Berylliumoxid (BeO) struktur, egenskaper och användningsområden

3212
Simon Doyle
Berylliumoxid (BeO) struktur, egenskaper och användningsområden

De berylliumoxid (BeO) är ett keramiskt material som, förutom sin höga hållfasthet och elektriska resistivitet, har så hög värmeledningskapacitet att det ingår i kärnreaktorer, till och med överträffar metaller i denna sista egenskap..

Förutom dess användbarhet som ett syntetiskt material, kan det också hittas i naturen, även om det är sällsynt. Dess hantering måste utföras med försiktighet, eftersom den har förmågan att allvarligt skada människors hälsa.

Modell av kristallstrukturen av berylliumoxid, av Ben Mills [Public domain], från Wikimedia Commons

I den moderna världen har det observerats hur forskare som är associerade med teknikföretag har forskat för att utveckla avancerade material för ganska specialiserade applikationer, som de som möter halvledarmaterial och de inom flygindustrin..

Resultatet av detta har varit upptäckten av ämnen som, tack vare deras extremt användbara egenskaper och höga hållbarhet, har gett oss möjlighet att gå framåt i tiden och låta oss ta vår teknik till högre nivåer..

Artikelindex

  • 1 Kemisk struktur
  • 2 fastigheter
    • 2.1 Elektrisk ledningsförmåga
    • 2.2 Värmeledningsförmåga
    • 2.3 Optiska egenskaper
    • 2.4 Hälsorisker
  • 3 användningsområden
    • 3.1 Elektroniska applikationer
    • 3.2 Kärnkraftsapplikationer
    • 3.3 Andra applikationer
  • 4 Referenser

Kemisk struktur

En molekyl av berylliumoxid (även kallad "Berilia") Den består av en berylliumatom och en syreatom, båda samordnade i en tetraedral orientering, och den kristalliseras till sexkantiga kristallina strukturer som kallas wurtziter..

Dessa kristaller har tetraedriska centra, som är ockuperade av Betvå+ migtvå-. Vid höga temperaturer blir berylliumoxidstrukturen tetragonal..

Berylliumoxid erhålls med tre metoder: kalcinering av berylliumkarbonat, uttorkning av berylliumhydroxid eller genom antändning av metallisk beryllium. Berylliumoxid bildad vid höga temperaturer är inert till sin karaktär men kan lösas med olika föreningar.

BeCO3 + Värme → BeO + COtvå (Kalcinering)

Be (OH)två → BeO + HtvåO (uttorkning)

2 Var + Otvå → 2 BeO (tändning)

Slutligen kan berylliumoxid förångas, och i detta tillstånd visas den i form av diatomiska molekyler..

Egenskaper

Berylliumoxid förekommer i naturen som bromellit, ett vitt mineral som finns i vissa komplexa mangan-järnavlagringar, men förekommer oftast i sin syntetiska form: ett vitt amorft fast ämne som förekommer som ett pulver..

Föroreningar som fångats under produktionen kommer också att ge oxidprovet olika färger..

Dess smältpunkt ligger vid 2507 ºC, dess kokpunkt vid 3900 ºC och har en densitet på 3,01 g / cm3.

På samma sätt är dess kemiska stabilitet avsevärt hög och reagerar endast med vattenånga vid temperaturer nära 1000 ° C, och den kan motstå processer för kolreduktion och angrepp av smälta metaller vid höga temperaturer..

Dessutom är dess mekaniska hållfasthet anständig, och den kan förbättras med konstruktioner och tillverkning lämplig för kommersiell användning..

Elektrisk ledningsförmåga

Berylliumoxid är ett extremt stabilt keramiskt material och har därför en ganska hög elektrisk resistivitet som gör det till ett av de bästa elektriska isoleringsmaterialen, tillsammans med aluminiumoxid..

På grund av detta används detta material ofta för specialiserad högfrekvent elektrisk utrustning..

Värmeledningsförmåga

Berylliumoxid har en stor fördel när det gäller värmeledningsförmåga: det är känt som det näst bästa värmeledande materialet bland icke-metaller, eftersom det är näst bara diamant, ett betydligt dyrare och sällsynt material..

För metaller överför endast koppar och silver värme bättre genom ledning än berylliumoxid, vilket gör det till ett mycket önskvärt material..

På grund av dess utmärkta värmeledande egenskaper har detta ämne varit inblandat i produktionen av eldfasta material.

Optiska egenskaper

Berylliumoxid används på grund av dess kristallina egenskaper för applicering av transparent material på ultraviolett i vissa platta skärmar och solceller..

På samma sätt kan kristaller av mycket hög kvalitet produceras, så dessa egenskaper förbättras beroende på tillverkningsprocessen som används..

Hälsorisker

Berylliumoxid är en förening som måste hanteras med stor försiktighet, eftersom den främst har cancerframkallande egenskaper som har kopplats till kontinuerlig inandning av damm eller ångor av detta material..

De små partiklarna i dessa oxidfaser fäster vid lungorna och kan leda till bildandet av tumörer eller en sjukdom som kallas beryllios..

Beryllios är en sjukdom med medel dödlighet som orsakar ineffektiv andning, hosta, viktminskning och feber och bildandet av granulom i lungorna eller andra drabbade organ..

Det finns också hälsorisker vid beröring av berylliumoxid i direkt kontakt med huden, eftersom den är frätande och irriterande och kan orsaka skador på hudytan och slemhinnorna. Andningsvägar och händer måste skyddas när du arbetar med detta material, särskilt i pulverform..

Applikationer

Användningen av berylliumoxid är huvudsakligen uppdelad i tre: elektroniska, kärnkrafts- och andra applikationer..

Elektroniska applikationer

Förmågan att överföra värme på hög nivå och dess goda elektriska motstånd har gjort berylliumoxid till stor nytta som kylfläns..

Dess användning har visats i kretsar inom högkapacitetsdatorer, liksom utrustning som hanterar höga strömmar av el..

Berylliumoxid är transparent för röntgenstrålar och mikrovågor, så den används i fönster mot dessa typer av strålning, förutom antenner, kommunikationssystem och mikrovågsugnar.

Kärnkraftsapplikationer

Dess förmåga att moderera neutroner och bibehålla sin struktur under strålningsbombardemang har lett till att berylliumoxid har varit inblandad i konstruktionen av kärnreaktorer och kan också appliceras i högkylda gaskylda reaktorer..

Andra appar

Den låga tätheten av berylliumoxid har genererat intresse för flyg- och militärteknikindustrin, eftersom det kan representera ett lågviktsalternativ i raketmotorer och skottsäkra västar..

Slutligen har det nyligen använts som eldfast material vid smältning av metall inom metallindustrin..

Referenser

  1. PubChem. (s.f.). Berylliumoxid. Hämtad från pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  2. Läs igen. (s.f.). Beryllia / Berylliumoxid (BeO). Återställd från reade.com
  3. Research, C. (s.f.). Berylliumoxid - Beryllia. Hämtad från azom.com
  4. Services, N. J. (s.f.). Berylliumoxid. Återställd från nj.gov
  5. Wikipedia. (s.f.). Berylliumoxid. Hämtad från en.wikipedia.org

Ingen har kommenterat den här artikeln än.