BERYLLIUMOXIDE (BEO): STRUCTUUR, EIGENSCHAPPEN EN TOEPASSINGEN - CHEMIE - 2026

Het berylliumoxide (BeO) is een keramisch materiaal, naast zijn hoge sterkte en elektrische weerstand, heeft het een drijfvermogen van zo'n hoge hitte dat het deel uitmaakt van kernreactoren en zelfs de metalen in de laatste eigenschap overtreft.

Naast zijn bruikbaarheid als synthetisch materiaal, kan het ook in de natuur worden aangetroffen, hoewel het zeldzaam is. De behandeling ervan moet met zorg worden uitgevoerd, aangezien het de menselijke gezondheid ernstig kan schaden.

Model van de kristalstructuur van berylliumoxide, door Ben Mills, van Wikimedia Commons

In de moderne wereld is waargenomen hoe wetenschappers die verbonden zijn met technologiebedrijven onderzoek hebben gedaan om geavanceerde materialen te ontwikkelen voor vrij gespecialiseerde toepassingen, zoals materialen die voldoen aan halfgeleidermaterialen en die van de lucht- en ruimtevaartindustrie.

Het resultaat hiervan is de ontdekking van stoffen die ons, dankzij hun buitengewoon nuttige eigenschappen en hoge duurzaamheid, de mogelijkheid hebben gegeven om vooruit te gaan in de tijd, waardoor we onze technologie naar een hoger niveau kunnen tillen.

Chemische structuur

Een molecuul berylliumoxide (ook wel "beryllium" genoemd) bestaat uit een berylliumatoom en een zuurstofatoom, beide gecoördineerd in een tetraëdrische oriëntatie, en kristalliseert in hexagonale kristalstructuren die wurtzieten worden genoemd.

Deze kristallen hebben tetraëdrische centra, die worden ingenomen door Be ²⁺ en O ² . Bij hoge temperaturen wordt de structuur van berylliumoxide van het tetragonale type.

Het verkrijgen van berylliumoxide wordt bereikt door drie methoden: calcinering van berylliumcarbonaat, dehydratie van berylliumhydroxide of door ontbranding van metallisch beryllium. Berylliumoxide gevormd bij hoge temperaturen is inert van karakter, maar kan worden opgelost door verschillende verbindingen.

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

Be (OH) ₂ → BeO + H ₂ O (uitdroging)

2 Be + O ₂ → 2 BeO (ontsteking)

Ten slotte kan berylliumoxide worden verdampt, en in deze toestand zal het de vorm hebben van twee atomen moleculen.

Eigendommen

Berylliumoxide komt in de natuur voor als bromelliet, een wit mineraal dat wordt aangetroffen in sommige complexe mangaan-ijzerafzettingen, maar het wordt meestal aangetroffen in zijn synthetische vorm: een witte amorfe vaste stof die voorkomt als een poeder. .

Ook zullen tijdens de productie opgesloten onzuiverheden het oxidemonster verschillende kleuren geven.

Het smeltpunt ligt bij 2507 ° C, het kookpunt bij 3900 ° C, en heeft een dichtheid van 3,01 g / cm ³ .

Op dezelfde manier is de chemische stabiliteit aanzienlijk hoog, reageert het alleen met waterdamp bij temperaturen dichtbij 1000 ºC, en is het bestand tegen koolstofreductieprocessen en aanvallen door gesmolten metalen bij hoge temperaturen.

De mechanische sterkte is ook behoorlijk en kan worden verbeterd met ontwerpen en fabricage die geschikt zijn voor commercieel gebruik.

Elektrische geleidbaarheid

Berylliumoxide is een extreem stabiel keramisch materiaal en heeft daarom een ​​vrij hoge elektrische soortelijke weerstand, waardoor het een van de beste elektrische isolatiematerialen is, samen met aluminiumoxide.

