Berylliumoxid (BeO) struktur, egenskaber og anvendelser



den berylliumoxid (BeO) er et keramisk materiale, der ud over dets højstyrke og elektriske resistivitet har en høj varmeledningskapacitet, der gør den til en del af atomreaktorer, og overgår endog metallerne i denne sidste egenskab..

Ud over dets anvendelighed som et syntetisk materiale kan det også findes i naturen, selv om det er sjældent. Dens ledelse skal udføres med omhu, da den har kapacitet til alvorligt at skade helbredet hos mennesker.

I den moderne verden er det blevet observeret, hvordan forskere i forbindelse med teknologivirksomheder har udført forskning for at udvikle avancerede materialer til ganske specialiserede applikationer, såsom dem, der overholder halvledermaterialer og luftfartsindustrien..

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

indeks

  • 1 Kemisk struktur
  • 2 Egenskaber
    • 2.1 Elektrisk ledningsevne
    • 2.2 Termisk ledningsevne
    • 2.3 Optiske egenskaber
    • 2.4 Sundhedsrisici
  • 3 anvendelser
    • 3.1 Elektroniske applikationer
    • 3.2 Nukleare applikationer
    • 3.3 Andre applikationer
  • 4 referencer

Kemisk struktur

Et molekyl af berylliumoxid (også kaldet "Berylliumoxid") Den består af et berylliumatom og et oxygenatom, der begge koordineres i tetrahedral orientering og krystalliseres i hexagonale krystallinske strukturer kaldet wurtzites.

Disse krystaller har tetrahedrale centre, som besættes af Be2+ og o2-. Ved høje temperaturer bliver strukturen af ​​berylliumoxid tetragonal.

Erhvervelse af berylliumoxid opnås ved tre metoder: calcination af berylliumcarbonat, dehydrering af berylliumhydroxid eller antændelsen af ​​berylliummetal. Berylliumoxidet dannet ved høje temperaturer er inert, men kan opløses af flere forbindelser.

BECO3 + Varme → BeO + CO2 (Kalcinering)

Vær (OH)2 → BeO + H2O (dehydrering)

2 Vær + O2 → 2 BeO (tænding)

Endelig kan berylliumoxidet fordampes, og i denne tilstand vil det blive præsenteret i form af diatomiske molekyler.

egenskaber

Berylliumoxid forekommer naturligt som bromellit, et hvidt mineral, der findes i nogle komplekse aflejringer af manganjern, men findes mere almindeligt i sin syntetiske form: et hvidt, amorft fast stof, der fremstilles i form af et pulver.

Også urenheder, der er blevet fanget under produktionen, vil give en række farver til oxidprøven.

Smeltepunktet er 2507 ° C, dets kogepunkt er 3900 ° C, og det har en densitet på 3,01 g / cm2.3.

På samme måde er dens kemiske stabilitet betydeligt høj, kun reagerer med vanddamp ved temperaturer tæt på 1000 ºC og kan modstå kulstofreduktionsprocesser og angreb af smeltede metaller ved høje temperaturer.

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

Elektrisk ledningsevne

Berylliumoxid er et meget stabilt keramisk materiale og har derfor en ret høj elektrisk resistivitet, der gør den til et af de bedste elektrisk isolerende materialer sammen med alumina.

På grund af dette er dette materiale almindeligt anvendt til specialiseret højfrekvent elektrisk udstyr.

Termisk ledningsevne

Berylliumoxid har en stor fordel med hensyn til dens termiske ledningsevne: det er kendt som det næstbedste varmeledende materiale blandt ikke-metaller, der kun overskredes af diamant, et materiale betydeligt dyrere og sjældnere.

Med hensyn til metaller forbinder kun kobber og sølv overførsel 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 produktion af ildfaste materialer.

Optiske egenskaber

På grund af dets krystallinske egenskaber anvendes berylliumoxid til anvendelse af transparent materiale til ultraviolet i visse flade skærme og fotovoltaiske celler.

Ligeledes kan krystaller af meget høj kvalitet fremstilles, så disse egenskaber forbedres i overensstemmelse med den anvendte fremstillingsproces.

Sundhedsrisici

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

De små partikler i disse faser af oxidet klæber til lungerne og kan generere dannelsen af ​​tumorer eller en sygdom kendt som berylliosis..

Berylliosis er en sygdom med en median dødelighed, der forårsager ineffektiv vejrtrækning, hoste, vægttab og feber og dannelsen af ​​granulomer i lungerne eller andre berørte organer.

Der er også sundhedsfarer ved direkte kontakt med berylliumoxid med huden, da det er ætsende og irriterende og kan forårsage skade på hudoverfladen og slimhinderne. Åndedrætsorganer og hænder bør beskyttes, når de arbejder med dette materiale, især i pulverform.

applikationer

Anvendelserne af berylliumoxid er hovedsageligt opdelt i tre: elektroniske, nukleare og andre applikationer.

Elektroniske applikationer

Evnen til at overføre varme til et højt niveau og dets gode elektriske resistivitet har gjort, at berylliumoxid erhverver et stort værktøj som en kølelegemet.

Dens anvendelse er blevet bevist i kredsløb indenfor højkapacitetscomputere, ud over udstyr der håndterer høje strømstrømme.

Berylliumoxid er transparent til røntgenstråler og mikrobølger, så det bruges i vinduer mod disse typer af stråling, såvel som antenner, kommunikationssystemer og mikrobølgeovne.

Nukleare applikationer

Dens evne til at moderere neutroner og opretholde sin struktur under bombardement af stråling har gjort, at berylliumoxidet er involveret i opførelsen af ​​nukleare reaktorer og kan også anvendes i reaktorer med høj temperatur afkølet af gasser.

Andre applikationer

Berylliumoxidets lave massefylde har skabt interesse for luftfarts- og militærteknologibrancherne, da den kan udgøre en lav vægtmulighed i raketmotorer og skudtætte veste.

Endelig er det for nylig blevet anvendt som ildfast materiale i fusion af metaller i metallurgiske industrier.

referencer

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