Berylliumoxid (BeO) struktur, egenskaber og anvendelser

3708
Robert Johnston
Berylliumoxid (BeO) struktur, egenskaber og anvendelser

Det berylliumoxid (BeO) er et keramisk materiale, der ud over dets høje styrke og elektriske modstand har så høj varmeledningskapacitet, at det udgør en del af atomreaktorer, endog overgår metaller i denne sidste egenskab..

Ud over dets anvendelighed som et syntetisk materiale kan det også findes i naturen, selvom det er sjældent. Dens håndtering skal udføres med forsigtighed, da den har kapacitet til at skade menneskers sundhed alvorligt.

Model af krystalstrukturen af ​​berylliumoxid, Af Ben Mills [Public domain], fra Wikimedia Commons

I den moderne verden er det blevet observeret, hvordan forskere, der er tilknyttet teknologivirksomheder, har udført forskning for at udvikle avancerede materialer til ganske specialiserede applikationer, såsom dem, der opfylder halvledermaterialer og luftfartsindustriens..

Resultatet af dette har været opdagelsen af ​​stoffer, der takket være deres ekstremt nyttige egenskaber og høje holdbarhed har givet os muligheden for at komme videre i tiden, så vi kan tage vores teknologi til højere niveauer..

Artikelindeks

  • 1 Kemisk struktur
  • 2 egenskaber
    • 2.1 Elektrisk ledningsevne
    • 2.2 Varmeledningsevne
    • 2.3 Optiske egenskaber
    • 2.4 Sundhedsrisici
  • 3 anvendelser
    • 3.1 Elektroniske applikationer
    • 3.2 Atomanvendelser
    • 3.3 Andre applikationer
  • 4 Referencer

Kemisk struktur

Et molekyle af berylliumoxid (også kaldet "Berilia") Det består af et berylliumatom og et oxygenatom, begge koordineret i en tetraedral orientering, og det krystalliserer til sekskantede krystallinske strukturer kaldet wurtzites..

Disse krystaller har tetraedriske centre, som er optaget af Beto+ migto-. Ved høje temperaturer bliver berylliumoxidstrukturen tetragonal..

Opnåelse af berylliumoxid opnås ved tre metoder: calcination af berylliumcarbonat, dehydrering af berylliumhydroxid eller ved antændelse af metallisk beryllium. Berylliumoxid dannet ved høje temperaturer er inert i karakter, men kan opløses af forskellige forbindelser.

BeCO3 + Varme → BeO + COto (Calcination)

Vær (OH)to → BeO + HtoO (dehydrering)

2 Vær + Oto → 2 BeO (tænding)

Endelig kan berylliumoxid fordampes, og i denne tilstand vises det i form af diatomiske molekyler..

Ejendomme

Berylliumoxid forekommer i naturen som bromellit, et hvidt mineral, der findes i nogle komplekse mangan-jernaflejringer, men findes oftest i sin syntetiske form: et hvidt amorft fast stof, der forekommer som et pulver..

Også urenheder fanget under produktionen vil give oxidprøven forskellige farver..

Dets smeltepunkt er placeret ved 2507 ºC, dets kogepunkt ved 3900 ºC og har en densitet på 3,01 g / cm3.

På samme måde er dets kemiske stabilitet betydeligt høj og reagerer kun med vanddamp ved temperaturer tæt på 1000 ° C, og den kan modstå kulstofreduktionsprocesser og angreb fra smeltede metaller ved høje temperaturer..

Derudover er dens mekaniske styrke anstændig, og den kan forbedres med design og fremstilling, der er egnet til kommerciel brug..

Elektrisk ledningsevne

Berylliumoxid er et ekstremt stabilt keramisk materiale og har derfor en forholdsvis høj elektrisk resistivitet, der gør det til et af de bedste elektriske isoleringsmaterialer sammen med aluminiumoxid..

På grund af dette bruges dette materiale ofte til specialiseret højfrekvent elektrisk udstyr..

Varmeledningsevne

Berylliumoxid har en stor fordel med hensyn til dets varmeledningsevne: det er kendt som det næstbedste varmeledende materiale blandt ikke-metaller, idet det er andet end diamant, et betydeligt dyrere og sjældent materiale..

For metaller overfører kun kobber og sølv varme bedre ved ledning end berylliumoxid, hvilket gør det til et meget ønskeligt materiale..

På grund af dets fremragende varmeledende egenskaber har dette stof været involveret i produktionen af ​​ildfaste materialer.

Optiske egenskaber

På grund af dets krystallinske egenskaber anvendes berylliumoxid til påføring af gennemsigtigt materiale på ultraviolet i visse fladskærme og solceller..

Ligeledes kan der produceres krystaller af meget høj kvalitet, så disse egenskaber forbedres afhængigt af den anvendte fremstillingsproces..

Sundhedsrisici

Berylliumoxid er en forbindelse, der skal håndteres med stor omhu, da den primært har kræftfremkaldende egenskaber, som har været forbundet med kontinuerlig indånding af støv eller dampe af dette materiale..

De små partikler i disse oxidfaser klæber til lungerne og kan føre til dannelse af tumorer eller en sygdom kendt som berylliose..

Berylliose er en sygdom med medium dødelighed, der forårsager ineffektiv vejrtrækning, hoste, vægttab og feber og dannelse af granulomer i lungerne eller andre berørte organer..

Der er også sundhedsfarer ved direkte berøring af berylliumoxid med huden, da det er ætsende og irriterende og kan forårsage skade på hudoverfladen og slimhinderne. Åndedrætsveje og hænder skal beskyttes, når man arbejder med dette materiale, især i pulverform..

Ansøgninger

Anvendelsen af ​​berylliumoxid er hovedsageligt opdelt i tre: elektroniske, nukleare og andre anvendelser..

Elektroniske applikationer

Evnen til at overføre varme på et højt niveau og dets gode elektriske modstand har gjort berylliumoxid til stor nytte som kølelegeme..

Dets anvendelse er blevet påvist i kredsløb inden for computere med høj kapacitet såvel som udstyr, der håndterer høje strømme af elektricitet..

Berylliumoxid er gennemsigtig for røntgenstråler og mikrobølger, så det bruges i vinduer mod disse typer af stråling ud over antenner, kommunikationssystemer og mikrobølgeovne.

Nukleare applikationer

Dens evne til at moderere neutroner og opretholde dens struktur under strålingsbombardement har ført til, at berylliumoxid er involveret i opførelsen af ​​atomreaktorer og kan også anvendes i højtemperaturkølede reaktorer..

Andre apps

Den lave tæthed af berylliumoxid har skabt interesse i luftfarts- og militærteknologibranchen, da den kan repræsentere en lavvægt i raketmotorer og skudsikre veste..

Endelig er det for nylig blevet anvendt som et ildfast materiale i metalsmeltning i metallurgiske industrier..

Referencer

  1. PubChem. (s.f.). Berylliumoxid. Hentet fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  2. Reade. (s.f.). Beryllia / Berylliumoxid (BeO). Gendannet fra reade.com
  3. Research, C. (s.f.). Berylliumoxid - Beryllia. Hentet fra azom.com
  4. Services, N. J. (s.f.). Berylliumoxid. Gendannet fra nj.gov
  5. Wikipedia. (s.f.). Berylliumoxid. Hentet fra en.wikipedia.org

Endnu ingen kommentarer