Bakır alaşımları arasında "esnekliğin kralı" - berilyum bakır alaşımı
Berilyum, dünyadaki büyük askeri güçlerin büyük endişe duyduğu hassas bir metaldir. 50 yılı aşkın bağımsız gelişmenin ardından ülkemin berilyum endüstrisi temelde eksiksiz bir endüstriyel sistem oluşturdu. Berilyum endüstrisinde en az kullanılan ancak en önemli metal olan berilyumdur. Ulusal savunma, havacılık ve stratejik nükleer enerji alanlarında önemli uygulamalara sahiptir. Ulusal güvenlikle ilgili stratejik ve kritik bir kaynaktır; en büyük kullanıma ve pazar payına sahiptir. Toplamda en büyük miktar endüstriyel alanlarda yaygın olarak kullanılan berilyum bakır alaşımıdır. Amerika Birleşik Devletleri, Çin'den gelen saf berilyum ve berilyum-bakır ana alaşımlarına ambargo uyguluyor. Berilyum bakır alaşımı, mükemmel kapsamlı özelliklere sahip demir dışı alaşımlı elastik bir malzemedir. "Esnekliğin Kralı" olarak adlandırılır ve yüksek mukavemet, yüksek sertlik, korozyon direnci, yüksek elektrik iletkenliği, yüksek ısı iletkenliği, yorulma direnci, korozyon direnci ve elastikiyete sahiptir. Küçük histerezis, manyetik olmama ve çarpma sırasında kıvılcım çıkmaması gibi mükemmel özelliklere sahiptir. Bu nedenle berilyumun ana uygulaması berilyum bakır alaşımıdır. Piyasadaki berilyumun %65'inin berilyum bakır alaşımı formunda bulunduğu tahmin edilmektedir.
1. Yabancı berilyum endüstrisine genel bakış
Şu anda yalnızca Amerika Birleşik Devletleri, Kazakistan ve Çin, berilyum cevheri madenciliği, ekstraksiyon metalurjisinden berilyum metali ve alaşım işlemeye kadar endüstriyel ölçekte tam berilyum endüstriyel sistemlerine sahiptir. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki berilyum endüstrisinin ölçeği dünyanın en büyüğüdür ve dünyanın berilyum üretim teknolojisi düzeyini temsil eder. Dünya berilyum endüstrisinde mutlak bir avantaja sahiptir ve lider ve hakim konumdadır. Amerika Birleşik Devletleri, Amerika Birleşik Devletleri ve yurtdışındaki birçok berilyum ürünü üreticisine berilyum hammaddeleri, yarı işlenmiş malzemeler ve nihai ürünler tedarik ederek küresel berilyum endüstrisi ticaretini kontrol etmektedir. Japonya, berilyum cevheri kaynaklarının eksikliği nedeniyle sınırlıdır ve tam endüstriyel zincir kapasitesine sahip değildir. Ancak ikincil işleme konusunda ileri teknolojiye sahiptir ve küresel berilyum endüstrisinde önemli bir rol oynamaktadır.
