Структура, властивості та застосування оксиду берилію (BeO)

The оксид берилію (BeO) - це керамічний матеріал, який, крім своєї високої міцності і електричного опору, має високу теплопровідність, що робить її частиною ядерних реакторів, перевершуючи навіть метали в цьому останньому властивості..

На додаток до своєї корисності як синтетичного матеріалу, він також може бути знайдений в природі, хоча і рідко. Її управління повинно здійснюватися обережно, оскільки воно здатне серйозно пошкодити здоров'я людей.

У сучасному світі спостерігалося, як вчені, пов'язані з технологічними компаніями, провели дослідження з розробки сучасних матеріалів для цілком спеціалізованих застосувань, таких як ті, що відповідають напівпровідниковим матеріалам і аерокосмічній промисловості..

Результатом цього стало відкриття речовин, які завдяки своїм надзвичайно корисним властивостям і їхній високій довговічності дали нам можливість просуватися в часі, дозволяючи нам приймати наші технології на більш високі рівні..

Індекс

• 1 Хімічна структура
• 2 Властивості
  • 2.1 Електропровідність
  • 2.2 Теплопровідність
  • 2.3 Оптичні властивості
  • 2.4 Ризики для здоров'я
• 3 Використання
  • 3.1 Електронні програми
  • 3.2 Ядерні застосування
  • 3.3 Інші програми
• 4 Посилання

Хімічна структура

Молекула оксиду берилію (також називається "Berilia") Вона складається з атома берилію і атома кисню, координованого в тетраедричній орієнтації, і кристалізується в гексагональних кристалічних структурах, званих wurtzites.

Ці кристали мають чотиригранні центри, які займають Бе²⁺ і O^2-. При високих температурах структура оксиду берилію стає тетрагональною.

Отримання оксиду берилію досягається трьома методами: прожарювання карбонату берилію, дегідратація гідроксиду берилію або запалювання берилієвого металу. Оксид берилію, що утворюється при високих температурах, є інертним, але може бути розчинений кількома сполуками.

BeCO₃ + Тепло → BeO + CO₂ (Прожарювання)

Be (OH)₂ → BeO + H₂O (дегідратація)

2 Be + O₂ → 2 BeO (запалювання)

Нарешті, оксид берилію можна випаровувати, і в цьому стані він буде представлений у вигляді двоатомних молекул.

Властивості

Оксид берилію зустрічається в природі як бромлітер, білий мінерал, який міститься в деяких складних родовищах марганцевого заліза, але частіше зустрічається у його синтетичній формі: біле аморфне тверде речовина, що утворюється у вигляді порошку.

Крім того, домішки, які потрапили під час виробництва, нададуть різноманітні кольори зразку оксиду.

Його температура плавлення становить 2507 ° С, її температура кипіння становить 3900 ° С, і вона має щільність 3,01 г / см³.

Так само, його хімічна стабільність є значно високою, тільки реагуючи з водяною парою при температурах, близьких до 1000 ºC, і може протистояти процесам відновлення вуглецю і атакам розплавлених металів при високих температурах..

Крім того, його механічна міцність є гідною, і може бути поліпшена за допомогою конструкцій і виробництва, придатних для комерційного використання.

Електрична провідність

Оксид берилію є дуже стабільним керамічним матеріалом і тому має досить високий питомий електричний опір, що робить його одним з кращих електроізоляційних матеріалів, поряд з оксидом алюмінію..

Завдяки цьому цей матеріал зазвичай використовується для спеціалізованого високочастотного електричного обладнання.

Теплопровідність

Оксид берилію має велику перевагу з точки зору його теплопровідності: він відомий як другий кращий теплопровідний матеріал серед неметалів, перевищений лише алмазом, матеріал значно дорожчий і рідкісний.

Що стосується металів, то тільки мідь і срібло краще передають теплоту, ніж оксид берилію, що робить його дуже бажаним матеріалом.

Завдяки своїм чудовим теплопровідним властивостям ця речовина бере участь у виробництві вогнетривких матеріалів.

Оптичні властивості

Через його кристалічні властивості оксид берилію використовується для нанесення прозорого матеріалу на ультрафіолетові у деяких плоских екранах і фотоелектричних елементах.

Подібним чином можуть бути отримані кристали дуже високої якості, тому ці властивості покращуються відповідно до використовуваного виробничого процесу.

Ризики для здоров'я

Оксид берилію є сполукою, з якою необхідно звертати увагу з великою обережністю, оскільки вона спочатку має канцерогенні властивості, які пов'язані з безперервним вдиханням порошків або парів цього матеріалу..

Дрібні частинки в цих фазах оксиду прилипають до легенів і можуть генерувати утворення пухлин або захворювання, відоме як бериллиоз..

Бериліоз - це захворювання з середньою смертністю, що викликає неефективне дихання, кашель, втрату ваги і лихоманку, а також утворення гранульом в легенях або інших уражених органах..

Є також небезпека для здоров'я від безпосереднього контакту оксиду берилію з шкірою, оскільки вона є корозійною і подразнюючою і може викликати пошкодження поверхні шкіри і слизових оболонок. Дихальні шляхи та руки повинні бути захищені при роботі з цим матеріалом, особливо у формі порошку.

Використання

Використання оксиду берилію в основному поділяється на три: електронні, ядерні та інші.

Електронні програми

Здатність переносити тепло на високий рівень і його хороший електричний опір зробили оксид берилію великою корисністю як тепловідвід.

Його використання було продемонстровано в мікросхемах всередині комп'ютерів високої потужності, на додаток до обладнання, яке обробляє великі струми електроенергії.

Оксид берилію прозорий для рентгенівських променів і мікрохвиль, тому він використовується у вікнах проти цих видів випромінювання, а також антен, систем зв'язку та мікрохвильових печей.

Ядерні застосування

Його здатність до пом'якшення нейтронів і збереження його структури при бомбардуванні випромінюванням зробила оксид берилію залученим у будівництво ядерних реакторів, а також може бути застосований у високотемпературних реакторах, охолоджених газами.

Інші програми

Низька щільність оксиду берилію викликає інтерес у аерокосмічній та військовій техніці, оскільки вона може представляти собою опцію малої ваги в ракетних двигунах і бронежилетах.

Нарешті, він був нещодавно застосований як вогнетривкий матеріал у плавленні металів у металургійній промисловості.

Список літератури

1. PubChem. (s.f.). Оксид берилію. Отримано з pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Reade. (s.f.). Берилія / Оксид берилію (BeO). Відновлено з reade.com
3. Дослідження, C. (s.f.). Оксид берилію - Берилля. Отримано з azom.com
4. Services, N.J. (s.f.). Оксид берилію. Отримано з nj.gov
5. Вікіпедія. (s.f.). Оксид берилію. Отримано з en.wikipedia.org