Daarom wordt dit materiaal veel gebruikt voor gespecialiseerde hoogfrequente elektrische apparatuur.

Warmtegeleiding

Berylliumoxide heeft een groot voordeel in termen van zijn thermische geleidbaarheid: het staat bekend als het op een na beste warmtegeleidende materiaal onder de niet-metalen, omdat het de tweede is na diamant, een aanzienlijk duurder en zeldzamer materiaal.

Wat metalen betreft, alleen koper en zilver dragen warmte beter over door geleiding dan berylliumoxide, waardoor het een zeer wenselijk materiaal is.

Vanwege zijn uitstekende warmtegeleidende eigenschappen is deze stof betrokken bij de productie van vuurvaste materialen.

Optische eigenschappen

Vanwege zijn kristallijne eigenschappen wordt berylliumoxide gebruikt voor de toepassing van ultraviolet transparant materiaal in bepaalde flatscreens en fotovoltaïsche cellen.

Evenzo kunnen kristallen van zeer hoge kwaliteit worden geproduceerd, dus deze eigenschappen verbeteren afhankelijk van het gebruikte fabricageproces.

Gezondheids risico's

Berylliumoxide is een verbinding die met de grootste zorg moet worden gehanteerd, aangezien het voornamelijk kankerverwekkende eigenschappen heeft die verband houden met de continue inademing van stof of dampen van dit materiaal.

De kleine deeltjes in deze oxidefasen hechten zich aan de longen en kunnen leiden tot de vorming van tumoren of een ziekte die bekend staat als berylliose.

Berylliose is een ziekte met een gemiddeld sterftecijfer die inefficiënte ademhaling, hoesten, gewichtsverlies en koorts en de vorming van granulomen in de longen of andere aangetaste organen veroorzaakt.

Er zijn ook gevaren voor de gezondheid door direct contact van berylliumoxide met de huid, aangezien het bijtend en irriterend is en schade aan het huidoppervlak en slijmvlies kan veroorzaken. Luchtwegen en handen moeten worden beschermd bij het werken met dit materiaal, vooral in poedervorm.

Toepassingen

De toepassingen van berylliumoxide zijn hoofdzakelijk onderverdeeld in drie: elektronische, nucleaire en andere toepassingen.

Elektronische toepassingen

Het vermogen om warmte op een hoog niveau over te dragen en de goede elektrische soortelijke weerstand hebben berylliumoxide van groot nut gemaakt als koellichaam.

Het gebruik ervan is aangetoond in circuits in computers met hoge capaciteit, evenals in apparatuur die hoge stromen van elektriciteit kan verwerken.

Berylliumoxide is transparant voor röntgenstralen en microgolven, dus het wordt gebruikt in ramen tegen dit soort straling, evenals antennes, communicatiesystemen en magnetrons.

Nucleaire toepassingen

Het vermogen om neutronen te matigen en hun structuur te behouden onder stralingsbombardementen heeft ertoe geleid dat berylliumoxide is betrokken bij de constructie van kernreactoren, en kan ook worden toegepast in gasgekoelde reactoren op hoge temperatuur.

Andere apps

De lage dichtheid van berylliumoxide heeft de belangstelling gewekt in de lucht- en ruimtevaartindustrie en de militaire technologie-industrie, aangezien het een laag gewicht kan zijn in raketmotoren en kogelvrije vesten.

Ten slotte is het onlangs toegepast als vuurvast materiaal bij het smelten van metaal in de metallurgische industrie.

Referenties

1. PubChem. (sf). Berylliumoxide. Opgehaald van pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Reade. (sf). Beryllia / Beryllium Oxide (BeO). Opgehaald van reade.com
3. Onderzoek, C. (sf). Berylliumoxide - Beryllia. Opgehaald van azom.com
4. Services, NJ (sf). Berylliumoxide. Opgehaald van nj.gov
5. Wikipedia. (sf). Berylliumoxide. Opgehaald van en.wikipedia.org