American Materion Corporation (eski adıyla Brush Wellman), tüm berilyum ürünlerini üretebilen dünyadaki tek kapsamlı entegre üreticidir. İki ana yan kuruluşu bulunmaktadır. Bir yan kuruluşu endüstriyel alanda berilyum alaşımı, berilyum bakır alaşımlı levhalar, şeritler, teller, tüpler, çubuklar vb. üretmektedir; diğeri ise milli savunma gibi yüksek hassasiyetli uygulamalara odaklanıyor ve üretimi nükleer saflık derecesi, yapısal derece ve alet derecesini içeriyor. ve optik dereceli berilyum malzemelerinin yanı sıra havacılık uygulamalarında kullanılan yüksek değerli berilyum-alüminyum alaşımları. Nippon NGK Corporation, eski adıyla NGK Metal Corporation olarak bilinen, dünyanın en büyük ikinci berilyum bakır üreticisidir. 1958 yılında berilyum bakır alaşımı üretmeye başlamıştır ve Nippon Insulator Co., Ltd.'nin (Nippon Gaishi) tamamına sahip olduğu bir yan kuruluşudur. 1986 yılında Nippon Insulator Co., Ltd., American Cabot Company'nin berilyum bakır bölümünü satın alarak adını NGK Corporation olarak değiştirerek berilyum bakır alanında American Materion Company ile rekabet edecek duruma geldi. Gengko Metals dünyanın en büyük berilyum oksit ithalatçısıdır (ana ithalat kaynakları ABD'deki Materion Corporation ve Kazakistan'daki Urba Metallurgical Plant'tir). NGK'nın mevcut yıllık üretim kapasitesinin 6,000 tondan fazla berilyum bakır olduğu tahmin ediliyor. Ulba Metalurji Tesisi, eski Sovyetler Birliği'ndeki tek berilyum eritme ve işleme tesisiydi ve şu anda Kazakistan'a ait. Sovyetler Birliği'nin çöküşünden önce Ulba Metalurji Fabrikasında berilyum üretimi son derece gizliydi ve bu konuda çok az şey biliniyordu. 2000 yılında Urba Metalurji Fabrikası, Amerikan şirketi Materion'dan 25 milyon ABD Doları yatırım aldı. Materion, Urba Metalurji Fabrikası'nın ilk iki yılında berilyum üretimine finansman sağladı, ekipmanlarını güncelledi ve karşılığında bazı yeni teknolojiler sağladı. Urba Metalurji Tesisi, esas olarak metal berilyum külçeleri ve berilyum bakır ana alaşımı (2012'ye kadar mevcut) dahil olmak üzere, Materion'a özel olarak berilyum ürünleri tedarik etmektedir. Urba Metalurji Fabrikası bu beş yıllık yatırım planını 2005 yılında tamamladı. Urba Metalurji Fabrikası'nın yıllık üretim kapasitesi 170-190 ton berilyum ürünü, berilyum bakır ana alaşımının yıllık üretim kapasitesi ise 3,000 tondur. Ürünlerin yıllık üretim kapasitesi 1.000 tona ulaşmaktadır. Urba Metallurgical Plant, Çin'in Şangay kentinde, şirketin berilyum ürünlerinin ithalatı, ihracatı, yeniden ihracatı ve satışından sorumlu olan Urba Metallurgical Products (Shanghai) Co., Ltd.'ye yatırım yaptı ve tamamına sahip olunan bir yan kuruluş kurdu. Çin, Doğu Asya, Güneydoğu Asya ve diğer bölgeler. Yıllar süren geliştirme sürecinin ardından Wuzhong Metallurgical Products (Shanghai) Co., Ltd., Çin, Doğu Asya ve Güneydoğu Asya'daki en önemli berilyum bakır ana alaşım tedarikçilerinden biri haline geldi. Çin ana karasında zirvede pazar payının %70'inden fazlasını işgal ediyordu.
