Окси́д бери́ллия — амфотерный оксид, имеющий химическую формулу BeO.
Получение
Получают оксид бериллия термическим разложение гидроксида бериллия и некоторых его солей (например, нитрата, основного ацетата, карбоната и др.) при температуре от 500 до 1000°С. Полученный таким образом оксид представляет собой белый аморфный порошок [3].
Перед спеканием порошок оксида бериллия проходит прессование, термическое прокаливание, химическую очистку и виброуплотнение. Далее методом шликерного литья получают изделия требуемой формы и размеров [1].
Свойства и применение
Оксид бериллия (BeO) обладает уникальной комбинацией тепловых, электрических, оптических и механических свойств, которые используются для широкого спектра применений: от систем теплового управления и интегрированной электроники до высокотемпературных огнеупорных компонентов и ядерных реакторов. У оксида бериллия нет аналогов среди оксидно-керамических материалов.
Керамика на основе BeO имеет температуру плавления 2803 °К и обладает теплопроводностью, превышающей теплопроводность многих металлов, уступая только меди и серебру. При этом теплопроводность BeO в 10 раз выше, чем у Al2O3, и в 1,5 раза выше, чем у AlN.
Диэлектрическая постоянная ниже, чем у оксида и нитрида алюминия. В связи с чем, BeO является отличным изолятором с объемным сопротивлением порядка 10^14...10^18 Ом∙см, которое зависит от чистоты материала.
Помимо высокой теплостойкости, ВеО обладает отличной прочностью с высокими значениями удельной жесткости [4].
Меры предосторожности
Чистый бериллий, и многие соединения данного металла очень токсичны и могут нанести большой вред человеку и окружающей среде, если не соблюдать меры безопасности. Однако, чистый бериллий встречается крайне редко, так как при попадании на воздух его поверхность сразу пассивируется. Оксид бериллия не так опасен, как чистый бериллий, однако, лучше соблюдать некоторые меры предосторожности.
Касаться изделий из оксида бериллия лучше только в перчатках. Самое опасное - порошок оксида бериллий, который опасен при попадании внутрь человека, например при его вдыхании, или случайном переносе с рук к лицу. В связи с этим не рекомендуется механически обрабатывать бериллий в неспециализированных местах (оснащенными хорошими вытяжками, специальными изоляционными боксами и тд).
Перспективы использования
Наши коллеги из университета им. Решетнева проанализировали перспективы применения композиционных материалов в машиностроении. В работе [2] рассматриваются материалы, армированные нитевидными монокристаллами («усами»). Нитевидные кристаллы получают, протягивая расплав через фильеры. Фильеры – это высокоточные формы для протягивания нитей. Используются «усы» оксида алюминия, оксида бериллия, карбидов бора и кремния, нитридов алюминия и кремния и т.д. длиной 0,3–15 мм и диаметром 1–30 мкм. Армирование «усами» позволяет значительно увеличить прочность иных материалов и повысить их жаростойкость.
Заключение
В данной статье мы познакомились с способом получения керамики на основе оксида бериллия BeO, применения и свойства данного материала. Керамика BeO – отлично проводит тепло и обычно применяется в теплотехнике в качестве высокотемпературного изолятора. Рассмотрены меры предосторожности и перспективы применения материала в сфере ракетостроения.
Источники
1. Кийко В. С., Вайспапир В. Я. Технологические особенности получения и свойства керамических изделий из смеси низко- и высокообоженного порошков BeO.
2. Судаков А. И., Геращенко В. В. Перспективы применения композиционных материалов в ракетостроении // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2016. № 12 (1).
3. Оксид бериллия — Википедия [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%B4_%D0%B1%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%BB%D0%BB%D0... (дата обращения: 31.01.2021).
4. GN electronics [Электронный ресурс]. URL: https://gnelectronics.ru/ (дата обращения: 20.12.2020).
5. ICSC1325 [Электронный ресурс]. URL: https://www.safework.ru/content/cards/RUS1325.HTM (дата обращения: 31.01.2021).