OXID BERYLIA (BEO): STRUKTURA, VLASTNOSTI A POUŽITÍ - CHEMIE - 2025

Oxid berylia (BeO) je z keramického materiálu, ve kromě jejich vysoké pevnosti a měrný elektrický odpor, má hnací schopnost tak vysokou teplotu, že je součástí jaderných reaktorů, předčí i kovy v druhém objektu.

Kromě své užitečnosti jako syntetického materiálu se může vyskytovat také v přírodě, i když je vzácný. Její manipulace musí být prováděna opatrně, protože má schopnost vážně poškodit lidské zdraví.

Model krystalové struktury oxidu berylia, Ben Mills, z Wikimedia Commons

V moderním světě bylo pozorováno, jak vědci přidružení k technologickým společnostem prováděli výzkum s cílem vyvinout pokročilé materiály pro zcela specializované aplikace, jako jsou ty, které splňují polovodičové materiály a materiály v leteckém průmyslu.

Výsledkem je objev látek, které nám díky svým mimořádně užitečným vlastnostem a vysoké trvanlivosti poskytly příležitost postupovat vpřed v čase, což nám umožňuje posunout naši technologii na vyšší úroveň.

Chemická struktura

Molekula oxidu berylia (také nazývaného "berylium") se skládá z atomu berylia a atomu kyslíku, oba koordinované v tetraedrální orientaci, a krystalizuje do hexagonálních krystalových struktur nazývaných wurtzity.

Tyto krystaly mají tetrahedrální centra, která jsou obsazena Be ²⁺ a O ^2-. Při vysokých teplotách se struktura oxidu berylia stává tetragonálního typu.

Získání oxidu berylia je dosaženo třemi způsoby: kalcinací uhličitanu berylium, dehydratací hydroxidu berylia nebo zapálením kovového berylia. Oxid berylnatý vytvářený při vysokých teplotách má inertní charakter, ale může být rozpuštěn různými sloučeninami.

BeCO ₃ + Heat → BeO + CO ₂ (kalcinace)

Be (OH) ₂ → BeO + H ₂ O (dehydratace)

2 Be + O ₂ → 2 BeO (zapalování)

Nakonec může být oxid berylnatý odpařen a v tomto stavu bude ve formě diatomických molekul.

Vlastnosti

Oxid berylnatý se v přírodě vyskytuje jako bromelit, bílý minerál, který se nachází v některých složitých ložiscích manganu a železa, ale nejčastěji se vyskytuje v jeho syntetické formě: bílá amorfní pevná látka, která se vyskytuje jako prášek..

Rovněž nečistoty zachycené během výroby dodají vzorku oxidu různé barvy.

Jeho teplota tání je umístěn na 2507 ° C, její bod varu při 3900 ° C, a má hustotu 3,01 g / cm ³.

Stejně tak je jeho chemická stabilita značně vysoká, reaguje pouze s vodní parou při teplotách blízkých 1 000 ° C a při vysokých teplotách odolává redukčním procesům uhlíku a útokům roztavených kovů.

Jeho mechanická pevnost je také slušná a lze ji vylepšit konstrukcemi a výrobou vhodnými pro komerční použití.

Elektrická vodivost

Oxid berylia je mimořádně stabilní keramický materiál, a proto má poměrně vysokou elektrickou rezistivitu, díky níž je spolu s oxidem hlinitým jedním z nejlepších elektrických izolačních materiálů.

Z tohoto důvodu se tento materiál běžně používá pro specializovaná vysokofrekvenční elektrická zařízení.

Tepelná vodivost

Oxid berylnatý má velkou výhodu, pokud jde o jeho tepelnou vodivost: je známý jako druhý nejlepší tepelně vodivý materiál mezi nekovy, druhý pouze pro diamant, což je mnohem dražší a vzácný materiál.

U kovů pouze měď a stříbro přenášejí teplo vodivostí lépe než oxid berylium, což z něj činí vysoce žádoucí materiál.

Díky svým vynikajícím tepelně vodivým vlastnostem se tato látka podílí na výrobě žáruvzdorných materiálů.

Optické vlastnosti

Oxid berylnatý se díky svým krystalickým vlastnostem používá pro aplikaci ultrafialového průhledného materiálu v určitých plochých sítích a fotovoltaických článcích.

Podobně lze vyrobit krystaly velmi vysoké kvality, takže se tyto vlastnosti v závislosti na použitém výrobním procesu zlepšují.

Zdravotní rizika

Oxid berylnatý je sloučenina, se kterou je třeba zacházet opatrně, protože má především karcinogenní vlastnosti, které souvisejí s nepřetržitým vdechováním prachu nebo par tohoto materiálu.

Malé částice v těchto oxidových fázích ulpívají na plicích a mohou vést k tvorbě nádorů nebo onemocnění známých jako berylióza.

Beryllióza je onemocnění se střední mírou úmrtnosti, které způsobuje neúčinné dýchání, kašel, úbytek hmotnosti a horečku a tvorbu granulomů v plicích nebo jiných postižených orgánech.

Existuje také zdravotní riziko z přímého kontaktu oxidu berylia s pokožkou, protože je leptavý a dráždivý, a může způsobit poškození povrchu kůže a sliznice. Při práci s tímto materiálem, zejména ve formě prášku, musí být chráněny dýchací cesty a ruce.

Aplikace

Použití oxidu berylnatého se dělí hlavně na tři: elektronické, jaderné a jiné aplikace.

Elektronické aplikace

Schopnost přenášet teplo na vysoké úrovni a jeho dobrá elektrická měrná odolnost učinily oxid berylnatý velmi užitečným jako chladič.

Jeho použití bylo prokázáno v obvodech v rámci velkokapacitních počítačů a zařízení, které zpracovává vysoké proudy elektřiny.

Oxid berylia je průhledný pro rentgenové záření a mikrovlny, takže se používá v oknech proti těmto typům záření, stejně jako antény, komunikační systémy a mikrovlnné trouby.

Nukleární aplikace

Jeho schopnost zmírňovat neutrony a udržovat jejich strukturu pod zářením bombardováním vedla k tomu, že se oxid berylnatý podílel na konstrukci jaderných reaktorů a lze jej také použít ve vysokoteplotních plynem chlazených reaktorech.

Další aplikace

Nízká hustota oxidu berylnatého vyvolala zájem o letecký a vojenský technologický průmysl, protože může představovat nízkou hmotnost v raketových motorech a neprůstřelných vestách.

Konečně byl nedávno použit jako žáruvzdorný materiál při tavení kovů v metalurgickém průmyslu.

Reference

1. PubChem. (sf). Oxid berylia. Citováno z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Reade. (sf). Beryllia / oxid berylium (BeO). Obnoveno z webu reade.com
3. Research, C. (sf). Oxid berylia - Beryllia. Citováno z azom.com
4. Services, NJ (sf). Oxid berylia. Obnoveno z nj.gov
5. Wikipedia. (sf). Oxid berylia. Citováno z en.wikipedia.org