Structura, proprietățile și utilizările oxidului de beriliu (BeO)

4711
Philip Kelley
Structura, proprietățile și utilizările oxidului de beriliu (BeO)

oxid de beriliu (BeO) este un material ceramic care, pe lângă rezistența sa ridicată și rezistivitatea electrică, are o capacitate de conducere a căldurii atât de mare încât face parte din reactoarele nucleare, chiar depășind metalele din această ultimă proprietate..

Pe lângă utilitatea sa ca material sintetic, poate fi găsit și în natură, deși este rar. Manipularea acestuia trebuie efectuată cu grijă, deoarece are capacitatea de a afecta grav sănătatea umană.

Modelul structurii cristaline a oxidului de beriliu, de Ben Mills [Domeniu public], din Wikimedia Commons

În lumea modernă, s-a observat cum oamenii de știință asociați cu companiile de tehnologie au efectuat cercetări pentru a dezvolta materiale avansate pentru aplicații destul de specializate, cum ar fi cele care îndeplinesc materialele semiconductoare și cele din industria aerospațială..

Rezultatul a fost descoperirea unor substanțe care, datorită proprietăților lor extrem de utile și durabilității ridicate, ne-au oferit posibilitatea de a avansa în timp, permițându-ne să ne ducem tehnologia la niveluri superioare..

Indice articol

  • 1 Structura chimică
  • 2 Proprietăți
    • 2.1 Conductivitatea electrică
    • 2.2 Conductivitatea termică
    • 2.3 Proprietăți optice
    • 2.4 Riscuri pentru sănătate
  • 3 utilizări
    • 3.1 Aplicații electronice
    • 3.2 Aplicații nucleare
    • 3.3 Alte aplicații
  • 4 Referințe

Structura chimică

O moleculă de oxid de beriliu (numită și „Berilia”) Este alcătuit dintr-un atom de beriliu și un atom de oxigen, ambii coordonați într-o orientare tetraedrică și cristalizează în structuri cristaline hexagonale numite wurtzite..

Aceste cristale posedă centre tetraedrice, care sunt ocupate de BeDouă+ pe mineDouă-. La temperaturi ridicate, structura oxidului de beriliu devine tetragonală..

Obținerea oxidului de beriliu se realizează prin trei metode: calcinarea carbonatului de beriliu, deshidratarea hidroxidului de beriliu sau prin aprinderea berilului metalic. Oxidul de beriliu format la temperaturi ridicate are un caracter inert, dar poate fi dizolvat de diverși compuși.

BeCO3 + Încălzire → BeO + CODouă (Calcinare)

Fii (OH)Două → BeO + HDouăO (deshidratare)

2 Fii + ODouă → 2 BeO (aprindere)

În cele din urmă, oxidul de beriliu poate fi vaporizat, iar în această stare va apărea sub formă de molecule diatomice..

Proprietăți

Oxidul de beriliu apare în natură sub formă de bromelit, un mineral alb găsit în unele depozite complexe de mangan-fier, dar cel mai frecvent se găsește în forma sa sintetică: un solid amorf alb care apare sub formă de pulbere..

De asemenea, impuritățile prinse în timpul producției vor da probei de oxid culori variate..

Punctul său de topire este situat la 2507 ºC, punctul de fierbere la 3900 ºC și are o densitate de 3,01 g / cm3.

În același mod, stabilitatea sa chimică este considerabil ridicată, reacționând doar cu vapori de apă la temperaturi de aproape 1000 ° C și poate rezista proceselor de reducere a carbonului și atacurilor metalelor topite la temperaturi ridicate..

În plus, rezistența sa mecanică este decentă și poate fi îmbunătățită cu modele și fabricare adecvate pentru utilizări comerciale..

Conductivitatea electrică

Oxidul de beriliu este un material ceramic extrem de stabil și, prin urmare, are o rezistivitate electrică destul de ridicată, care îl face unul dintre cele mai bune materiale izolatoare electrice, împreună cu alumina..

