BERILIJA OKSĪDS (BEO): STRUKTŪRA, ĪPAŠĪBAS UN PIELIETOJUMS - ĶĪMIJA - 2025

Berilija oksīds (BeO) ir keramikas materiāls, kas papildus to augstu izturību un elektrisko pretestību, ir braukšanas spējas šāda augsta siltuma, kas padara daļu kodolreaktoru, pārsniedzot pat metālus Pēdējā īpašumu.

Papildus sintētiska materiāla lietderībai, to var atrast arī dabā, lai gan tas ir reti. Ar to ir jārīkojas uzmanīgi, jo tas var nopietni kaitēt cilvēku veselībai.

Berilija oksīda kristāla struktūras modelis, Autors: Ben Mills, no Wikimedia Commons

Mūsdienu pasaulē ir novērots, kā zinātnieki, kas saistīti ar tehnoloģiju uzņēmumiem, ir veikuši pētījumus, lai izstrādātu uzlabotus materiālus diezgan specializētām lietojumprogrammām, piemēram, tādām, kas atbilst pusvadītāju materiāliem, un tām, kas paredzētas kosmiskajā rūpniecībā.

Tā rezultātā tika atklātas vielas, kuras, pateicoties to ārkārtīgi noderīgajām īpašībām un lielajai izturībai, ir devušas mums iespēju laika gaitā virzīties uz priekšu, ļaujot mums pacelt savu tehnoloģiju augstākā līmenī.

Ķīmiskā struktūra

Berilija oksīda molekula (saukta arī par “beriliju”) sastāv no berilija atoma un skābekļa atoma, kas abi ir koordinēti tetraedriskā orientācijā, un izkristalizējas sešstūru kristālu struktūrās, kuras sauc par wurtzites.

Šiem kristāliem ir tetraedriski centri, kurus aizņem Be ²⁺ un O ^2- . Augstās temperatūrās berilija oksīda struktūra kļūst tetragonāla tipa.

Berilija oksīda iegūšanu panāk ar trim metodēm: berilija karbonāta kalcinēšana, berilija hidroksīda dehidratācija vai metāliska berilija aizdedzināšana. Berilija oksīds, kas veidojas augstā temperatūrā, ir inerts, bet to var izšķīdināt dažādi savienojumi.

BeCO ₃ + siltums → BeO + CO ₂ (kalcinēšana)

Esi (OH) ₂ → BeO + H ₂ O (dehidratācija)

2 Be + O ₂ → 2 BeO (aizdedze)

Visbeidzot, berilija oksīdu var iztvaicēt, un šādā stāvoklī tas būs diatomītu molekulu formā.

Īpašības

Berilija oksīds dabā sastopams kā bromelīts, balts minerāls, kas atrodams dažās sarežģītās mangāna un dzelzs atradnēs, bet tas visbiežāk atrodams tā sintētiskajā formā: balta amorfā cieta viela, kas veidojas kā pulveris. .

Arī piemaisījumi, kas ieslodzīti ražošanas laikā, oksīda paraugam piešķir dažādas krāsas.

Tā kušanas temperatūra ir 2507 ºC, viršanas temperatūra 3900 ºC, un tās blīvums ir 3,01 g / cm ³ .

Tādā pašā veidā tā ķīmiskā stabilitāte ir ievērojami augsta, reaģējot tikai ar ūdens tvaikiem, ja temperatūra ir tuvu 1000 ºC, un tā var izturēt oglekļa samazināšanas procesus un izkausētu metālu uzbrukumus augstā temperatūrā.

Arī tā mehāniskā izturība ir pienācīga, un to var uzlabot ar dizainu un ražošanu, kas piemērota komerciālai lietošanai.

Elektriskā vadītspēja

Berilija oksīds ir ārkārtīgi stabils keramikas materiāls, tāpēc tam ir diezgan augsta elektriskā pretestība, kas līdz ar alumīnija oksīdu padara to par vienu no labākajiem elektroizolācijas materiāliem.

Tāpēc šo materiālu parasti izmanto specializētām augstfrekvences elektriskām iekārtām.

