Struktura, właściwości i zastosowania tlenku berylu (BeO)

The tlenek berylu (BeO) to materiał ceramiczny, który oprócz wysokiej wytrzymałości i oporności elektrycznej ma wysoką zdolność przewodzenia ciepła, co czyni go częścią reaktorów jądrowych, przewyższając nawet metale w tej ostatniej właściwości..

Oprócz jego użyteczności jako materiału syntetycznego, można go również znaleźć w naturze, choć jest to rzadkie. Postępowanie z nim musi być prowadzone ostrożnie, ponieważ może poważnie uszkodzić zdrowie ludzi.

We współczesnym świecie zaobserwowano, w jaki sposób naukowcy związani z firmami technologicznymi przeprowadzili badania w celu opracowania zaawansowanych materiałów do dość specjalistycznych zastosowań, takich jak te, które są zgodne z materiałami półprzewodnikowymi i przemysłem lotniczym..

Efektem tego jest odkrycie substancji, które dzięki swoim niezwykle użytecznym właściwościom i wysokiej trwałości dały nam możliwość wyprzedzenia w czasie, pozwalając nam przenieść naszą technologię na wyższy poziom..

Indeks

• 1 Struktura chemiczna
• 2 Właściwości
  • 2.1 Przewodność elektryczna
  • 2.2 Przewodność cieplna
  • 2.3 Właściwości optyczne
  • 2.4 Zagrożenia dla zdrowia
• 3 zastosowania
  • 3.1 Aplikacje elektroniczne
  • 3.2 Zastosowania jądrowe
  • 3.3 Inne aplikacje
• 4 odniesienia

Struktura chemiczna

Cząsteczka tlenku berylu (zwana także „Berilia”) Składa się z atomu berylu i atomu tlenu, oba skoordynowane w orientacji tetraedrycznej, i krystalizuje w heksagonalnych strukturach krystalicznych zwanych wurtzytami.

Kryształy te mają czworościenne centra, które są zajęte przez Be²⁺ i O^2-. W wysokich temperaturach struktura tlenku berylu staje się tetragonalna.

Uzyskanie tlenku berylu osiąga się trzema metodami: kalcynacją węglanu berylu, odwodnieniem wodorotlenku berylu lub zapłonem metalu berylowego. Tlenek berylu powstający w wysokich temperaturach jest obojętny, ale może być rozpuszczony przez kilka związków.

BeCO₃ + Ciepło → BeO + CO₂ (Kalcynacja)

Be (OH)₂ → BeO + H₂O (odwodnienie)

2 Be + O₂ → 2 BeO (zapłon)

W końcu tlenek berylu może zostać odparowany, aw tym stanie zostanie przedstawiony w postaci cząsteczek dwuatomowych.

Właściwości

Tlenek berylu występuje w naturze jako bromelit, biały minerał występujący w złożonych złożach żelaza manganowego, ale częściej występuje w jego syntetycznej postaci: białe bezpostaciowe ciało stałe, które jest wytwarzane w postaci proszku.

Ponadto zanieczyszczenia, które zostały uwięzione podczas produkcji, dają różnorodność kolorów próbki tlenku.

Jego temperatura topnienia wynosi 2507 ° C, temperatura wrzenia 3900 ° C, a gęstość 3,01 g / cm³.

W ten sam sposób jego stabilność chemiczna jest znacznie wysoka, reaguje tylko z parą wodną w temperaturach bliskich 1000 ° C i może oprzeć się procesom redukcji węgla i atakom stopionych metali w wysokich temperaturach.

Ponadto jego wytrzymałość mechaniczna jest przyzwoita i można ją poprawić dzięki projektom i produkcji odpowiedniej do zastosowań komercyjnych.

Przewodność elektryczna

Tlenek berylu jest bardzo stabilnym materiałem ceramicznym, a zatem ma dość wysoką oporność elektryczną, co czyni go jednym z najlepszych materiałów elektroizolacyjnych wraz z tlenkiem glinu.