Din această cauză, acest material este utilizat în mod obișnuit pentru echipamente electrice specializate de înaltă frecvență..

Conductivitate termică

Oxidul de beriliu are un mare avantaj în ceea ce privește conductivitatea sa termică: este cunoscut ca al doilea cel mai bun material conductor de căldură dintre nemetale, fiind al doilea doar după diamant, un material considerabil mai scump și mai rar..

Pentru metale, numai cuprul și argintul transferă căldura mai bine prin conducție decât oxidul de beriliu, făcându-l un material extrem de dorit..

Datorită proprietăților excelente de conducere a căldurii, această substanță a fost implicată în producția de materiale refractare.

Proprietati optice

Datorită proprietăților sale cristaline, oxidul de beriliu este utilizat pentru aplicarea materialului transparent la ultraviolete în anumite ecrane plate și celule fotovoltaice..

De asemenea, pot fi produse cristale de foarte bună calitate, astfel încât aceste proprietăți se îmbunătățesc în funcție de procesul de fabricație utilizat..

Riscuri de sanatate

Oxidul de beriliu este un compus care trebuie manipulat cu mare atenție, deoarece are în primul rând proprietăți cancerigene, care au fost legate de inhalarea continuă a prafurilor sau vaporilor acestui material..

Particulele mici din aceste faze de oxid aderă la plămâni și pot duce la formarea tumorilor sau a unei boli cunoscute sub numele de berilioză..

Berilioza este o boală cu o rată medie a mortalității care determină respirație ineficientă, tuse, scădere în greutate și febră și formarea granuloamelor în plămâni sau în alte organe afectate..

Există, de asemenea, pericole pentru sănătate prin contactul direct al oxidului de beriliu cu pielea, deoarece este coroziv și iritant și poate provoca deteriorarea suprafeței pielii și a membranelor mucoase. Tractul respirator și mâinile trebuie protejate atunci când lucrați cu acest material, în special sub formă de pulbere..

Aplicații

Utilizările oxidului de beriliu sunt împărțite în principal în trei: aplicații electronice, nucleare și alte aplicații..

Aplicații electronice

Capacitatea de a transfera căldura la un nivel ridicat și rezistivitatea sa electrică bună au făcut ca oxidul de beriliu să fie de mare utilitate ca radiator..

Utilizarea sa a fost evidențiată în circuite din computerele de mare capacitate, precum și în echipamente care gestionează curenți mari de electricitate..

Oxidul de beriliu este transparent pentru razele X și microunde, deci este utilizat în ferestre împotriva acestor tipuri de radiații, pe lângă antene, sisteme de comunicații și cuptoare cu microunde.

Aplicații nucleare

Capacitatea sa de a modera neutronii și de a-și menține structura sub bombardament radiațional a dus la oxidul de beriliu implicat în construcția reactoarelor nucleare și poate fi aplicat și în reactoare răcite cu gaz la temperaturi ridicate..

Alte aplicatii

Densitatea redusă a oxidului de beriliu a generat interes în industria aerospațială și tehnologiei militare, deoarece poate reprezenta o opțiune cu greutate redusă în motoarele de rachetă și veste antiglonț..

În cele din urmă, a fost aplicat recent ca material refractar în topirea metalelor în industriile metalurgice..

Referințe

  1. PubChem. (s.f.). Oxid de beriliu. Adus de la pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  2. Reade. (s.f.). Beriliu / oxid de beriliu (BeO). Recuperat de la reade.com
  3. Cercetare, C. (s.f.). Oxid de beriliu - Beriliu. Adus de pe azom.com
  4. Servicii, N. J. (s.f.). Oxid de beriliu. Recuperat de la nj.gov
  5. Wikipedia. (s.f.). Oxid de beriliu. Adus de pe en.wikipedia.org

Nimeni nu a comentat acest articol încă.