氧化鈹（BeO）結(jié)構(gòu)陶瓷的物理與化學(xué)特性

BeO是鈹?shù)奈ㄒ谎趸?，沒有發(fā)現(xiàn)化學(xué)計(jì)量的變化作文。它以其高化學(xué)穩(wěn)定性而著稱，并具有用于核用途的優(yōu)異特性，在氧化物中作為優(yōu)異的電絕緣體與高導(dǎo)熱性。BeO以低溫和高溫兩種形式存在，轉(zhuǎn)變溫度為2373±15kα形式具有六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)，由鈹和氧的六方密堆積晶格相互滲透形成。晶格相對于彼此的位移是不對稱的，給出了一種在晶格中是靜電極性的結(jié)構(gòu)c-軸方向。一個(gè)基面由氧原子終止，另一個(gè)由鈹原子終止。快速下熱沖擊條件，熱量傳導(dǎo)性不控制的速度傳熱，的抗熱沖輝可能類似于或不如氧化鋁因?yàn)橄鄬^低力量。BeO的最大用途是在電子學(xué)其高導(dǎo)熱性和良好的電絕緣性使其成為一種有價(jià)值的散熱材料，尤其是在高功率器件中。

鈹氧化物（BeO)是一種白色結(jié)晶氧化物。它在自然界中以礦物“溴甲烷”。歷史上，鈹氧化物被稱為glucina或者氧化釓。這是一個(gè)電絕緣體和它的導(dǎo)熱性是這樣的，它高于任何其他非金屬除了鉆石，實(shí)際上超過了一些金屬。它的高熔點(diǎn)使它可以用作耐火材料。

氧化鈹可通過煅燒碳酸鈹、使氫氧化物脫水或用氧氣點(diǎn)燃金屬來制備，如以下反應(yīng)所示:

BeO + heat ⇒ (BeO)n (ad) ⇒ (BeO)n-1(gas) + ? + BeO(gas)

BeO(ad) ⇒ Be(gas) + O(gas)

在空氣中點(diǎn)燃鈹會(huì)產(chǎn)生BeO和氮化物存在3普通2。其化學(xué)文摘社編號為1304-56-9，其分子量是25.0116 克/摩爾。它是密度為3.02的白色固體 克/厘米3。它的熔點(diǎn)是2507度 它的沸點(diǎn)是3905度 c，其帶隙(電子)為10.6 伊芙。

這生成熱, ΔHf(固體)is 609.4 kJ/mol，而標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵，Sθ(實(shí)心)是13.8 J/mol K. Its熱容,Cp，是25.6 高溫下形成的氧化鈹(%3E800 c)是惰性的，但是可以容易地溶解在熱的氟化氫銨水溶液(NH四半2)或濃硫酸的熱溶液(H2因此四)和硫酸銨((NH四)2因此四).

BeO是多態(tài)的。低溫形態(tài)為六方(hP4)，空間群為P63/mc (#186)。高溫形式β-BeO是四方的(c/2 ),空間群為Im3m。對人體有劇毒。常溫下的BeO具有六方纖鋅礦，不同于第2族的其他成員，其氧化物具有如所示的立方巖鹽結(jié)構(gòu)圖3.1。

所得結(jié)構(gòu)的BeO鍵距離為1.659 0.003 平行于c1.645的軸和三個(gè)距離 0.003 完成四面體配位。0.014的差異 具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明長鍵比其他三個(gè)鍵具有更強(qiáng)的離子特性。在高溫下，該結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆叫问健eO是一種獨(dú)特的金屬化合物，因?yàn)樗欠请x子氧化物。晶格參數(shù)是:

α-BeO:a = 0.2288 Å;c = 0.4377 Å (21 c)

β-BeO:a = 0.4751 Å;c = 0.2741 Å (2103 c)

氧化鈹是從天然存在的礦物“綠柱石”-是3鋁2(SiO3)6和“Bertrandite”——是四硅2O七(哦)2，并通過Be(OH)的熱分解產(chǎn)生粉末2。

