Das Berylliumoxid (BeO) ist ein keramisches Material, das zusätzlich zu seiner hohen Festigkeit und seinem spezifischen elektrischen Widerstand eine so hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, dass es Teil von Kernreaktoren ist und in dieser letzten Eigenschaft sogar Metalle übertrifft..
Zusätzlich zu seiner Nützlichkeit als synthetisches Material kann es auch in der Natur gefunden werden, obwohl es selten ist. Der Umgang muss mit Vorsicht erfolgen, da er die menschliche Gesundheit ernsthaft schädigen kann.
In der modernen Welt wurde beobachtet, wie Wissenschaftler von Technologieunternehmen Forschungen durchgeführt haben, um fortschrittliche Materialien für ganz spezielle Anwendungen zu entwickeln, beispielsweise für Halbleitermaterialien und für die Luft- und Raumfahrtindustrie..
Das Ergebnis war die Entdeckung von Substanzen, die uns aufgrund ihrer äußerst nützlichen Eigenschaften und hohen Haltbarkeit die Möglichkeit gegeben haben, rechtzeitig voranzukommen und unsere Technologie auf ein höheres Niveau zu heben..
Artikelverzeichnis
Ein Molekül Berylliumoxid (auch genannt "Berilia") Es besteht aus einem Berylliumatom und einem Sauerstoffatom, die beide in einer tetraedrischen Orientierung koordiniert sind, und kristallisiert zu hexagonalen kristallinen Strukturen, die Wurtzite genannt werden..
Diese Kristalle besitzen tetraedrische Zentren, die von Be besetzt sindzwei+ michzwei-. Bei hohen Temperaturen wird die Berylliumoxidstruktur tetragonal..
Die Gewinnung von Berylliumoxid wird durch drei Methoden erreicht: Kalzinieren von Berylliumcarbonat, Dehydratisieren von Berylliumhydroxid oder durch Zünden von metallischem Beryllium. Bei hohen Temperaturen gebildetes Berylliumoxid hat einen inerten Charakter, kann jedoch durch verschiedene Verbindungen gelöst werden.
BeCO3 + Hitze → BeO + COzwei (Kalzinierung)
Sei (OH)zwei → BeO + H.zweiO (Dehydration)
2 Sei + O.zwei → 2 BeO (Zündung)
Schließlich kann Berylliumoxid verdampft werden und erscheint in diesem Zustand in Form von zweiatomigen Molekülen..
Berylliumoxid kommt in der Natur als Bromellit vor, ein weißes Mineral, das in einigen komplexen Mangan-Eisen-Lagerstätten vorkommt, aber am häufigsten in seiner synthetischen Form vorkommt: ein weißer amorpher Feststoff, der als Pulver vorkommt..
Während der Herstellung eingeschlossene Verunreinigungen verleihen der Oxidprobe verschiedene Farben..
Sein Schmelzpunkt liegt bei 2507 ºC, sein Siedepunkt bei 3900 ºC und er hat eine Dichte von 3,01 g / cm3.
Ebenso ist seine chemische Stabilität beträchtlich hoch und reagiert nur bei Temperaturen nahe 1000 ºC mit Wasserdampf. Es kann Kohlenstoffreduktionsprozessen und Angriffen durch geschmolzene Metalle bei hohen Temperaturen widerstehen..
Darüber hinaus ist seine mechanische Festigkeit anständig und es kann durch Konstruktionen und Herstellung verbessert werden, die für kommerzielle Zwecke geeignet sind..
Berylliumoxid ist ein extrem stabiles Keramikmaterial und hat daher einen ziemlich hohen spezifischen elektrischen Widerstand, was es neben Aluminiumoxid zu einem der besten elektrischen Isoliermaterialien macht..
Aus diesem Grund wird dieses Material üblicherweise für spezielle elektrische Hochfrequenzgeräte verwendet..
Berylliumoxid hat einen großen Vorteil in Bezug auf seine Wärmeleitfähigkeit: Es ist als das zweitbeste wärmeleitende Material unter den Nichtmetallen bekannt und liegt nach Diamant an zweiter Stelle, einem erheblich teureren und selteneren Material..
Bei Metallen übertragen nur Kupfer und Silber Wärme besser durch Wärmeleitung als Berylliumoxid, was es zu einem äußerst wünschenswerten Material macht..
Aufgrund seiner hervorragenden Wärmeleitungseigenschaften war dieser Stoff an der Herstellung feuerfester Materialien beteiligt.
Aufgrund seiner kristallinen Eigenschaften wird Berylliumoxid zum Aufbringen von transparentem Material auf Ultraviolett in bestimmten Flachbildschirmen und Photovoltaikzellen verwendet..
Ebenso können Kristalle von sehr hoher Qualität hergestellt werden, so dass sich diese Eigenschaften je nach verwendetem Herstellungsverfahren verbessern..
Berylliumoxid ist eine Verbindung, die mit großer Sorgfalt behandelt werden muss, da es hauptsächlich krebserzeugende Eigenschaften besitzt, die mit dem kontinuierlichen Einatmen von Stäuben oder Dämpfen dieses Materials verbunden sind..
Die kleinen Partikel in diesen Oxidphasen haften an der Lunge und können zur Bildung von Tumoren oder einer als Berylliose bekannten Krankheit führen..
Berylliose ist eine Krankheit mit einer mittleren Sterblichkeitsrate, die ineffiziente Atmung, Husten, Gewichtsverlust und Fieber sowie die Bildung von Granulomen in der Lunge oder anderen betroffenen Organen verursacht..
Es gibt auch Gesundheitsrisiken durch direkten Kontakt von Berylliumoxid mit der Haut, da es ätzend und reizend ist und Schäden an der Hautoberfläche und den Schleimhäuten verursachen kann. Atemwege und Hände müssen bei der Arbeit mit diesem Material geschützt werden, insbesondere in Pulverform..
Die Verwendungen von Berylliumoxid werden hauptsächlich in drei Bereiche unterteilt: elektronische, nukleare und andere Anwendungen..
Die Fähigkeit, Wärme auf einem hohen Niveau zu übertragen, und sein guter elektrischer Widerstand haben Berylliumoxid als Kühlkörper von großem Nutzen gemacht..
Seine Verwendung wurde in Schaltkreisen in Computern mit hoher Kapazität sowie in Geräten nachgewiesen, die hohe Stromströme verarbeiten..
Berylliumoxid ist für Röntgenstrahlen und Mikrowellen transparent und wird daher in Fenstern gegen diese Art von Strahlung zusätzlich zu Antennen, Kommunikationssystemen und Mikrowellenherden verwendet.
Seine Fähigkeit, Neutronen zu moderieren und seine Struktur unter Strahlenbeschuss aufrechtzuerhalten, hat dazu geführt, dass Berylliumoxid am Bau von Kernreaktoren beteiligt ist, und kann auch in gasgekühlten Hochtemperaturreaktoren eingesetzt werden..
Die geringe Dichte von Berylliumoxid hat Interesse in der Luft- und Raumfahrtindustrie sowie in der Militärtechnik geweckt, da es sich bei Raketentriebwerken und kugelsicheren Westen möglicherweise um eine Option mit geringem Gewicht handelt..
Schließlich wurde es kürzlich als feuerfestes Material beim Metallschmelzen in der metallurgischen Industrie eingesetzt..
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