Berilijev oksid

Berilijev oksid (BeO) je v osnovni obliki bel, kristalni prašek. Najpomembnejši lastnosti sta odlična električna izolativnost in predvsem zelo visoka toplotna prevodnost (največ od vseh električnih izolatorjev, z izjemo diamanta). Poleg tega ima še odlične mehanske in kemijske lastnosti. Po toplotni prevodnosti presega celo nekatere kovine. Zaradi korozijske odpornosti in visoke talilne vrednosti najdemo berilijev oksid oziroma z njim oplemeniteno keramiko praktično v vseh vejah industrije, kjer so omenjene posebne lastnosti močno zaželene. BeO se le redko uporablja v osnovni, praškasti obliki (npr. tankoslojni praškasti zaščitni nanosi), najpogosteje ga najdemo kot dodatek različnim materialom, npr. zlitinam, keramiki in kompozitnim materialom. Žal je tudi zelo toksičen in karcinogen, predvsem pri vnosu v organizem z vdihavanjem (prah). Redki proizvajalci berilijevega oksida zagotavljajo, da so izdelki z vsebnostjo BeO (keramika) popolnoma varni in neproblematični, če uporabnik upošteva navodila za uporabo končnih produktov.

Berilijev oksid

Imena
Druga imena Berilijev monoksid, Beryllia, Thermalox, Berlox, Bromelit
Identifikatorji
Številka CAS	1304-56-9
ECHA InfoCard	100.013.758
EC število	215-133-1
PubChem CID	14775
RTECS število	DS4025000
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID30872818
Lastnosti
Kemijska formula	BeO
Molska masa	25.0116 g/mol
Videz	bel prašek
Gostota	3.02 g/cm3
Tališče	2507 °C
Vrelišče	3900 °C
Topnost v vodi	topno (prašek)
Topnost (KOH, NH4CO3)	topno
Prepovedani pas	10.6 eV
Toplotna prevodnost	do 350 W/(m·K)
Lomni količnik (nD)	1.7
Struktura
Kristalna struktura	heksagonalna, hP4
Prostorska skupina	P63/mc, No. 186
Nevarnosti
EU klasifikacija (DSD) (zastarelo)	Karcinogen, kat. 2 Zelo toksičen (T+) Dražljiv (Xi)
R-stavki (zastarelo)	Predloga:R49, R25, R26, R36/37/38, R43, R48/23
S-stavki (zastarelo)	S53, (S45)
NFPA 704 (diamant ognja)	0 4 0
Plamenišče	negorljiv
Smrtni odmerek ali koncentracija (LD, LC):
LD50 (srednji odmerek)	2,062 g/kg (miši, oralno)
Sorodne snovi
Drugi anioni	Berilijev sulfid Berilijev selenid Berilijev telurid
Drugi kationi	Magnezijev oksid Kalcijev oksid
Če ni navedeno drugače, podatki veljajo za material v standardnem stanju pri 25 °C, 100 kPa).
Sklici infopolja

V naravi se Berilijev oksid nahaja v obliki mineralov, kot sta bromelit in bertrandid.

Pridobivanje

Berilijev oksid pridobivamo z žarenjem berilijevega karbonata, dehidracijo berilijevega hidroksida ali z gorenjem berilija:

BeCO₃→ BeO + CO₂
Be(OH)₂ → BeO + H₂O
2 Be + O₂ → 2 BeO

Berilijev oksid, pridobljen pri temperaturah nad 800 °C je inerten, a tudi lahko topljiv v vročih raztopinah amonijevega bifluorida (NH₄HF₂), koncentrirane žveplene kisline (H₂SO₄) in amonijevega sulfata ((NH₄)₂SO₄).

Struktura

Pri normalnih temperaturah ima kristalna molekula šestero kotno (heksagonalno) strukturo, v nasprotju z oksidi ostalih elementov druge skupine (MgO, CaO, SrO, BaO), ki imajo kockasto zgradbo. Šele pri visokih temperaturah se BeO transformira v tetragonalno obliko. Berilijev oksid je poseben tudi zaradi neionskih lastnosti kristalne molekule v celotnem uporabnem temperaturnem področju. Berilijev oksid je v osnovi dobavljiv v obliki praška, čistoče nad 99%. Je eden najdražjih dodatkov keramičnih struktur (razmerje proizvodna cena/vsebnost v materialu), a ima končni produkt kljub temu odlično razmerje funkcionalnosti proti ceni.

Uporaba

Sintran berilijev oksid ima vse tipične lastnosti keramike. Izdelke iz BeO keramike najdemo tako v metalurgiji (npr. posode za taljenje in vlivanje plemenitih kovin), kot tudi pri vojaški in vesoljski tehnologiji (raketni motorji - visoko temperaturne in tlačne šobe, kolektorji izpuha,..), visoko zmogljivih plinskih turbinah in motorjih z notranjim zgorevanjem (formula1) ... Lahko deluje kot katalizator pri različnih kemičnih procesih. V atomskih reaktorjih lahko deluje kot moderator, nevtronski detektor ali nevtronski reflektor.

V največjem obsegu pa se ga uporablja v elektrotehniki, predvsem pri proizvodnji zmogljivejših močnostnih in visokofrekvenčnih polprevodnikov. Visoka izolativnost, zelo stabilne dielektrične lastnosti, predvsem pa visoka toplotna prevodnost mu zagotavljajo uporabo na vseh toplotno kritičnih mestih, kot je npr. stik mikrovezja - čipa z nosilnim, običajno kovinskim ohišjem (izolativni substrat). Pogosto je tudi dodajan toplotno prevodnim pastam, katerih osnova običajno bazira na drugih izolativnih in toplotno prevodnih snoveh (silikon). Težko ali celo nemogoče pa ga je popolnoma nadomestiti pri zmogljivejših elektronskih visokofrekvenčnih elementih, kot so mikrovalovne naprave, npr. vakumske cevi različnih izvedb (magnetron, klistron) ipd.