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- 2026-04-23 13:30:01
一、产品定义与适用范围
铍窗是以高纯度金属铍（Be）为基材制成的X射线/γ射线输出窗口及真空隔离组件。铍原子序数为4，是稳定金属中原子序数*小的元素，对X射线具有优异的穿透能力，同时能够可靠隔离设备内部真空环境与外界大气，是X射线管、CT球管、同步辐射束线及射线探测设备中的关键组件。
核心功能：
真空隔离：维持设备内部高真空环境；
低衰减传输：确保X射线以*小能量损失穿透；
热负载承受：通过水冷一体化设计散除窗口区域热量。
适用范围：
应用领域 | 厚度范围 | 直径/尺寸范围 |
医用CT/工业CT | 0.5 mm – 4.0 mm | φ10 mm – φ100 mm |
同步辐射束线 | 0.1 mm – 5.0 mm | φ3 mm – φ150 mm |
X射线分析设备 | 0.025 mm – 0.3 mm | φ10 mm – φ30 mm |
安检/无损检测 | 0.5 mm – 1.0 mm | φ10 mm – φ50 mm |
高功率辐射装置 | 2.0 mm – 5.0 mm | φ20 mm – φ150 mm |
二、材料物理性能
性能参数 | 数值 | 单位 |
原子序数 | 4 | — |
密度 | 1.84 | g/cm³ |
弹性模量 | 275 | kN/mm² |
熔点 | 1,285 | ℃ |
热传导率 | 180 | W/(m·K) |
线性膨胀系数 | 11.6×10⁻⁶ | /K |
抗拉强度 | 275–635 | N/mm² |
屈服强度 | 205–410 | N/mm² |
延伸率 | 1–20 | % |
说明：铍对X射线的穿透率约为相同厚度铝的17倍，兼具轻量化（密度约为铝的2/3）与高刚性（弹性模量约为铝的3.7倍）的特点。
三、尺寸规格与公差
标准尺寸：
形状 | 尺寸范围 | 公差 |
圆形 | φ10 mm – φ90 mm | ±0.2 mm |
矩形 | 宽0–120 mm，长0–120 mm | ≤75 mm：±0.2 mm |
板厚公差：
厚度范围 | 公差 |
0.03 – 0.10 mm | ±0.01 mm |
0.10 – 0.30 mm | ±0.05 mm |
0.30 – 2.0 mm | ±0.1 mm |
扩展定制：
厚度：100 μm – 5.0 mm
圆形直径：φ3 mm – φ150 mm
矩形*大：120 mm × 120 mm
CT球管弧形铍片：半径公差±0.50 mm，厚度公差±0.05 mm
四、纯度与化学成分
纯度等级 | 铍含量 | 典型应用 |
标准级 | ≥98% | 常规X射线设备 |
工业级 | ≥98.5% | CT球管 |
高纯级 | ≥99.0% | 医疗成像、高精度分析 |
IF-1级 | ≥99%（抛光） | 同步辐射超高真空 |
超高纯级 | ≥99.6% | XRD、高分辨率实验 |
CT球管弧形铍片杂质限值（质量分数）：
Al ≤0.10%、Si ≤0.06%、Fe ≤0.13%、Mg ≤0.08%、BeO ≤1.5%、C ≤0.15%。
五、CT球管用铍窗
技术参数：
参数 | 指标 |
厚度 | 0.5 mm – 4.0 mm |
直径 | φ10 mm – φ50 mm |
厚度公差 | ±0.05 mm |
管电压 | *高160 kV |
阳极输入功率 | 24 kW – 53.2 kW |
漏气率 | ≤3×10⁻⁸ Pa·m³/s |
表面粗糙度 | ≤3.2 μm |
密度 | ≥1.84 g/cm³ |
