Berylliumoksidin (BeO) rakenne, ominaisuudet ja käyttötarkoitukset

berylliumoksidi (BeO) on keraaminen materiaali, jonka korkean lujuuden ja sähköisen resistiivisyyden lisäksi sillä on suuri lämmönjohtokyky, joka tekee siitä osan ydinreaktoreista ylittäessään jopa tämän viimeisen ominaisuuden metallit..

Sen käyttökelpoisuuden lisäksi synteettisenä materiaalina se löytyy myös luonnosta, vaikka se on harvinaista. Sen hallinta on toteutettava huolellisesti, koska sillä on kyky vahingoittaa vakavasti ihmisten terveyttä.

Nykymaailmassa on havaittu, että teknologiayrityksiin liittyvät tutkijat ovat tehneet tutkimusta kehittyneiden materiaalien kehittämiseksi varsin erikoistuneille sovelluksille, kuten puolijohdemateriaalien ja ilmailu- ja avaruusteollisuuden sovelluksille..

Tämän seurauksena on löydetty aineita, jotka ovat erittäin hyödyllisten ominaisuuksiensa ja kestävyytensä ansiosta antaneet meille mahdollisuuden edetä ajoissa, jolloin voimme ottaa teknologiamme korkeammalle tasolle..

indeksi

• 1 Kemiallinen rakenne
• 2 Ominaisuudet
  • 2.1 Sähköjohtavuus
  • 2.2 Lämmönjohtavuus
  • 2.3 Optiset ominaisuudet
  • 2.4 Terveysriskit
• 3 Käyttö
  • 3.1 Elektroniset sovellukset
  • 3.2 Ydinalan sovellukset
  • 3.3 Muut sovellukset
• 4 Viitteet

Kemiallinen rakenne

Molekyyli berylliumoksidia (kutsutaan myös "Berylliumoksidi") Se koostuu berylliumiatomista ja happiatomista, jotka molemmat on koordinoitu tetraedriseen suuntaan, ja se kiteytyy heksagonaalisiin kiteisiin rakenteisiin, joita kutsutaan wurtziteiksi..

Näissä kiteissä on tetraedrisiä keskuksia, jotka ovat Be²⁺ ja O^2-. Korkeissa lämpötiloissa beryliumoksidin rakenne muuttuu nelikulmaiseksi.

Beryliumoksidin saaminen saavutetaan kolmella menetelmällä: berylliumkarbonaatin kalsinoinnilla, berliumhydroksidin dehydratoinnilla tai berylliummetallin syttymisellä. Korkeissa lämpötiloissa muodostunut berliumoksidi on inertti, mutta se voidaan liuottaa useilla yhdisteillä.

BECO₃ + Lämpö → BeO + CO₂ (Kalsinointi)

Be (OH)₂ → BeO + H₂O (kuivaus)

2 Be + O₂ → 2 BeO (sytytys)

Lopuksi, berylliumoksidi voidaan höyrystää, ja tässä tilassa se esitetään diatomiomolekyylien muodossa..

ominaisuudet

Berylliumoksidi esiintyy luonteeltaan bromelinaattina, valkoisena mineraalina, joka löytyy joistakin mangaaniraudan mutaateista, mutta joka esiintyy yleisemmin synteettisessä muodossaan: valkoinen amorfinen kiinteä aine, joka on valmistettu jauheen muodossa.

Myös epäpuhtaudet, jotka on jäänyt kiinni tuotannon aikana, antavat oksidinäytteelle erilaisia ​​värejä.

Sen sulamispiste on 2507 ° C, sen kiehumispiste on 3900 ° C ja sen tiheys on 3,01 g / cm³.

Samalla tavalla sen kemiallinen stabiilisuus on huomattavasti korkea, reagoi vain vesihöyryn kanssa lämpötiloissa, jotka ovat lähellä 1000 ºC: ta, ja ne voivat vastustaa hiilen vähentämisprosesseja ja sula metallien hyökkäyksiä korkeissa lämpötiloissa.

Lisäksi sen mekaaninen lujuus on kunnollinen, ja sitä voidaan parantaa suunnittelulla ja valmistuksella, joka soveltuu kaupalliseen käyttöön.

Sähköjohtavuus

Berylliumoksidi on erittäin stabiili keraaminen materiaali, ja siksi sillä on melko suuri sähköinen vastus, joka tekee siitä yhden parhaista sähköeristysmateriaaleista yhdessä alumiinioksidin kanssa..

