- estructura química
- propietats
- conductivitat elèctrica
- conductivitat tèrmica
- propietats òptiques
- Riscos de salut
- usos
- aplicacions electròniques
- aplicacions nuclears
- altres aplicacions
- referències
El òxid de beril·li (BeO) és un material ceràmic que, a més de la seva alta força i resistivitat elèctrica, presenta una capacitat de conducció de calor tan alta que fa que formi part de reactors nuclears, superant fins i tot als metalls en aquesta última propietat.
A més de la seva utilitat com a material sintètic, també pot ser trobat en la naturalesa, encara que és poc comú. El seu maneig s'ha de fer amb cura, ja que té capacitat de danyar seriosament la salut en els éssers humans.
Model de l'estructura cristal·lina de l'òxid de beril·li, By Ben Mills, from Wikimedia Commons
En el món modern, s'ha observat com els científics associats amb empreses tecnològiques han dut a terme investigacions per desenvolupar materials avançats per a aplicacions bastant especialitzades, com ara aquelles que compleixen els materials semiconductors i els de la indústria aeroespacial.
El resultat d'això ha estat el descobriment de substàncies que, gràcies a les seves propietats extremadament útils i la seva alta durabilitat, ens han brindat l'oportunitat d'avançar en els temps, permetent-nos portar la nostra tecnologia a majors nivells.
estructura química
Una molècula d'òxid de beril·li (també anomenat «berilia») està conformada per un àtom de beril·li i un d'oxigen, tots dos coordinats en orientació tetraèdrica, i es cristal·litza en estructures cristal·lines hexagonals trucades wurtzitas.
Aquests cristalls tenen centres tetraèdrics, els quals estan ocupats per Be 2+ i O 2-. A altes temperatures, l'estructura de l'òxid de beril·li passa a ser de l'tipus tetragonal.
L'obtenció de l'òxid de beril·li s'aconsegueix per tres mètodes: la calcinació de el carbonat de beril·li, la deshidratació de l'hidròxid de beril·li, o per la ignició de beril·li metàl·lic. L'òxid de beril·li format a altes temperatures és de caràcter inert, però pot ser dissolt per diversos compostos.
Beco 3 + Calor → BeO + CO 2 (Calcinació)
Be (OH) 2 → BeO + H 2 O (Deshidratació)
2 Be + O 2 → 2 BeO (Ignició)
Finalment, l'òxid de beril·li pot ser vaporitzat, i en aquest estat es presentarà en forma de molècules diatòmiques.
propietats
L'òxid de beril·li es presenta a la natura com bromellita, un mineral blanc que es troba en alguns dipòsits complexos de manganès-ferro, però és més comunament trobat en la seva forma sintètica: un sòlid amorf de color blanc que es produeix en forma de pols.
Així mateix, les impureses que hagin quedat atrapades durant la producció li donaran colors variats a la mostra de l'òxid.
El seu punt de fusió es situa en 2507 ºC, el seu punt d'ebullició en 3900 ºC, i posseeix una densitat de 3,01 g / cm 3.
De la mateixa manera, la seva estabilitat química és considerablement alta, únicament reaccionant amb vapor d'aigua a temperatures properes a 1000 ºC, i pot resistir processos de reducció per carboni i atacs per metalls fosos a altes temperatures.
A més, la seva resistència mecànica és decent, i pot ser millorada amb dissenys i fabricació adequada per a usos comercials.
conductivitat elèctrica
L'òxid de beril·li és un material ceràmic summament estable, i per tant té una resistivitat elèctrica bastant alta que el converteix en un dels millors materials aïllants elèctrics, juntament amb l'alúmina.
A causa d'això, s'utilitza comunament aquest material per a equips elèctrics especialitzats d'alta freqüència.
conductivitat tèrmica
L'òxid de beril·li té un gran avantatge quant a la seva conductivitat tèrmica: és conegut com el segon millor material conductor de calor entre els no metalls, sent superat únicament pel diamant, un material considerablement més costós i rar.
Pel que fa als metalls, només el coure i la plata transfereixen millor la calor per conducció que l'òxid de beril·li, convertint a aquest en un material molt desitjable.
Per les seves excel·lents propietats conductores de calor, aquesta substància s'ha vist involucrada en la producció de materials refractaris.
propietats òptiques
Per les seves mateixes propietats cristal·lines, l'òxid de beril·li és usat per a l'aplicació de material transparent a l'ultraviolat en certes pantalles planes i cèl·lules fotovoltaiques.
Igualment, es poden produir vidres de molt alta qualitat, de manera que aquestes propietats milloren segons el procés de manufactura utilitzat.
Riscos de salut
L'òxid de beril·li és un compost que ha de ser manipulat amb molt de compte, ja que primerament posseeix propietats carcinogèniques, les quals s'han vinculat a la inhalació contínua de pols o vapors d'aquest material.
Les petites partícules en aquestes fases de l'òxid s'adhereixen als pulmons, i poden generar la formació de tumors o d'una malaltia coneguda com beriliosis.
La beriliosis és una malaltia amb una taxa de mortalitat mitjana que causa respiració ineficient, tos, pèrdua de pes i febre, i la formació de granulomes en els pulmons o altres òrgans afectats.
També hi ha perills a la salut per contacte directe de l'òxid de beril·li amb la pell, ja que és corrosiu i irritant, i pot produir dany en la superfície cutània i les mucoses. S'han de protegir les vies respiratòries i les mans a l'treballar amb aquest material, especialment en la seva forma de pols.
usos
Els usos de l'òxid de beril·li es divideixen principalment en tres: les aplicacions electròniques, les nuclears i altres.
aplicacions electròniques
L'habilitat de transferir calor a un alt nivell i la seva bona resistivitat elèctrica han fet que l'òxid de beril·li adquireixi una utilitat gran com dissipador tèrmic.
S'ha evidenciat el seu ús en els circuits dins d'ordinadors d'alta capacitat, a més d'equips que manegen altes corrents d'electricitat.
L'òxid de beril·li és transparent per raigs X i microones, per la qual cosa s'utilitza en les finestres contra aquests tipus de radiació, a més d'antenes, sistemes de comunicació i forns microones.
aplicacions nuclears
La seva capacitat de moderar als neutrons i mantenir la seva estructura sota bombardejos de radiació ha fet que l'òxid de beril·li es vegi involucrat en la construcció de reactors nuclears, podent també aplicar-se en els reactors d'alta temperatura refredats per gasos.
altres aplicacions
La baixa densitat de l'òxid de beril·li ha generat interès en les indústries de tecnologia aeroespacial i militar, ja que pot representar una opció de baix pes en els motors per a coets i armilles antibales.
Finalment, s'ha vist aplicat recentment com a material refractari a la fusió de metalls en indústries metal·lúrgiques.
referències
- PubChem. (Sf). BERYLLIUM Oxide. Obtingut de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Reade. (Sf). Beryllia / BERYLLIUM Oxide (BeO). Recuperat de reade.com
- Research, C. (sf). BERYLLIUM Oxide - Beryllia. Obtingut de azom.com
- Services, NJ (sf). BERYLLIUM Oxide. Recuperat de nj.gov
- Wikipedia. (Sf). BERYLLIUM Oxide. Obtingut de en.wikipedia.org