Štruktúra, vlastnosti a použitie oxidu berylnatého (BeO)

oxid berylnatý (BeO) je keramický materiál, ktorý má okrem svojej vysokej pevnosti a elektrickej rezistencie vysokú tepelnú vodivosť, ktorá ho robí súčasťou jadrových reaktorov, čím prekonáva aj kovy v tejto poslednej vlastnosti..

Okrem svojej užitočnosti ako syntetického materiálu sa dá nájsť aj v prírode, aj keď je zriedkavá. Manažment sa musí vykonávať opatrne, pretože má schopnosť vážne poškodiť zdravie ľudí.

V modernom svete sa pozorovalo, ako vedci, ktorí sú spojení s technologickými spoločnosťami, uskutočnili výskum s cieľom vyvinúť pokročilé materiály pre pomerne špecializované aplikácie, ako sú napríklad tie, ktoré vyhovujú polovodičovým materiálom a leteckému priemyslu..

Výsledkom toho bolo objavenie látok, ktoré nám vďaka svojim veľmi užitočným vlastnostiam a vysokej trvanlivosti poskytli možnosť postupovať v čase, čo nám umožňuje prevziať našu technológiu na vyššiu úroveň..

index

• 1 Chemická štruktúra
• 2 Vlastnosti
  • 2.1 Elektrická vodivosť
  • 2.2 Tepelná vodivosť
  • 2.3 Optické vlastnosti
  • 2.4 Zdravotné riziká
• 3 Použitie
  • 3.1 Elektronické aplikácie
  • 3.2 Jadrové aplikácie
  • 3.3 Iné aplikácie
• 4 Odkazy

Chemická štruktúra

Molekula oxidu berylnatého (tiež nazývaná "Berýlia") Pozostáva z atómu berylia a atómu kyslíka, ktoré sú koordinované v tetraedrickej orientácii a kryštalizujú v hexagonálnych kryštalických štruktúrach nazývaných wurtzity.

Tieto kryštály majú tetraedrické centrá, ktoré sú obsadené Be²⁺ a O^2-. Pri vysokých teplotách sa štruktúra oxidu berylnatého stáva tetragonálnym.

Získanie oxidu berylnatého sa dosahuje tromi metódami: kalcináciou uhličitanu berýlia, dehydratáciou hydroxidu berýlia alebo zapálením kovového berýlia. Oxid berylnatý vznikajúci pri vysokých teplotách je inertný, ale môže byť rozpustený niekoľkými zlúčeninami.

BECO₃ + Teplo → BeO + CO₂ (Kalcinácia)

Be (OH)₂ → BeO + H₂O (Dehydratácia)

2 Be + O₂ → 2 BeO (Zapaľovanie)

Nakoniec sa môže oxid berylnatý odpariť a v tomto stave sa bude prezentovať vo forme diatomických molekúl..

vlastnosti

Oxid berylnatý sa vyskytuje v prírode ako bromelit, biely minerál, ktorý sa nachádza v niektorých komplexných ložiskách mangánového železa, ale bežne sa nachádza v jeho syntetickej forme: biela amorfná tuhá látka, ktorá sa vyrába vo forme prášku..

Tiež nečistoty, ktoré boli zachytené počas výroby, poskytnú vzorku oxidu rôzne farby.

Teplota topenia je 2507 ° C, teplota varu je 3900 ° C a hustota je 3,01 g / cm.³.

Rovnako je jeho chemická stabilita značne vysoká, len reaguje s vodnou parou pri teplotách blízkych 1000 ° C a môže odolávať procesom redukcie uhlíka a útokom roztavených kovov pri vysokých teplotách..

Okrem toho je jeho mechanická pevnosť slušná a môže byť vylepšená konštrukciami a výrobou vhodnou na komerčné použitie.

