BERYLLIUMOKSID (BEO): STRUKTUR, EGENSKAPER OG BRUKSOMRÅDER - KJEMI - 2025

Den berylliumoksid (BeO) er et keramisk materiale, i tillegg til deres høye styrke og elektrisk motstand, har en drivende evne til slik høy varme som gjør at en del av kjernereaktorer, overgår til og med metallene i den sistnevnte egenskap.

I tillegg til dets bruk som syntetisk materiale, kan det også finnes i naturen, selv om det er sjelden. Håndteringen må utføres med forsiktighet, da den har kapasitet til å skade menneskers helse alvorlig.

Modell av krystallstrukturen av berylliumoksyd, Av Ben Mills, fra Wikimedia Commons

I den moderne verden har det blitt observert hvordan forskere tilknyttet teknologiselskaper har forsket for å utvikle avanserte materialer for ganske spesielle bruksområder, for eksempel de som møter halvledermaterialer og de i luftfartsindustrien.

Resultatet av dette har vært oppdagelsen av stoffer som, takket være deres ekstremt nyttige egenskaper og deres høye holdbarhet, har gitt oss muligheten til å komme videre i tid, slik at vi kan ta teknologien vår til høyere nivåer.

Kjemisk struktur

Et molekyl av berylliumoksyd (også kalt "beryllium") består av et berylliumatom og et oksygenatom, begge koordinert i en tetraedrisk orientering, og krystalliserer seg til sekskantede krystallstrukturer kalt wurtzites.

Disse krystaller har tetraedriske sentre, som er okkupert av Be ²⁺ og O ^2- . Ved høye temperaturer blir strukturen av berylliumoksyd av tetragonal type.

Innhenting av berylliumoksyd oppnås ved tre metoder: kalsinering av berylliumkarbonat, dehydrering av berylliumhydroksyd, eller ved antennelse av metallisk beryllium. Berylliumoksyd dannet ved høye temperaturer er inert i karakter, men kan oppløses av forskjellige forbindelser.

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

Be (OH) ₂ → BeO + H ₂ O (Dehydrering)

2 Be + O ₂ → 2 BeO (tenning)

Til slutt kan berylliumoksyd fordampes, og i denne tilstanden vil det være i form av diatomiske molekyler.

Egenskaper

Berylliumoksid forekommer i naturen som bromellitt, et hvitt mineral som finnes i noen komplekse mangan-jernforekomster, men det er oftest i sin syntetiske form: et hvitt amorft fast stoff som oppstår som et pulver. .

Også urenheter fanget under produksjon vil gi oksydprøven varierte farger.

Dets smeltepunkt ligger ved 2507 ° C, dens kokepunkt ved 3900 ° C, og den har en densitet på 3,01 g / cm ³ .

På samme måte er den kjemiske stabiliteten betydelig, og reagerer bare med vanndamp ved temperaturer nær 1000 ºC, og den tåler karbonreduksjonsprosesser og angrep fra smeltede metaller ved høye temperaturer.

Dessuten er den mekaniske styrken anstendig, og den kan forbedres med design og produksjon egnet for kommersiell bruk.

Elektrisk ledningsevne

Berylliumoksid er et ekstremt stabilt keramisk materiale, og har derfor en ganske høy elektrisk motstand som gjør det til et av de beste elektriske isolasjonsmaterialene, sammen med aluminiumoksyd.

På grunn av dette blir dette materialet ofte brukt til spesialisert høyfrekvent elektrisk utstyr.

Termisk ledningsevne

Berylliumoksyd har en stor fordel med tanke på dens termiske ledningsevne: det er kjent som det nest beste varmeledende materiale blant ikke-metaller, nest etter diamant, et betydelig dyrere og sjeldent materiale.

For metaller overfører bare kobber og sølv varmen bedre ved ledning enn berylliumoksyd, noe som gjør det til et meget ønskelig materiale.

På grunn av sine gode varmeledende egenskaper har dette stoffet vært involvert i produksjonen av ildfaste materialer.

Optiske egenskaper

På grunn av dets krystallinske egenskaper, brukes berylliumoksyd til påføring av ultrafiolett gjennomsiktig materiale i visse flatskjermer og fotovoltaiske celler.

Tilsvarende kan krystaller av meget høy kvalitet produseres, slik at disse egenskapene forbedres avhengig av fremstillingsprosessen som brukes.

Helserisiko

Berylliumoksid er en forbindelse som må håndteres med stor forsiktighet, siden det først og fremst har kreftfremkallende egenskaper, som har blitt knyttet til kontinuerlig inhalering av støv eller damper av dette materialet.

De små partiklene i disse oksydfasene fester seg til lungene, og kan føre til dannelse av svulster eller en sykdom kjent som berylliosis.

Berylliose er en sykdom med middels dødelighet som forårsaker ineffektiv pust, hoste, vekttap og feber, og dannelse av granulomer i lungene eller andre berørte organer.

Det er også helsefare ved direkte kontakt av berylliumoksyd med huden, da det er etsende og irriterende, og kan forårsake skade på hudoverflaten og slimhinnen. Luftveier og hender må beskyttes når du arbeider med dette materialet, spesielt i pulverform.

applikasjoner

Bruken av berylliumoksyd er hovedsakelig delt inn i tre: elektroniske, kjernefysiske og andre bruksområder.

Elektroniske applikasjoner

Evnen til å overføre varme på et høyt nivå og dets gode elektriske motstand har gjort berylliumoksyd til stor nytte som kjøleribbe.

Bruken av den er bevist i kretsløp innen datamaskiner med høy kapasitet, så vel som utstyr som håndterer høye strømmer.

Berylliumoksid er gjennomsiktig for røntgenstråler og mikrobølger, så det brukes i vinduer mot denne typen stråling, så vel som antenner, kommunikasjonssystemer og mikrobølgeovner.

Kjernefysiske applikasjoner

Evnen til å moderere nøytroner og opprettholde strukturen under strålebombardement har ført til at berylliumoksid har vært involvert i konstruksjonen av atomreaktorer, og det kan også brukes i høye temperaturgasskjølte reaktorer.

Andre apper

Den lave tettheten av berylliumoksyd har skapt interesse for luftfarts- og militærteknologibransjene, da det kan representere et lavt alternativ i rakettmotorer og skuddsikre vester.

Endelig er det nylig blitt brukt som et ildfast materiale i metallsmelting i metallurgiske industrier.

referanser

1. Pubchem. (SF). Berylliumoksid. Hentet fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Reade. (SF). Beryllia / Beryllium Oxide (BeO). Gjenopprettet fra reade.com
3. Research, C. (sf). Beryllium Oxide - Beryllia. Hentet fra azom.com
4. Services, NJ (sf). Berylliumoksid. Gjenopprettet fra nj.gov
5. Wikipedia. (SF). Berylliumoksid. Hentet fra en.wikipedia.org