鈹（Be），是所有金屬中最輕的一種，不過別小瞧他，他可是原子能、航空航天、計算機、汽車以及冶金工業中不可缺少的功能材料、結構材料和關鍵性原料，目前已被中國、美國、日本、澳大利亞等世界主要經濟體列為戰略性金屬礦產，下面讓我們一起來認識一下它。

鈹的發現史

鈹的發現可以追溯到18世紀末。1798年，法國化學家沃克蘭（L.N. Vauquelin）對秘魯產出的綠柱石和祖母綠進行化學分析時發現了鈹。但直到30年后的1828年由德國化學家維勒（F.Wohler）用鉀還原氯化鈹獲得了金屬鈹。1932年，世界上第一個工業化生產鈹的工藝裝備投產，從而開創了金屬鈹應用的新紀元。21世紀以來，鈹“隱姓埋名”的時期已經過去，全球每年鈹產量200多噸。

鈹的主要特性

鈹作為堿土金屬的第一個成員，屬于稀有輕金屬，具有密度低、熔點高、彈性模量大、拉伸強度大、熱導率高、耐腐蝕性強、尺寸穩定性好、中子吸收截面小等諸多優異的性能。比重比鋁輕1/3，剛性比鋼高約50%，傳熱本領是鋼的3倍，是金屬中良好的導體；透X射線的能力最強，約為鋁的17倍；聲音在鈹中的傳播速度很高，約為在鋼中傳播速度的2.5倍，為空氣中傳播速度的38倍。除此之外，鈹還具有強毒性，可導致肺癌或一些肺部慢性病。

鈹的廣泛應用

鈹的諸多優異性能使其成為航天航空、國防軍工和核工業等高尖端領域不可替代的材料。目前，工業上經濟利用的主要有兩種：一種是火山-熱液型羥硅鈹石，作為美國的主要提鈹礦物；另一種是其他國家開采的花崗偉晶巖型綠柱石，是各國進口和儲備的對象。世界上將鈹礦石和精礦加工成鈹產品的國家只有3個，中國、美國和哈薩克斯坦。鈹的廣泛應用也被業界賦予了很多稱呼，如“寶石界的名門望族”“航空界的高精尖”“核武器的定心丸”“商業界的多面手”等。

寶石界的名門望族：含鈹的主要礦物綠柱石家族，可謂是寶石界的名門望族。家族掌門人當屬純綠色的祖母綠，其次是藍色的海藍寶石，其他寶石級還包括紅色的紅綠柱石、粉色的摩根石、亮黃色和黃綠色的金綠柱石等等，金綠寶石自己還有兩個妹妹，一個是有貓眼效應的貓眼石；另一個是有變色和貓眼效應的變石。

航空界的高精尖：鈹作為一種重要的輕金屬，其密度要比鋁小許多，而強度比鋼還大。因此，鈹是一種極其重要的宇航材料，兼具鈹和鋁各自優勢的鈹鋁系列合金，被廣泛用作空間飛行器的結構材料，如人造衛星以及宇宙飛船的基架、梁柱和固定桁梁等。

核武器的定心丸：鈹的中子散射截面大，吸收截面小，適于作核反應堆和核武器的反射和慢化劑，是試驗堆和航天、潛艇等動力堆反射層的主選材料，可以有效降低核裂變的速度。此外，由于超強的尺寸穩定性、良好的熱學特征和優秀的力學性能，鈹成為慣性導航系統中最理想的結構材料，1956年鈹制陀螺儀的誕生極大地改變了核武器領域，核潛艇安裝上鈹制靜電陀螺導航儀后，既提高了潛艇導航精度，又增強了其隱蔽性；洲際彈道導彈應用上鈹制陀螺儀后，打擊效能極大地提升。自1956年鈹金屬成為陀螺儀的理想材料至今，仍沒有其他任何一種金屬材料能夠撼動鈹在陀螺中的地位。

商業界的多面手：在醫療領域，高剛性和強透X射線能力使其成為醫療器械領域不可替代的原材料；在計算機領域，高彈性、高導電性和高熱導率使其成為計算機系統中接插件的首選材料；在通信領域，高彈性和強抗腐蝕性使其成為海底通信電纜中不可或缺的原材料；在音樂領域，聲音在鈹中的高傳播速度和高頻率，使其制作的鈹箔片應用于各大音響公司旗艦產品中；在汽車領域，鈹銅合金作為電子元件廣泛用于汽車發動機控制系統、傳感器、RF連接器等。

鈹礦的形成

鈹的礦物有上百種，常見有綠柱石、羥硅鈹石、硅鈹石和金綠寶石等。自然界中鈹以伴生礦產出居多，據統計，與鉭鈮鈹伴生占48%、與稀土元素伴生占27%、與鎢伴生占20%。按礦床成因類型，主要包括3種常見的礦床類型：第一種是綠柱石花崗偉晶巖型礦床，分布于美國、巴西、印度和俄羅斯等國家；第二種是凝灰巖中羥硅鈹石層狀礦床；第三類是正長巖雜巖體中含硅鈹石稀有金屬礦床。

鈹礦的分布

作為一種稀散元素，鈹全球分布較為集中，據美國地質調查局（2022）統計，已探明鈹資源量超過10萬噸，其中60%分布在美國，儲量比較大的國家還有巴西、俄羅斯、加拿大、墨西哥、哈薩克斯坦，非洲的莫桑比克、馬達加斯加、烏干達等國也有相當可觀的儲量。

作者單位：中國地質調查局天津地質調查中心，南部非洲礦業研究所