Берилій

Берилій. Емент II групи періодичної системи елементів; ат. н. 4, ат. м. 9,01218. Легкий світло-сірий метал. У хім. з’єднаннях виявляє ступінь окислення + 2. Природний Б. складається з стабільного ізотопу 9Ве. Штучні ізотопи: 6Ве, 7Ве, 8Ве і 10Ве з періодами напіврозпаду відповідно 0,4 сек, 4,58 • 106 сек, 10-16 сек і 2,5 • 106 років. Б. відкрив в 1798 франц. хімік Л. Воклен у вигляді окису, виділеної з мінералу берилу.
Вживання Б. почалося в 40-х рр. 20 в. Зміст Б. в земній корі 6 • 10-4%. Відомо близько 40 мінералів Б., з яких брало найбільше практичне значення має берил, перспективні фенакіт, гель-вин і деналіт.
Кристалічна решітка Б. гексагональна щільноупакована з періодами а = 2,2855 А і с = 3,5840 А. Щільність (т-ра 20 ° С) 1,8456 г / см3; tnn 1284 ° С: tкип 2450 ° С; температурний коеф. лінійного розширення (т-ра 25-100 ° С) 10,3-13,1 • 10-6 град ~ 1; коеф. теплопровідності (т-ра 50 ° С) 0,45 кал / см • сек • град; теплоємність 0,43 кал / г • град; електричний опір (температура 20 ° С) 3,6 мком • см. Температурний коеф. електричного опору (т-ра 20 ° С) 62,8. 10-3 град-1. Т-ра переходу в надпровідний стан 0,064 К. Б.- діамагне-тик, його питома магнітна сприйнятливість (т-ра 20 ° С) порядку 10-6. Робота виходу електронів 3,920 ев.
Потенціал іонізації 9,320 і 18,210 ев. Поперечний перетин захоплення теплових нейтронів 0,0090 барн на атом. Ці св-ва залежать від чистоти і структури металу. Мех. св-ва Б. обумовлюються чистотою металу, розмірами зерен, ступенем анізотропності, швидкістю випробування. Модуль поздовжньої пружності Б. 3 • 104 кгс / мм2, межа міцності на розтяг 20-55 кгс / мм2, подовження 0,2-2%. Обробка тиском покращує св-ва металу. Межа міцності Б. в напрямку витяжки до 40-80 кгс / мм2, межа плинності 25-60 кгс / мм2, відносне подовження до 4-12%. Мікротвердість Б. 120 кгс / мм2. Мех. св-ва в напрямку, перпендикулярному витяжці, майже не змінюються. Б.- крихкий метал; його ударна в’язкість 0,1-0,5 кгс / мм2. Т-ра переходу з крихкого стану в пластичне 200-400 ° С.
Помітна зміна св-в відбувається при опроміненні Б. потоками нейтронів, інтенсивність яких брало більше 1023 нейтрон / м2. Св-ва опроміненого Б. відновлюються при відпалі. На повітрі Б. повільно окислюється, покриваючись окисної плівкою. Розчиняється в соляній і сірчаній к-тах, реагує з лугами, з азотною к-тій – тільки при нагріванні. З воднем практично не взаємодіє у всьому діапазоні т-р. При кімнатній т-рі реагує з фтором, а при підвищених т-рах – з ін. Галогенами і сірководнем. Взаємодіє з азотом при т-рі вище 650 ° С з утворенням нітриду Be3N2 і з вуглецем при т-рі вище 1200 ° С, утворюючи карбід Ве2С. При високих т-рах взаємодіє з більшістю металів з утворенням беріллідов. Розплавлений Б. реагує з більшістю оксидів, нітриду, сульфідів і карбідів. У рідкому стані Б. змішується зі мн. металами (алюмінієм, цинком, міддю, залізом, нікелем і ін.), але не змішується з магнієм. Солі Б. добре розчинні у воді.

Найважливішим сировиною для здобуття Б. служить берил, к-рий після обробки переводять у відповідний хлорид або фторид. Металевий Б. отримують відновленням фториду магнієм при т-рі 900- 1300 ° С або електролізом хлориду в суміші з хлоридом натрію. Подальшої вакуумної дистиляцією Б. очищають до 99,98%. Пластичний Б., що містить не більше 10 ~~ 4% домішок (включаючи азот і кисень), отримують електролізом хлоридних розплавів з подальшою зонної плавкою. Для произова компактного Б. у формі заготовок застосовують методи порошкової металургії: Б. подрібнюють в порошок і піддають гарячому пресуванню. Крім лусочок, злитків, порошку йшли блоків, виробляють та ін. Товарам форми Б.- циліндри, прутки, труби (гарячим видавлюванням) і лист (гарячої прокаткою). Заготовки отримують також литтям Б .; при цьому хутро. і корозійні св-ва поліпшуються. Б. та його сполуки у вигляді порошку токсичні, тому при роботі з ними вдаються до спец. заходам захисту.
Велике практичне значення мають берилію сплави, особливо берилієві бронзи. Б. використовують в рентгенотехніці (вікна рентгенівських трубок, лічильників), атомній енергетиці (відбивачі, сповільнювачі і джерела нейтронів), в авіації і ракетній техніці (деталі надзвукових літаків, гальмівні диски, носові конуси і оболонки ракет), електро- і радіопромисловості (прилади систем наведення і управління), в металургії (розкислювач). Крім того, Б. застосовують для беріллізациі поверхні виробів. Низька пластичність дещо обмежує його застосування. Б.- перспективний матеріал для ядерних реакторів на т-ри вище 700 К (паливні канали, конструкційні та тепловиділяючі елементи). Перспективно застосування сполук Б. – беріллідов.

Посилання на основну публікацію