Z tego powodu ten materiał jest powszechnie stosowany w specjalistycznych urządzeniach elektrycznych wysokiej częstotliwości.

Przewodność cieplna

Tlenek berylu ma wielką zaletę pod względem przewodności cieplnej: jest znany jako drugi najlepszy materiał przewodzący ciepło wśród niemetali, przekraczany tylko przez diament, materiał znacznie droższy i rzadszy.

Jeśli chodzi o metale, tylko miedź i srebro przenoszą ciepło lepiej przez przewodzenie niż tlenek berylu, co czyni go bardzo pożądanym materiałem.

Ze względu na doskonałe właściwości przewodzenia ciepła substancja ta jest zaangażowana w produkcję materiałów ogniotrwałych.

Właściwości optyczne

Ze względu na swoje właściwości krystaliczne tlenek berylu jest stosowany do nakładania przezroczystego materiału na ultrafiolet w niektórych płaskich ekranach i ogniwach fotowoltaicznych.

Podobnie można wytwarzać kryształy o bardzo wysokiej jakości, dzięki czemu właściwości te poprawiają się w zależności od zastosowanego procesu produkcyjnego.

Zagrożenia dla zdrowia

Tlenek berylu jest związkiem, z którym należy obchodzić się bardzo ostrożnie, ponieważ posiada on najpierw właściwości rakotwórcze, które są związane z ciągłym wdychaniem proszków lub par tego materiału.

Małe cząstki w tych fazach tlenku przywierają do płuc i mogą generować powstawanie guzów lub chorobę znaną jako beryloza..

Beryloza jest chorobą o średnim wskaźniku śmiertelności, który powoduje nieefektywne oddychanie, kaszel, utratę wagi i gorączkę oraz powstawanie ziarniniaków w płucach lub innych dotkniętych narządach.

Bezpośredni kontakt tlenku berylu ze skórą stwarza również zagrożenie dla zdrowia, ponieważ jest żrący i drażniący oraz może powodować uszkodzenie powierzchni skóry i błon śluzowych. Drogi oddechowe i ręce powinny być chronione podczas pracy z tym materiałem, zwłaszcza w postaci proszku.

Używa

Zastosowania tlenku berylu są głównie podzielone na trzy: zastosowania elektroniczne, jądrowe i inne.

Aplikacje elektroniczne

Zdolność do przenoszenia ciepła na wysoki poziom i jego dobra oporność elektryczna sprawiły, że tlenek berylu zyskuje dużą użyteczność jako radiator.

Jego zastosowanie zostało udowodnione w obwodach wewnątrz komputerów o dużej pojemności, oprócz urządzeń, które obsługują wysokie prądy energii elektrycznej.

Tlenek berylu jest przezroczysty dla promieni rentgenowskich i mikrofal, więc jest stosowany w oknach przed tego typu promieniowaniem, a także antenami, systemami łączności i kuchenkami mikrofalowymi.

Zastosowania jądrowe

Jego zdolność do moderowania neutronów i utrzymywania struktury pod bombardowaniem promieniowania spowodowała, że ​​tlenek berylu bierze udział w budowie reaktorów jądrowych i może być również stosowany w reaktorach wysokotemperaturowych chłodzonych gazami.

Inne aplikacje

Niska gęstość tlenku berylu wzbudziła zainteresowanie w przemyśle lotniczym i wojskowym, ponieważ może stanowić niską wagę w silnikach rakietowych i kamizelkach kuloodpornych.

Wreszcie, ostatnio został zastosowany jako materiał ogniotrwały w syntezie metali w przemyśle metalurgicznym.

Referencje

1. PubChem. (s.f.). Tlenek berylu. Źródło: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Reade. (s.f.). Beryllia / tlenek berylu (BeO). Odzyskany z reade.com
3. Badania, C. (s.f.). Tlenek berylu - Beryllia. Pobrane z azom.com
4. Usługi, N. J. (s.f.). Tlenek berylu. Źródło: nj.gov
5. Wikipedia. (s.f.). Tlenek berylu. Źródło z en.wikipedia.org