2. Çin'in berilyum endüstrisine genel bakış
Onlarca yıllık gelişimin ardından Çin'in berilyum endüstrisi, cevher madenciliği, ekstraksiyon ve metalurjiden berilyum metali ve alaşım işlemeye kadar eksiksiz bir endüstriyel sistem oluşturdu. Şu anda berilyum endüstrisi zincirinde dağıtılan ana pazar ürünleri arasında şunlar yer almaktadır: berilyum bileşikleri, metal berilyum, berilyum alaşımları, berilyum oksit seramikler ve metal berilyum bazlı kompozit malzemeler. Büyük işletmeler arasında Oriental Tantalum ve Minmetals Beryllium gibi devlete ait işletmelerin yanı sıra daha küçük özel işletmeler de bulunmaktadır. 2018'de Çin 50 ton saf berilyum üretti. Amerika Birleşik Devletleri, metal berilyum ve berilyum bakır ana alaşımını Çin'den yasakladı. Metal berilyum endüstriyel zincirde en az kullanılan ancak en önemli olanıdır. Metal berilyum esas olarak ulusal savunma, havacılık ve stratejik kaynaklar alanlarında kullanılmaktadır. En kritik ulusal savunma uygulaması stratejik nükleer füzelerdir. Ayrıca uydu çerçeve parçaları ve yapısal parçalar, uydu aynaları, roket nozulları, jiroskoplar ve navigasyon ve silah kontrol bileşenleri, elektronik paketleme, veri iletişim sistemleri ve yüksek güçlü lazer aynaları da içerir; nükleer dereceli metal berilyum da Araştırma/deneysel nükleer fisyon ve füzyon reaktörlerinde kullanılır. Endüstriyel zincirdeki en büyük kullanım berilyum bakır alaşımıdır. İstatistiklere göre, berilyum bakır ana alaşımını (berilyum içeriği %4) üretmek için berilyum hidroksitin %80'inden fazlası kullanılıyor. Ana alaşım, çeşitli berilyum-bakır alaşımı profilleri (çubuklar, şeritler, plakalar, teller ve borular) dahil olmak üzere %0,1~2 berilyum içeriğine sahip çeşitli bileşenlere sahip berilyum-bakır alaşımları üretmek için saf bakır ile seyreltilir. Sonlandırma işletmeleri Bu profiller tüketici elektroniği ve diğer endüstriyel alanlarda kullanılan bileşenleri işlemek için kullanılır. Berilyum-bakır alaşımının üretimi genel olarak iki kısma ayrılır: yukarı akış ve aşağı akış. Yukarı yönde cevher madenciliği, çıkarılması ve berilyum içeren berilyum-bakır ana alaşımına eritilmesi (berilyum içeriği genellikle %4'tür); aşağı yönde berilyum-bakır ana alaşımının katkı maddesi olarak kullanılması, bakır eklenmesidir. Daha sonra eritilir ve berilyum bakır alaşımı profilleri (borular, şeritler, çubuklar, teller, plakalar vb.) halinde işlenir. Her alaşım ürünü, düşük performans nedeniyle farklı kalitelere bölünecektir.
3. Özet
Berilyum bakır ana alaşımı pazarında, üretim kapasitesi birkaç şirkette yoğunlaşmış olup, ABD hakim konumdadır. Berilyum bakır alaşımı üretimi için teknik eşik nispeten yüksektir ve tüm endüstri nispeten yoğunlaşmıştır. Alt bölümlere ayrılmış her marka veya kategorinin yalnızca birkaç tedarikçisi veya bir süper üreticisi vardır. Kaynakların kıtlığı ve teknolojik liderlik nedeniyle, Amerika Birleşik Devletleri'nin Materion'u lider konumdadır. Japonya'nın NGK'sı ve Kazakistan'ın Urbajin Metalurji Fabrikası da güçlü yeteneklere sahip. Yerli işletmeler genel olarak geride kalıyor. Berilyum bakır alaşımlı profil piyasasında yerli ürünler orta-düşük fiyat aralığında yoğunlaşmış olup, orta-üst pazarda geniş bir ikame talebi ve fiyat alanı bulunmaktadır. İster berilyum bakır ana alaşımı, ister berilyum bakır alaşımı profilleri olsun, yerli firmalar hala yetişme aşamasındadır. Ürünleri çoğunlukla orta-düşük pazarda yer alıyor ve fiyatları genellikle Amerikan ve Japon ürünlerinin yarısı kadar, hatta daha da düşük. Bunun nedeni hala eritme teknolojisi ve prosesinin istikrarı ile sınırlıdır. Bir yandan bu, yerli üretim ve üretim maliyetleri düşük olduğunda, belirli berilyum bakır eritme teknolojisinde uzmanlaşılması veya entegre edilmesi durumunda ürünün orta sınıf pazara fiyat avantajıyla girmesinin beklendiği anlamına geliyor. Yüksek saflıkta berilyum (%99,99) ve berilyum-bakır ana alaşımı, ABD'nin Çin'e ihracatını yasakladığı temel hammaddelerdir.