燒結(jié)氧化鈹非常穩(wěn)定，用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、催化劑、半導(dǎo)體、原子反應(yīng)堆慢化劑和中子反射器。當(dāng)它在2500度左右蒸發(fā)時(shí) c，如研究使用石墨爐原子吸收光譜法(石墨爐原子吸收光譜法)，鈹有一個(gè)霧化機(jī)制與其他堿土元素相似，但有一個(gè)顯著區(qū)別。對于堿土元素(鎂、鈣、鍶和鋇)，游離元素出現(xiàn)之前的物種是簡單的氧化物鉬。另一方面，鈹形成聚合氧化物(BeO)n然后釋放自由元件的過程如下:

BeO + 加熱(BeO)n(ad)BeOn-1(氣體) + ? + BeO(氣體)

BeO(廣告) ⇒ 是(氣體) + 氧氣(氣體)

氧化鈹因其良好的熱穩(wěn)定性而被用于無線電設(shè)備等高性能半導(dǎo)體部件中傳導(dǎo)性同時(shí)也是良好的電絕緣體。它在一些熱交換器中用作填料界面材料例如“熱油脂”。一些高功率半導(dǎo)體器件已經(jīng)使用氧化鈹陶器的在之間硅以便獲得比由al制成的類似結(jié)構(gòu)更高程度的導(dǎo)熱性2O3。它還被用作結(jié)構(gòu)陶瓷用于高性能微波設(shè)備、真空管、磁控管和氣體激光器。

導(dǎo)熱性 = 265瓦/米K比熱 = 0.25 cal/ C g (25 c)

熱膨脹 = 8.0 × 10−6英寸/英寸/攝氏度(25至1000 c)

密度 = 2.85 克/立方厘米

耐壓強(qiáng)度 = 225,000 磅/平方英寸

楊氏模量 = 50 × 106 磅/平方英寸

泊松比 = 0.26

電阻率 = 1015 歐姆/厘米

沖擊阻力 = 6英寸磅

最高使用溫度 = 1800 C

來自鈞杰陶瓷的技術(shù)陶瓷專家JUNDRO提出了一個(gè)觀點(diǎn)：氧化鈹(BeO)是一個(gè)太空時(shí)代工業(yè)陶瓷這種材料提供了任何其他材料都沒有的理想性能組合。其突出的特點(diǎn)是出色的高熱和導(dǎo)熱性，它保留了介電常數(shù)、損耗因子和介電力量在大多數(shù)電絕緣體的范圍內(nèi)。除了良好的機(jī)械強(qiáng)度和剛度重量比之外，這種獨(dú)特的性能組合為設(shè)計(jì)師提供了一種材料，它可以減小發(fā)熱電路的尺寸，同時(shí)保留基本的高功率能力和改善的熱穩(wěn)定性。

對于某些應(yīng)用，使用BeO單晶更合適。然而，BeO極高的熔點(diǎn)一直是一個(gè)阻礙因素。最近，一種繞過這一困難的方法出現(xiàn)了。變大的過程單晶內(nèi)部基本上沒有表面夾雜物幾天包括促進(jìn)從熔體中進(jìn)一步生長晶種的概念作文合適的氧化物形成較低的溫度共晶。當(dāng)晶種旋轉(zhuǎn)并從熔體組合物中緩慢拉出時(shí)，生長發(fā)生。這種熔體的溫度下降使得溫度可以由熔體組合物的液相線曲線來定義相圖。成長單晶氧化鈹?shù)臏囟却蠹s是1980度 c由具有56 重量%氧化鈹和44 重量%鈣氧化物就是這個(gè)過程的一個(gè)例子。單晶可以切割成薄片用于集成電路。

燒結(jié)氧化鈹是一種有前途的熱發(fā)光對熱中子敏感度非常低的材料(0.2伽馬射線每1010個(gè)中子/厘米的當(dāng)量2).它對伽馬射線具有相當(dāng)高的靈敏度，以及良好的能量響應(yīng)。這些性質(zhì)使得氧化鈹能夠成功地用于熱中子和伽馬射線的混合領(lǐng)域，例如存在于核反應(yīng)堆設(shè)施中的領(lǐng)域。