواد قبل از اتصال بی نیاز می کند.

**کاربردها**
------------

کامپوزیت های زمینه فلزی مبتنی بر بریلیوم برای رفع نیازها و افزایش عملکرد کاربردهای پیشرفته هوافضا و تجاری توسعه یافته اند. این مواد در آزمایش و تولید، برای کاربردهای هواپیما، ماهواره، خودرو، و تجهیزات پردازش نیمه هادی نشان داده اند که می توانند نیازهای طراحان را برای مدول بالا، هدایت حرارتی بالا، چگالی کم و ضریب حرارتی قابل تنظیم برآورده کنند. به عنوان مثال به عنوان ماژول‌های چند تراشه‌ای چند لایه در ماهواره‌های ایریدیوم و گلوبال استار، به‌عنوان هیت سینک، و در اویونیک F-22 Raptor، F-16 Fighting Falcon، F/A-18 Hornet و Joint Strike Fighter. همچنین در ماژول های SEM-E و تابلوهای سیم کشی چاپی از این مواد استفاده می شود. در عین حال، آنها می توانند یک راه حل مقرون به صرفه برای نیازهای سیستم برای بهبود قابلیت اطمینان، هزینه های چرخه عمر کمتر و کاهش وزن ارائه دهند.

**سلامت و امنیت**
-----------------

باید توجه داشت که در هنگام ماشینکاری و جابجایی E-Material بایستی مراقب بود چراکه بریلیم و ترکیبات آن سمی هستند.

براساس گفته اداره ایمنی و بهداشت شغلی (OSHA) قرار گرفتن در معرض بریلیم یک نگرانی مداوم بهداشتی حرفه ای برای کارگران در سراسر جهان است. از زمان حکم اولیه اداره ایمنی و بهداشت شغلی در مورد حد مجاز قرار گرفتن در معرض بریلیم در سال 1971، درک ما از خطرات حساسیت بریلیوم و بیماری مزمن بریلیم به طور قابل توجهی تکامل یافته است. یک حکم جدید OSHA که در اوایل سال 2017 منتشر شد و در اواخر سال 2018 اجرا شد، باعث کاهش قرارگرفتن در معرض بریلیم، افزایش الزامات برای غربالگری و نظارت پزشکی شده است. در صورتی که روش های توصیه شده برای حمل و نقل ایمن رعایت نشود، استنشاق بریلیم موجود در هوا ممکن است باعث اختلال جدی ریوی در افراد مستعد شود.

منابع
-----

1. ↑  Haws, Warren J. (2000-05-01). "New trends in powder processing beryllium-containing alloys". *JOM* (به انگلیسی). **52** (5): 35–37. doi:10.1007/s11837-000-0031-2. ISSN 1543-1851.
2. ↑  Products Uses and Descriptions Data Sheet for Beryllium AlBeMet® E Materials[*پیوند مرده*]. materion.com/beryllium. Retrieved on 2011-09-07.
3. 1 2 3  Parsonage, T. (2000-07-01). "Beryllium metal matrix composites for aerospace and commercial applications". *Materials Science and Technology*. **16** (7–8): 732–738. doi:10.1179/026708300101508522. ISSN 0267-0836.
4. ↑   بایگانی‌شده در نوامبر ۱۵, ۲۰۰۸ توسط Wayback Machine
5. ↑  MacMurdo, Maeve G.; Mroz, Margaret M.; Culver, Daniel A.; Dweik, Raed A.; Maier, Lisa A. (2020-12-01). "Chronic Beryllium Disease: Update on a Moving Target". *Chest* (به انگلیسی). **158** (6): 2458–2466. doi:10.1016/j.chest.2020.07.074. ISSN 0012-3692.

  

رده:مقاله‌های ایجاد شده توسط ایجادگر
رده:آلیاژها
رده:کامپوزیت‌ها
رده:بریلیم
رده:جا تراشه‌های قطعه‌ای