形状与外观：产品应为弧形，表面光洁、平整、亚光、色泽均匀，无裂纹、划痕。
推荐选型：
应用 | 厚度 | 直径 | 纯度 |
医用CT | 0.8–1.0 mm | φ20–30 mm | ≥98.5% |
工业CT | 1.0–1.5 mm | φ25–50 mm | ≥98.5% |
安检设备 | 0.5–0.8 mm | φ10–25 mm | ≥98.0% |
六、同步辐射（科学大装置光源）用铍窗
技术参数：
参数 | 指标 |
厚度 | 0.1 mm – 5.0 mm |
有效直径 | φ3 mm – φ150 mm |
矩形*大 | 80 mm × 30 mm |
纯度 | IF-1级（≥99%）或超高纯级 |
表面粗糙度（精密级） | ≤0.1 μm |
真空度 | ≤2×10⁻¹⁰ Torr |
烘烤温度 | *高150℃ |
X射线能量范围 | 5–30 keV |
氦泄漏率（高真空型） | ≤5×10⁻¹¹ Pa·m³/s |
水冷一体化设计：
双窗水冷结构：双铍窗中间通冷却水，耐温350℃，泄漏率≤5×10⁻⁹ Pa·m³/s。
超高真空精密抛光型：IF-1级铍片，Ra≤0.1 μm，适用于2×10⁻¹⁰ Torr、150℃、5–30 keV环境。
热结构优化：厚度1.6 mm时综合性能*佳，*大温度≤121.6℃（1 Pa），*大应力≤204.2 MPa，中心变形≤0.097 mm（大气压）。
结构选项：平面单窗、水冷双窗、水冷通道+凸台强化（316L基座）、大面积矩形窗。
七、真空密封性能
等级 | 氦泄漏率 | 适用场景 |
超高真空型 | ≤5×10⁻¹¹ Pa·m³/s | 同步辐射 |
高真空型 | ≤1.0×10⁻¹⁰ Pa·m³/s | 同步辐射光束线 |
标准型 | ≤5×10⁻⁹ Pa·m³/s | 常规真空 |
CT球管型 | ≤3×10⁻⁸ Pa·m³/s | CT球管 |
封接工艺：
真空钎焊（银基钎料，700–850℃）
电子束焊接
扩散焊（铍-无氧铜一体化）
胶接（环氧树脂，低成本）
真空钎焊前建议镀镍或镀银以改善润湿性。
八、表面处理
等级 | 表面粗糙度 Ra | 适用场景 |
标准级 | ≤3.2 μm | CT球管 |
精密级 | ≤0.1 μm | 同步辐射、高精度光学 |
超精密级 | ≤0.04 μm | 超高真空 |
镜面级 | <0.5 nm | 特殊光学系统 |
处理工艺：精密机械抛光、化学机械抛光（CMP）、镀镍/镀银。
九、质量检测
检测项目 | 方法 |
化学成分 | ICP-AES、红外吸收法 |
密度 | 致密金属密度测定法 |
尺寸公差 | 几何公差检测 |
氦泄漏率 | 氦质谱检漏法 |
表面粗糙度 | 轮廓仪/原子力显微镜 |
外观 | 目视检查 |
检验规则：出厂检验（每批）和型式检验（重大变更）。产品应在ISO 9001体系下生产，超高真空产品需在100级洁净室装配。
十、安全与使用注意事项
毒性警示：铍及其化合物具有毒性，操作时必须佩戴防护手套，在通风良好环境中进行。禁止打磨、抛光等产生粉尘的操作。废弃铍窗按有害废弃物处置。
使用要求：
安装时避免过大机械应力
定期检查表面状态
水冷式使用前确认冷却系统
超高真空应用前进行烘烤除气
超薄/大尺寸窗口注意防震保护
十一、定制与订购
可定制项目：非标尺寸/形状、更高纯度（*高99.9%）、特殊厚度（100 μm–5 mm）、表面处理等级、水冷结构（单窗/双窗/通道）、法兰类型（CF/ISO/KF）、CT球管弧形铍片。
订购信息：应用类型、窗口形状、外形尺寸、厚度、纯度等级、表面粗糙度要求、真空密封等级、是否水冷、法兰类型、数量、特殊要求。
本规格书为通用技术规范，*终以双方确认的技术协议为准