Elektrická vodivosť

Oxid berylnatý je veľmi stabilný keramický materiál, a preto má pomerne vysoký elektrický odpor, ktorý ho robí jedným z najlepších elektrických izolačných materiálov spolu s oxidom hlinitým..

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

Tepelná vodivosť

Oxid berylnatý má veľkú výhodu, pokiaľ ide o jeho tepelnú vodivosť: je známy ako druhý najlepší tepelne vodivý materiál medzi nekovmi, ktorý je prekročený iba diamantom, čo je podstatne drahší a vzácnejší materiál..

Pokiaľ ide o kovy, iba meď a striebro prenášajú teplo lepšie vedením ako oxid berylnatý, čo z neho robí veľmi žiaduci materiál.

Vďaka svojej vynikajúcej tepelnej vodivosti sa táto látka podieľa na výrobe žiaruvzdorných materiálov.

Optické vlastnosti

Kvôli svojim kryštalickým vlastnostiam sa oxid berylnatý používa na aplikáciu transparentného materiálu na ultrafialové žiarenie v určitých plochých sitách a fotovoltaických článkoch..

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

Zdravotné riziká

Oxid berylnatý je zlúčenina, s ktorou sa musí zaobchádzať s veľkou opatrnosťou, pretože má najprv karcinogénne vlastnosti, ktoré sú spojené s nepretržitou inhaláciou práškov alebo výparov tohto materiálu..

Malé častice v týchto fázach oxidu priľnú na pľúca a môžu vytvárať tvorbu nádorov alebo ochorenie známe ako beryllióza..

Berylióza je ochorenie so strednou mierou úmrtnosti, ktorá spôsobuje neefektívne dýchanie, kašeľ, úbytok hmotnosti a horúčku a tvorbu granulomov v pľúcach alebo iných postihnutých orgánoch..

Existujú aj zdravotné riziká vyplývajúce z priameho kontaktu oxidu berýlia s kožou, pretože je žieravá a dráždi a môže spôsobiť poškodenie povrchu kože a slizníc. Pri práci s týmto materiálom je potrebné chrániť dýchacie cesty a ruky, najmä vo forme prášku.

aplikácie

Použitie oxidu berylnatého je rozdelené hlavne do troch oblastí: elektronické, jadrové a iné.

Elektronické aplikácie

Schopnosť prenášať teplo na vysokú úroveň a jeho dobrý elektrický odpor spôsobili, že oxid berylnatý získava veľký úžitok ako chladič..

Jeho použitie bolo preukázané v obvodoch vnútri vysokokapacitných počítačov, okrem zariadení, ktoré pracujú s vysokými prúdmi elektriny.

Oxid berylnatý je transparentný pre röntgenové žiarenie a mikrovlny, takže sa používa v oknách proti týmto typom žiarenia, ako aj antény, komunikačné systémy a mikrovlnné rúry.

Jadrové aplikácie

Jeho schopnosť zmierniť neutróny a udržať si štruktúru pri bombardovaní žiarením spôsobila, že oxid berylnatý sa podieľa na výstavbe jadrových reaktorov a môže byť tiež použitý vo vysokoteplotných reaktoroch chladených plynom..

Iné aplikácie

Nízka hustota oxidu berylnatého vyvolala záujem v leteckom a vojenskom priemysle, pretože môže predstavovať nízku hmotnosť v raketových motoroch a nepriestrelných vestách..

Napokon sa nedávno používa ako žiaruvzdorný materiál pri tavení kovov v metalurgickom priemysle.

referencie

1. PubChem. (N. D.). Oxid berylnatý. Zdroj: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Reade. (N. D.). Beryllia / Oxid berylnatý (BeO). Obnovené z reade.com
3. Výskum, C. (s.f.). Oxid berylnatý - Beryllia. Zdroj: azom.com
4. Services, N. J. (s.f.). Oxid berylnatý. Získané z nj.gov
5. Wikipedia. (N. D.). Oxid berylnatý. Zdroj: en.wikipedia.org