OXID BERYLIA (BEO): ŠTRUKTÚRA, VLASTNOSTI A POUŽITIE - CHÉMIA - 2024

Oxid berýlia (BEO) je z keramického materiálu, vo okrem ich vysokej pevnosti a merný elektrický odpor, má hnací schopnosť tak vysokú teplotu, že je súčasťou jadrových reaktorov, predbehne aj kovy v druhom objekte.

Okrem svojej užitočnosti ako syntetického materiálu sa môže vyskytovať aj v prírode, hoci je vzácny. Jeho manipulácia sa musí vykonávať opatrne, pretože má schopnosť vážne poškodiť ľudské zdravie.

Model kryštálovej štruktúry oxidu berýlia, Ben Mills, z Wikimedia Commons

V modernom svete bolo pozorované, ako vedci spojení s technologickými spoločnosťami uskutočňovali výskum s cieľom vyvinúť pokročilé materiály pre celkom špecializované aplikácie, ako sú materiály, ktoré spĺňajú polovodičové materiály a materiály pre letecký priemysel.

Výsledkom je objav látok, ktoré nám vďaka svojim mimoriadne užitočným vlastnostiam a vysokej trvanlivosti poskytli príležitosť posunúť sa vpred v čase, čo nám umožňuje posunúť našu technológiu na vyššiu úroveň.

Chemická štruktúra

Molekula oxidu berýlia (tiež nazývaného "berýlium") je tvorená atómom berýlia a atómom kyslíka, ktoré sú koordinované v tetraedrickej orientácii a kryštalizujú do hexagonálnych kryštálových štruktúr nazývaných wurtzity.

Tieto kryštály majú štvorboké centier, ktoré sú obsadené Be ²⁺ a O ² . Pri vysokých teplotách sa štruktúra oxidu berýlia stáva tetragonálneho typu.

Získanie oxidu berýlia sa dosahuje tromi metódami: kalcinácia uhličitanu berylia, dehydratácia hydroxidu berýlia alebo zapálenie kovového berýlia. Oxid berýlia vytvorený pri vysokých teplotách má inertný charakter, ale môže byť rozpustený rôznymi zlúčeninami.

BeCO ₃ + Heat → BeO + CO ₂ ( kalcinácia )

Be (OH) ₂ → BEO + H ₂ O (dehydratácia)

2 Be + O ₂ → 2 BeO (zapaľovanie)

Nakoniec sa oxid berylia môže odpariť a v tomto stave bude vo forme rozsievkových molekúl.

vlastnosti

Oxid berýlia sa v prírode vyskytuje ako bromelit, biely minerál nachádzajúci sa v niektorých zložitých ložiskách mangánu a železa, najčastejšie sa však vyskytuje v jeho syntetickej forme: biela amorfná pevná látka, ktorá sa vyskytuje ako prášok. ,

Nečistoty zachytené počas výroby dodajú vzorke oxidu rôzne farby.

Jeho teplota topenia je umiestnený na 2507 ° C, jej bod varu pri 3900 ° C, a má hustotu 3,01 g / cm ³ .

Rovnako je jeho chemická stabilita značne vysoká, reaguje iba s vodnou parou pri teplotách blízkych 1 000 ° C a pri vysokých teplotách odoláva procesom redukcie uhlíka a útokom roztavených kovov.

Jeho mechanická pevnosť je tiež slušná a dá sa vylepšiť návrhmi a výrobou vhodnými na komerčné použitie.

Elektrická vodivosť

Oxid berýlia je mimoriadne stabilný keramický materiál, a preto má pomerne vysoký elektrický odpor, vďaka ktorému je spolu s oxidom hlinitým jedným z najlepších elektrických izolačných materiálov.

Z tohto dôvodu sa tento materiál bežne používa pre špecializované vysokofrekvenčné elektrické zariadenia.

Tepelná vodivosť

Oxid berylia má veľkú výhodu, pokiaľ ide o jeho tepelnú vodivosť: je známy ako druhý najlepší tepelne vodivý materiál medzi nekovmi, druhý iba pre diamant, podstatne drahší a vzácny materiál.

V prípade kovov iba meď a striebro prenášajú teplo vodivosťou lepšie ako oxid berylia, čo z neho robí veľmi žiaduci materiál.

Vďaka svojim vynikajúcim tepelne vodivým vlastnostiam sa táto látka podieľa na výrobe žiaruvzdorných materiálov.

Optické vlastnosti

Oxid berylia sa kvôli svojim kryštalickým vlastnostiam používa na aplikáciu ultrafialového priehľadného materiálu v určitých plochých obrazovkách a fotovoltaických článkoch.

Podobne sa môžu vyrábať kryštály veľmi vysokej kvality, takže tieto vlastnosti sa zlepšujú v závislosti od použitého výrobného procesu.

Zdravotné riziká

Oxid berýlia je zlúčenina, s ktorou sa musí zaobchádzať veľmi opatrne, pretože má predovšetkým karcinogénne vlastnosti, ktoré súvisia s nepretržitým vdychovaním prachu alebo pár tohto materiálu.

Malé častice v týchto oxidových fázach ulpievajú na pľúcach a môžu viesť k tvorbe nádorov alebo ochoreniu známemu ako beryllióza.

Beryllióza je ochorenie so strednou mierou úmrtnosti, ktoré spôsobuje neúčinné dýchanie, kašeľ, stratu hmotnosti a horúčku a tvorbu granulómov v pľúcach alebo iných postihnutých orgánoch.

Priamy kontakt oxidu berýlia s pokožkou je tiež nebezpečný pre zdravie, pretože je leptavý a dráždivý a môže spôsobiť poškodenie povrchu pokožky a sliznice. Pri práci s týmto materiálom, najmä v práškovej forme, musia byť chránené dýchacie cesty a ruky.

aplikácia

Použitie oxidu berýlia je rozdelené hlavne na tri: elektronické, jadrové a iné aplikácie.

Elektronické aplikácie

Schopnosť prenášať teplo na vysokej úrovni a jeho dobrý elektrický odpor robili oxid berylnatý veľmi užitočným ako chladič.

Jeho použitie bolo preukázané v obvodoch vo veľkokapacitných počítačoch, ako aj v zariadeniach, ktoré spracovávajú vysoké prúdy elektriny.

Oxid berylia je priehľadný pre röntgenové žiarenie a mikrovlny, takže sa používa v oknách proti týmto typom žiarenia, ako aj v anténach, komunikačných systémoch a mikrovlnných rúrach.

Jadrové aplikácie

Jeho schopnosť zmierňovať neutróny a udržiavať ich štruktúru pri bombardovaní žiarením viedla k tomu, že oxid berylia bol zapojený do výstavby jadrových reaktorov a môže byť tiež použitý v reaktoroch s plynovou chladením pri vysokej teplote.

Ďalšie aplikácie

Nízka hustota oxidu berýlia vyvolala záujem o letecký a vojenský priemysel, pretože môže predstavovať nízku hmotnosť v raketových motoroch a nepriestrelných vestách.

Nakoniec sa nedávno použil ako žiaruvzdorný materiál pri tavení kovov v metalurgickom priemysle.

Referencie

1. PubChem. (SF). Oxid berýlia. Zdroj: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Reade. (SF). Oxid berylia / oxid berylia (BeO). Obnovené z lokality reade.com
3. Research, C. (sf). Oxid berýlia - Beryllia. Zdroj: azom.com
4. Services, NJ (sf). Oxid berýlia. Získané z nj.gov
5. Wikipedia. (SF). Oxid berýlia. Zdroj: en.wikipedia.org