Tämän vuoksi tätä materiaalia käytetään yleisesti erikoistuneisiin korkean taajuuden sähkölaitteisiin.

Lämmönjohtavuus

Berylliumoksidilla on suuri etu lämmönjohtavuuden kannalta: se tunnetaan toiseksi parhaaksi lämmönjohtavaksi materiaaliksi ei-metallien joukossa, jota ylittää vain timantti, materiaali on huomattavasti kalliimpi ja harvinaisempi.

Metallien osalta vain kupari ja hopea siirtävät lämpöä paremmin johtamalla kuin berylliumoksidi, mikä tekee siitä erittäin toivottavan materiaalin.

Erinomaisen lämmönjohtavuuden ansiosta tämä aine on ollut mukana tulenkestävien materiaalien valmistuksessa.

Optiset ominaisuudet

Kiteisten ominaisuuksiensa vuoksi beryliumoksidia käytetään läpinäkyvän materiaalin levittämiseen ultraviolettisäteilylle tietyissä litteissä näytöissä ja aurinkokennoissa.

Samoin voidaan tuottaa erittäin korkealaatuisia kiteitä, joten nämä ominaisuudet paranevat käytetyn valmistusprosessin mukaan.

Terveysriskit

Berylliumoksidi on yhdiste, jota on käsiteltävä erittäin huolellisesti, koska sillä on ensin karsinogeenisia ominaisuuksia, jotka on liitetty tämän aineen jauheiden tai höyryjen jatkuvaan hengittämiseen..

Pienet hiukkaset näissä oksidin faaseissa tarttuvat keuhkoihin ja voivat muodostaa kasvainten muodostumisen tai sairauden, joka tunnetaan beryllioosina..

Berylliosis on sairaus, jonka kuolleisuus on mediaani, joka aiheuttaa tehotonta hengitystä, yskää, laihtumista ja kuumetta sekä granuloomien muodostumista keuhkoihin tai muihin vaikuttaviin elimiin.

Beryliumoksidin suoralla kosketuksella ihon kanssa on myös terveysvaaroja, koska se on syövyttävää ja ärsyttävää, ja se voi vahingoittaa ihon pintaa ja limakalvoja. Hengityselimiä ja käsiä tulee suojata työskennellessäsi tämän materiaalin kanssa, erityisesti jauheena.

sovellukset

Berylliumoksidin käyttötarkoitukset jakautuvat pääasiassa kolmeen: elektroniset, ydinvoima- ja muut sovellukset.

Elektroniset sovellukset

Kyky siirtää lämpöä korkealle tasolle ja sen hyvä sähköinen vastus on tehnyt berylliumoksidista suuren käyttökelpoisuuden jäähdytyselementtinä.

Sen käyttö on osoittautunut suuritehoisten tietokoneiden piirissä oleviin piireihin, jotka ovat suuria sähkövirtoja käsittelevien laitteiden lisäksi.

Berylliumoksidi on läpinäkyvä röntgensäteille ja mikroaaltouunille, joten sitä käytetään ikkunoissa tällaisia ​​säteilyä vastaan ​​sekä antenneja, tietoliikennejärjestelmiä ja mikroaaltouuneja.

Ydinalan sovellukset

Sen kyky kohtuulliseen neutroniin ja sen rakenteen säilyttäminen säteilyn pommituksessa on tehnyt berylliumoksidin osallistumisesta ydinreaktoreiden rakentamiseen, ja sitä voidaan käyttää myös kaasuissa jäähdytetyissä korkean lämpötilan reaktoreissa..

Muut sovellukset

Beryliumoksidin alhainen tiheys on herättänyt kiinnostusta ilmailu- ja sotateknologiateollisuuteen, koska se voi olla vähäpainoinen vaihtoehto rakettimoottoreissa ja luodinkestävissä liiviissä.

Lopuksi sitä on äskettäin käytetty tulenkestävänä materiaalina metallien sulauttamisessa metalliteollisuudessa.

viittaukset

1. Pubchem. (N.D.). Berylliumoksidi. Haettu osoitteesta pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Reade. (N.D.). Beryllia / berylliumoksidi (BeO). Palautettu osoitteesta reade.com
3. Research, C. (s.f.). Berylliumoksidi - Beryllia. Haettu osoitteesta azom.com
4. Services, N. J. (s.f.). Berylliumoksidi. Haettu osoitteesta nj.gov
5. Wikipedia. (N.D.). Berylliumoksidi. Haettu osoitteesta en.wikipedia.org