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
Wurtzite polyhedra.png
BeO sample.jpg
Imena
Druga imena
Berilijev monoksid, Beryllia, Thermalox, Berlox, Bromelit
Identifikatorji
ECHA InfoCard 100.013.758
EC število
  • 215-133-1
RTECS število
  • DS4025000
Lastnosti
BeO
Molska masa 25.0116 g/mol
Videz bel prašek
Gostota 3.02 g/cm3
Tališče 2507 °C
Vrelišče 3900 °C
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
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)
Flammability code 0: Will not burn. E.g. waterHealth code 4: Very short exposure could cause death or major residual injury. E.g. VX gasReactivity code 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazards (white): no codeNFPA 704 four-colored diamond
0
4
0
Plamenišče negorljiv
Smrtni odmerek ali koncentracija (LD, LC):
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 [77 °F], 100 kPa).
Sklici infopolja

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

PridobivanjeUredi

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 800o C je inerten, a tudi lahko topljiv v vročih raztopinah amonijevega bifluorida (NH4HF2), koncentrirane žveplene kisline (H2SO4) in amonijevega sulfata ((NH4)2SO4).

StrukturaUredi

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.

UporabaUredi

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.