Siltumvadītspēja

Berilija oksīdam ir liela priekšrocība siltumvadītspējas ziņā: tas ir pazīstams kā otrs labākais siltumvadošais materiāls starp nemetāliem, otrais ir tikai dimants, ievērojami dārgāks un retāks materiāls.

Metāliem tikai vara un sudraba caurlaidība siltumu pārnes labāk nekā berilija oksīdam, padarot to par ļoti vēlamu materiālu.

Pateicoties lieliskajām siltumvadīšanas īpašībām, šī viela ir bijusi iesaistīta ugunsizturīgo materiālu ražošanā.

Optiskās īpašības

Berilija oksīds, pateicoties tā kristāliskajām īpašībām, tiek izmantots ultravioletā caurspīdīgā materiāla uzklāšanai noteiktos plakanos ekrānos un fotoelektriskajās kamerās.

Tāpat var ražot ļoti augstas kvalitātes kristālus, tāpēc šīs īpašības uzlabojas atkarībā no izmantotā ražošanas procesa.

Veselības riski

Berilija oksīds ir savienojums, ar kuru jārīkojas ļoti uzmanīgi, jo tam galvenokārt piemīt kancerogēnas īpašības, kas saistītas ar šī materiāla putekļu vai tvaiku nepārtrauktu ieelpošanu.

Šajās oksīda fāzēs esošās mazās daļiņas pielīp plaušām un var izraisīt audzēju veidošanos vai slimību, kas pazīstama kā berilioze.

Berilioze ir slimība ar vidēju mirstības līmeni, kas izraisa neefektīvu elpošanu, klepu, svara zudumu un drudzi, kā arī granulomu veidošanos plaušās vai citos skartajos orgānos.

Pastāv arī bīstamība veselībai, ja berilija oksīds nonāk tiešā saskarē ar ādu, jo tas ir kodīgs un kairinošs, kā arī var izraisīt ādas virsmas un gļotādas bojājumus. Strādājot ar šo materiālu, īpaši tā pulvera formā, ir jāaizsargā elpošanas ceļi un rokas.

Lietojumprogrammas

Berilija oksīda lietojums galvenokārt tiek sadalīts trīs daļās: elektroniskā, kodolieroču un cita veida lietojumi.

Elektroniskās programmas

Spēja nodot siltumu augstā līmenī un tā labā elektriskā pretestība ir padarījusi berilija oksīdu par ļoti noderīgu kā siltuma izlietni.

Par tā izmantošanu liecina ķēdes lieljaudas datoros, kā arī iekārtās, kas apstrādā lielas elektrības strāvas.

Berilija oksīds ir caurspīdīgs rentgenstariem un mikroviļņiem, tāpēc to izmanto logos pret šāda veida starojumu, kā arī antenās, sakaru sistēmās un mikroviļņu krāsnīs.

Kodolieroču lietojumi

Tā spēja noregulēt neitronus un uzturēt to struktūru bombardējot starojumu, ir izraisījusi to, ka berilija oksīds tiek iesaistīts kodolreaktoru būvē, un to var izmantot arī augstas temperatūras gāzu dzesēšanas reaktoros.

Citas lietotnes

Zemais berilija oksīda blīvums ir izraisījis interesi aviācijas un militāro tehnoloģiju industrijā, jo tas var būt zema svara iespēja raķešu dzinējos un ložu necaurlaidīgās vestēs.

Visbeidzot, tas nesen tika izmantots kā ugunsizturīgs materiāls metālu kausēšanai metalurģijas rūpniecībā.

Atsauces

1. PubChem. (sf). Berilija oksīds. Saturs iegūts no pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Atjaunot. (sf). Berilija / berilija oksīds (BeO). Atgūts no reade.com
3. Pētījums, C. (sf). Berilija oksīds - berilija. Izgūts no azom.com
4. Pakalpojumi, NJ (sf). Berilija oksīds. Atgūts no nj.gov
5. Wikipedia. (sf). Berilija oksīds. Saturs iegūts no en.wikipedia.org