Structure, propriétés et utilisations de l'oxyde de béryllium (BeO)

Le oxyde de béryllium (BeO) est un matériau céramique qui, en plus de sa haute résistance et de sa résistivité électrique, possède une capacité de conduction thermique élevée qui le place dans les réacteurs nucléaires, surpassant même les métaux de cette dernière propriété.

En plus de son utilité en tant que matériau synthétique, il peut également être trouvé dans la nature, bien que cela soit rare. Sa gestion doit être effectuée avec soin, car elle a la capacité de nuire gravement à la santé des êtres humains.

Dans le monde moderne, on a observé comment des scientifiques associés à des entreprises de technologie ont mené des recherches pour développer des matériaux avancés pour des applications très spécialisées, telles que celles qui rencontrent des matériaux semi-conducteurs et ceux de l’industrie aérospatiale.

Il en a résulté la découverte de substances qui, grâce à leurs propriétés extrêmement utiles et à leur grande durabilité, nous ont permis d’avancer dans le temps, ce qui nous permet de porter notre technologie à des niveaux plus élevés.

Index

• 1 structure chimique
• 2 propriétés
  • 2.1 Conductivité électrique
  • 2.2 Conductivité thermique
  • 2.3 Propriétés optiques
  • 2.4 Risques sanitaires
• 3 utilisations
  • 3.1 Applications électroniques
  • 3.2 Applications nucléaires
  • 3.3 Autres applications
• 4 références

Structure chimique

Une molécule d'oxyde de béryllium (également appelée "Berilia") il est composé d'un atome de béryllium et d'un atome d'oxygène, tous deux coordonnés en orientation tétraédrique et cristallisés en structures cristallines hexagonales appelées wurtzites.

Ces cristaux ont des centres tétraédriques occupés par Be²⁺ et O^2-. À haute température, la structure de l'oxyde de béryllium devient tétragonale.

L'obtention de l'oxyde de béryllium est obtenue par trois méthodes: la calcination du carbonate de béryllium, la déshydratation de l'hydroxyde de béryllium ou l'inflammation du béryllium. L'oxyde de béryllium formé à haute température est inerte mais peut être dissous par plusieurs composés.

BeCO₃ + Chaleur → BeO + CO₂ (Calcination)

Be (OH)₂ → BeO + H₂O (déshydratation)

2 Be + O₂ → 2 BeO (Ignition)

Enfin, l'oxyde de béryllium peut être vaporisé et, dans cet état, il se présentera sous la forme de molécules diatomiques.

Propriétés

L'oxyde de béryllium est naturellement présent sous forme de bromellite, un minéral blanc présent dans certains dépôts complexes de fer au manganèse, mais il se trouve plus souvent sous sa forme synthétique: un solide amorphe blanc produit sous forme de poudre. .

De plus, les impuretés piégées pendant la production donneront une variété de couleurs à l’échantillon d’oxyde.

Son point de fusion est de 2507 ° C, son point d'ébullition est de 3900 ° C et sa densité est de 3,01 g / cm³.

De même, sa stabilité chimique est considérablement élevée, ne réagissant avec la vapeur d'eau qu'à des températures proches de 1000 ºC et peut résister aux processus de réduction du carbone et aux attaques des métaux en fusion à des températures élevées.

De plus, sa résistance mécanique est décente et peut être améliorée avec des conceptions et une fabrication adaptées aux utilisations commerciales.

Conductivité électrique

L'oxyde de béryllium est un matériau céramique très stable et présente donc une résistivité électrique assez élevée qui en fait l'un des meilleurs isolants électriques, avec l'alumine.

De ce fait, ce matériau est couramment utilisé pour les équipements électriques spécialisés à haute fréquence.

Conductivité thermique

L'oxyde de béryllium présente un grand avantage en termes de conductivité thermique: il est connu comme le deuxième meilleur matériau conducteur de chaleur parmi les non-métaux, étant seulement dépassé par le diamant, un matériau beaucoup plus coûteux et rare.

En ce qui concerne les métaux, seul le cuivre et l'argent transfèrent mieux la chaleur par conduction que l'oxyde de béryllium, ce qui en fait un matériau très recherché.

Grâce à ses excellentes propriétés de conduction thermique, cette substance a été impliquée dans la production de matériaux réfractaires.

Propriétés optiques

En raison de ses propriétés cristallines, l'oxyde de béryllium est utilisé pour l'application de matériaux transparents aux ultraviolets dans certains écrans plats et cellules photovoltaïques.

De même, des cristaux de très haute qualité peuvent être produits, de sorte que ces propriétés s'améliorent en fonction du procédé de fabrication utilisé.

Risques pour la santé

L'oxyde de béryllium est un composé qui doit être manipulé avec beaucoup de soin, car il possède d'abord des propriétés cancérigènes, qui ont été liées à l'inhalation continue de poudres ou de vapeurs de ce matériau.

Les petites particules dans ces phases de l'oxyde adhèrent aux poumons et peuvent générer des tumeurs ou une maladie appelée bérylliose.

La bérylliose est une maladie dont le taux de mortalité médian entraîne une respiration inefficace, la toux, une perte de poids et de la fièvre, ainsi que la formation de granulomes dans les poumons ou d'autres organes affectés.

Le contact direct de l'oxyde de béryllium avec la peau présente également des risques pour la santé, car il est corrosif et irritant et peut endommager la surface de la peau et les muqueuses. Les voies respiratoires et les mains doivent être protégées lorsque vous travaillez avec ce produit, en particulier sous forme de poudre.

Utilise

Les utilisations de l'oxyde de béryllium sont principalement divisées en trois catégories: électronique, nucléaire et autres.

Applications électroniques

La capacité de transférer la chaleur à un niveau élevé et sa bonne résistivité électrique ont permis à l'oxyde de béryllium d'acquérir une grande utilité en tant que dissipateur thermique.

Son utilisation a été mise en évidence dans les circuits à l’intérieur des ordinateurs de grande capacité, en plus des équipements qui traitent des courants d’électricité élevés.

L'oxyde de béryllium est transparent pour les rayons X et les micro-ondes. Il est donc utilisé dans les fenêtres contre ces types de rayonnement, ainsi que dans les antennes, les systèmes de communication et les fours à micro-ondes.

Applications nucléaires

Sa capacité à modérer les neutrons et à maintenir sa structure sous le bombardement des rayonnements a fait que l'oxyde de béryllium est impliqué dans la construction des réacteurs nucléaires et peut également être appliqué dans des réacteurs à haute température refroidis par des gaz.

Autres applications

La faible densité de l'oxyde de béryllium a suscité un intérêt dans les industries de l'aérospatiale et de la technologie militaire, car il pourrait représenter une option de faible poids dans les moteurs de fusée et les gilets pare-balles.

Enfin, il a été récemment utilisé comme matériau réfractaire dans la fusion de métaux dans les industries métallurgiques.

Références

1. PubChem. (s.f.) Oxyde de béryllium. Récupéré de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Lisez. (s.f.) Béryllia / oxyde de béryllium (BeO). Récupéré de reade.com
3. Research, C. (s.f.). Béryllium - Béryllia. Récupéré de azom.com
4. Services, N. J. (s.f.). Oxyde de béryllium. Récupéré de nj.gov
5. Wikipedia. (s.f.) Oxyde de béryllium. Récupéré de en.wikipedia.org