BERYLLIUMOXID (BEO): STRUKTUR, EGENSKAPER OCH ANVÄNDNINGSOMRÅDEN - KEMI - 2025

Den berylliumoxid (BeO) är ett keramiskt material, i tillägg till deras höga hållfasthet och elektrisk resistivitet, har en drivförmåga av sådan hög värme som gör en del av kärnreaktorer, överträffar även de metaller i den senare egenskapen.

Utöver dess användbarhet som syntetmaterial kan det också finnas i naturen, även om det är sällsynt. Hanteringen måste utföras med försiktighet eftersom den har kapacitet att allvarligt skada människors hälsa.

Modell av kristallstrukturen i berylliumoxid, av Ben Mills, från Wikimedia Commons

I den moderna världen har man observerat hur forskare associerade med teknikföretag har forskat för att utveckla avancerade material för ganska specialiserade tillämpningar, såsom de som uppfyller halvledarmaterial och de inom flygindustrin.

Resultatet av detta har varit upptäckten av ämnen som, tack vare deras extremt användbara egenskaper och deras höga hållbarhet, har gett oss möjligheten att gå framåt i tid, vilket gör att vi kan ta vår teknik till högre nivåer.

Kemisk struktur

En molekyl av berylliumoxid (även kallad "beryllium") består av en berylliumatom och en syreatom, båda koordinerade i en tetraedrisk orientering och kristalliseras till hexagonala kristallstrukturer som kallas wurtzites.

Dessa kristaller har tetraedriska centra, som upptas av Be ²⁺ och O ^2- . Vid höga temperaturer blir strukturen av berylliumoxid av tetragonal typ.

Att erhålla berylliumoxid uppnås med tre metoder: kalcinering av berylliumkarbonat, uttorkning av berylliumhydroxid eller genom antändning av metalliskt beryllium. Berylliumoxid bildad vid höga temperaturer är inert i karaktär men kan upplösas av olika föreningar.

BeCO ₃ + Värme → BeO + CO ₂ (Calcination)

Vara (OH) ₂ → BeO + H ₂ O (Dehydrering)

2 Be + O ₂ → 2 BeO (Tändning)

Slutligen kan berylliumoxid förångas, och i detta tillstånd kommer den att vara i form av diatomiska molekyler.

Egenskaper

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

Orenheter som fångas under produktionen kommer också att ge oxidprovet olika färger.

Dess smältpunkt är belägen vid 2507 ° C, dess kokpunkt vid 3900 ° C, och den har en densitet av 3,01 g / cm ³ .

På samma sätt är dess kemiska stabilitet avsevärt hög och reagerar endast med vattenånga vid temperaturer nära 1000 ºC, och den kan motstå kolreduceringsprocesser och attacker av smälta metaller vid höga temperaturer.

Dessutom är dess mekaniska styrka anständig och den kan förbättras med konstruktioner och tillverkning som är lämplig för kommersiellt bruk.

Elektrisk konduktivitet

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 dess värmeledningsförmåga: det är känt som det näst bästa värmeledande materialet bland icke-metaller, näst efter 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 involverat i produktionen av eldfasta material.

Optiska egenskaper

Berylliumoxid används på grund av dess kristallina egenskaper för applicering av ultraviolett transparent material i vissa plattskärmar och fotovoltaiska celler.

På liknande sätt kan kristaller av mycket hög kvalitet produceras, så att 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 bildning av tumörer eller en sjukdom som kallas beryllios.

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

Det finns också hälsorisker genom direkt kontakt av berylliumoxid med huden, eftersom det är frätande och irriterande och kan orsaka skada på hudytan och slemhinnan. Andningsorganen och händerna måste skyddas när du arbetar med detta material, särskilt i pulverform.

tillämpningar

Användningarna av berylliumoxid är huvudsakligen indelade i tre: elektroniska, kärnkrafts- och andra applikationer.

Elektroniska applikationer

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

Användningen har visat sig i kretsar inom datorer med hög kapacitet, liksom utrustning som hanterar höga strömmar av elektricitet.

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

Kärnkraftsapplikationer

Dess förmåga att moderera neutroner och upprätthålla sin struktur under strålningsbombardement har lett till att berylliumoxid är involverad i konstruktionen av kärnreaktorer, och den kan också appliceras i gaskylda reaktorer med hög temperatur.

Andra appar

Berylliumoxidens låga täthet har genererat intresse för flyg- och militärteknikindustrin, eftersom det kan representera ett alternativ med låg vikt i raketmotorer och skottsäkra västar.

Slutligen har det nyligen använts som eldfast material i metallsmältning i metallurgiska industrier.

referenser

1. PubChem. (Sf). Berylliumoxid. Hämtad från pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Reade. (Sf). Beryllia / Beryllium Oxide (BeO). Återställdes från reade.com
3. Research, C. (sf). Berylliumoxid - Beryllia. Hämtad från azom.com
4. Services, NJ (sf). Berylliumoxid. Återställdes från nj.gov
5. Wikipedia. (Sf). Berylliumoxid. Hämtad från en.wikipedia.org