ОКСИД БЕРИЛІЮ (БЕО): СТРУКТУРА, ВЛАСТИВОСТІ ТА ВИКОРИСТАННЯ - ХІМІЯ - 2025

Оксид берилію (ВЕО) являє собою керамічний матеріал, в доповненні до їх високої міцності і електричному опору, має рушійну здатність такої високої температури , що робить частина ядерних реакторів, перевершуючи навіть метали в останній власності.

Окрім своєї корисності як синтетичного матеріалу, його можна зустріти і в природі, хоча це рідко. Поводження з ним повинно здійснюватися обережно, оскільки воно має здатність серйозно завдати шкоди здоров’ю людини.

Модель кристалічної структури оксиду берилію Бен Міллз від Wikimedia Commons

У сучасному світі було помічено, як вчені, пов’язані з технологічними компаніями, проводили дослідження з розробки сучасних матеріалів для досить спеціалізованих застосувань, таких як ті, що відповідають напівпровідниковим матеріалам, та ті, що використовуються в аерокосмічній галузі.

Результатом цього стало відкриття речовин, які завдяки своїм надзвичайно корисним властивостям та високій міцності дали нам можливість рухатися вперед у часі, дозволяючи нам підняти нашу технологію на більш високі рівні.

Хімічна структура

Молекула оксиду берилію (його також називають «берилій») складається з атома берилію та атома кисню, обидва координовані в чотиригранній орієнтації і кристалізуються в гексагональні кристалічні структури, звані вурцитами.

Ці кристали мають тетраедричні центри, які зайняті Be ²⁺ та O ^2- . При високих температурах структура оксиду берилію набуває тетрагонального типу.

Отримання оксиду берилію досягається трьома методами: прожарювання карбонату берилію, зневоднення гідроксиду берилію або запалення металевого берилію. Оксид берилію, що утворюється при високих температурах, має інертний характер, але може бути розчинений різними сполуками.

BeCO ₃ + нагрівання → BeO + CO ₂ (прожарювання)

Be (OH) ₂ → BeO + H ₂ O (зневоднення)

2 Be + O ₂ → 2 BeO (Запалювання)

Нарешті, оксид берилію може випаровуватися, і в такому стані він буде мати форму діатомових молекул.

Властивості

Оксид берилію зустрічається в природі як бромеліт, білий мінерал, який зустрічається в деяких складних марганцево-залізних родовищах, але найчастіше зустрічається в його синтетичному вигляді: білому аморфному твердому тілі, що зустрічається у вигляді порошку. .

Також домішки, захоплені під час виробництва, нададуть зразку оксиду різноманітні кольори.

Температура плавлення знаходиться при температурі 2507 ° C, температура кипіння - 3900 ° C, щільність 3,01 г / см ³ .

Таким же чином його хімічна стійкість значно висока, лише вступаючи в реакцію з водяною парою при температурі, близькій до 1000 ºC, і вона може протистояти процесам відновлення вуглецю та атакам розплавлених металів при високих температурах.

Крім того, його механічна міцність пристойна, і її можна вдосконалити за допомогою конструкцій та виготовлення, придатних для комерційного використання.

Електропровідність

Оксид берилію - надзвичайно стійкий керамічний матеріал, а тому має досить високий електричний опір, що робить його одним із найкращих електроізоляційних матеріалів, поряд із глиноземом.

Через це цей матеріал зазвичай використовується для спеціалізованого високочастотного електричного обладнання.

Теплопровідність

Оксид берилію має велику перевагу за своєю теплопровідністю: він відомий як другий найкращий теплопровідний матеріал серед неметалів, поступаючись лише алмазу, значно дорожчий і рідкісний матеріал.

Для металів лише мідь і срібло краще пропускають тепло провідністю, ніж оксид берилію, що робить його дуже бажаним матеріалом.

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

Оптичні властивості

Завдяки своїм кристалічним властивостям оксид берилію використовується для нанесення ультрафіолетового прозорого матеріалу в певних плоских екранах та фотоелектричних камерах.

Так само можуть бути отримані дуже якісні кристали, тому ці властивості покращуються залежно від використовуваного процесу виготовлення.

Ризики для здоров'я

Оксид берилію - це сполука, з якою слід поводитися з великою обережністю, оскільки має насамперед канцерогенні властивості, які пов'язані з безперервним вдиханням пилу чи пари цього матеріалу.

Дрібні частинки в цих оксидних фазах прилягають до легенів і можуть призвести до утворення пухлин або захворювання, відомого як бериліоз.

Бериліоз - захворювання із середньою смертністю, яке спричиняє неефективне дихання, кашель, втрату ваги та лихоманку та утворення гранульоми в легенях або інших уражених органах.

Існують також небезпеки для здоров’я від прямого контакту оксиду берилію з шкірою, оскільки він є корозійним та дратівливим, а також може пошкодити поверхню шкіри та слизову. Дихальний тракт і руки повинні бути захищені при роботі з цим матеріалом, особливо у його порошкоподібному вигляді.

Програми

Використання оксиду берилію в основному поділяють на три: електронні, ядерні та інші сфери застосування.

Електронні програми

Здатність передавати тепло на високому рівні та його хороший електричний опір зробили оксид берилію великою корисністю як тепловідвід.

Його використання було засвідчено в схемах всередині комп’ютерів з високою ємністю, а також в обладнанні, яке обробляє великі струми електрики.

Оксид берилію прозорий для рентгенівських променів та мікрохвильових печей, тому його використовують у вікнах проти цих типів випромінювання, а також антен, систем зв’язку та мікрохвильових печей.

Ядерні програми

Його здатність моделювати нейтрони і підтримувати їх структуру при радіаційному обстрілі призвела до участі оксиду берилію в будівництві ядерних реакторів, а також може застосовуватися у високотемпературних газових охолоджуючих реакторах.

Інші програми

Низька щільність оксиду берилію викликала інтерес до галузі космічної та військової техніки, оскільки це може представляти низьку вагу для ракетних двигунів та бронежилетів.

Нарешті, останнім часом воно застосовується як вогнетривкий матеріал при плавці металів у металургійній промисловості.

Список літератури

1. PubChem. (sf). Оксид берилію. Отримано з pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Прочитайте. (sf). Берилія / оксид берилію (BeO). Відновлено з reade.com
3. Дослідження, C. (sf). Оксид берилію - Берилія. Отримано з azom.com
4. Послуги, Нью-Джерсі (сф). Оксид берилію. Відновлено з nj.gov
5. Вікіпедія. (sf). Оксид берилію. Отримано з en.wikipedia.org