TLENEK BERYLU (BEO): BUDOWA, WŁAŚCIWOŚCI I ZASTOSOWANIA - CHEMIA - 2025

Tlenek berylu (BeO) jest materiał ceramiczny, w związku z ich wysokiej wytrzymałości i oporu elektrycznego, ma zdolność jazdy z tej wysokiej temperaturze sprawia, że część reaktorów jądrowych, przekraczających nawet metale w ostatniej właściwości.

Oprócz użyteczności jako materiału syntetycznego, można go również znaleźć w przyrodzie, chociaż występuje rzadko. Należy obchodzić się z nim ostrożnie, ponieważ może poważnie zaszkodzić zdrowiu ludzkiemu.

Model struktury krystalicznej tlenku berylu, Ben Mills, źródło Wikimedia Commons

We współczesnym świecie zaobserwowano, jak naukowcy związani z firmami technologicznymi prowadzą badania w celu opracowania zaawansowanych materiałów do dość specjalistycznych zastosowań, takich jak te, które spotykają się z materiałami półprzewodnikowymi, oraz w przemyśle lotniczym.

Efektem tego było odkrycie substancji, które dzięki swoim niezwykle użytecznym właściwościom i wysokiej trwałości dały nam możliwość posuwania się do przodu w czasie, umożliwiając nam wzniesienie naszej technologii na wyższy poziom.

Struktura chemiczna

Cząsteczka tlenku berylu (zwana także „berylem”) składa się z atomu berylu i atomu tlenu, które są skoordynowane w układzie tetraedrycznym i krystalizują w sześciokątne struktury krystaliczne zwane wurtzytami.

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

Otrzymywanie tlenku berylu odbywa się trzema metodami: kalcynacja węglanu berylu, odwodnienie wodorotlenku berylu lub spalanie metalicznego berylu. Tlenek berylu powstający w wysokich temperaturach ma charakter obojętny, ale może być rozpuszczany przez różne związki.

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

Be (OH) ₂ → BeO + H ₂ O (odwodnienie)

2 Be + O ₂ → 2 BeO (zapłon)

Ostatecznie tlenek berylu może zostać odparowany iw tym stanie będzie miał postać cząsteczek dwuatomowych.

Nieruchomości

Tlenek berylu występuje w naturze jako bromelit, biały minerał występujący w niektórych złożonych złożach manganowo-żelazowych, ale najczęściej występuje w jego syntetycznej formie: białe bezpostaciowe ciało stałe występujące w postaci proszku. .

Ponadto zanieczyszczenia uwięzione podczas produkcji nadają próbce tlenku różne kolory.

Jego temperatura topnienia wynosi 2507 ºC, temperatura wrzenia 3900 ºC, a gęstość 3,01 g / cm ³ .

W ten sam sposób jego stabilność chemiczna jest znacznie wysoka, reaguje tylko z parą wodną w temperaturach bliskich 1000 ºC i może wytrzymać procesy redukcji węgla i ataki stopionych metali w wysokich temperaturach.

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

Przewodność elektryczna

Tlenek berylu jest niezwykle stabilnym materiałem ceramicznym i dlatego ma dość wysoką rezystywność elektryczną, co czyni go jednym z najlepszych materiałów elektroizolacyjnych, obok tlenku glinu.

Z tego powodu materiał ten jest powszechnie stosowany w specjalistycznym sprzęcie elektrycznym o wysokiej częstotliwości.

Przewodność cieplna

Tlenek berylu ma wielką zaletę pod względem przewodności cieplnej: jest znany jako drugi najlepiej przewodzący ciepło materiał wśród niemetali, ustępując tylko diamentowi, znacznie droższemu i rzadszemu materiałowi.

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

Ze względu na doskonałe właściwości przewodzenia ciepła substancja ta była wykorzystywana do produkcji materiałów ogniotrwałych.

Właściwości optyczne

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

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

Zagrożenia zdrowia

Tlenek berylu jest związkiem, z którym należy obchodzić się bardzo ostrożnie, ponieważ ma on przede wszystkim właściwości rakotwórcze, które są związane z ciągłym wdychaniem pyłów lub oparów tego materiału.

Małe cząsteczki w tych fazach tlenku przylegają do płuc i mogą prowadzić do powstawania guzów lub choroby zwanej beryliozą.

Beryloza jest chorobą o średnim współczynniku śmiertelności, która powoduje nieefektywne oddychanie, kaszel, utratę masy ciała i gorączkę oraz tworzenie się ziarniniaków w płucach lub innych dotkniętych narządach.

Istnieje również zagrożenie dla zdrowia związane z bezpośrednim kontaktem tlenku berylu ze skórą, ponieważ działa korozyjnie i drażniąco oraz może powodować uszkodzenia powierzchni skóry i błon śluzowych. Podczas pracy z tym materiałem należy chronić drogi oddechowe i ręce, zwłaszcza w postaci proszku.

Aplikacje

Zastosowania tlenku berylu dzielą się głównie na trzy: zastosowania elektroniczne, jądrowe i inne.

Aplikacje elektroniczne

Zdolność do przenoszenia ciepła na wysokim poziomie i jego dobra rezystywność elektryczna sprawiły, że tlenek berylu jest bardzo przydatny jako radiator.

Jego zastosowanie zostało udowodnione w obwodach w komputerach o dużej pojemności, a także sprzęcie obsługującym duże prądy energii elektrycznej.

Tlenek berylu jest przezroczysty dla promieni rentgenowskich i mikrofal, dlatego jest stosowany w oknach przed tego typu promieniowaniem, a także w antenach, systemach komunikacyjnych i kuchenkach mikrofalowych.

Zastosowania jądrowe

Jego zdolność do moderowania neutronów i utrzymania ich struktury podczas bombardowania radiacyjnego doprowadziła do tego, że tlenek berylu jest zaangażowany w budowę reaktorów jądrowych i może być również stosowany w reaktorach wysokotemperaturowych chłodzonych gazem.

Inne aplikacje

Niska gęstość tlenku berylu wzbudziła zainteresowanie w przemyśle lotniczym i wojskowym, ponieważ może stanowić opcję o niskiej masie w silnikach rakietowych i kamizelkach kuloodpornych.

Wreszcie został ostatnio zastosowany jako materiał ogniotrwały do ​​topienia metali w przemyśle metalurgicznym.

Bibliografia

1. PubChem. (sf). Tlenek berylu. Odzyskany z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Reade. (sf). Beryllia / Tlenek Berylu (BeO). Odzyskany z reade.com
3. Badania, C. (sf). Tlenek berylu - Beryllia. Pobrane z azom.com
4. Services, NJ (sf). Tlenek berylu. Odzyskany z nj.gov
5. Wikipedia. (sf). Tlenek berylu. Pobrane z en.wikipedia.org