37 zastosowań berylu w różnych gałęziach przemysłu

Beryl to metal ziem alkalicznych należący do grupy IIA i mający masę atomową 9.012 u. Omówmy przemysłowe zastosowania berylu w innej dziedzinie.

Beryl jest metalem alkalicznym stosowanym w różnych gałęziach przemysłu –

  • Przemysł metalowy
  • Przemysł radiacyjny
  • Przemysł mechaniczny
  • Przemysł ceramiczny
  • Przemysł magnetyczny
  • Przemysł jądrowy
  • Branża elektroniczna
  • Akustyka

Beryl jest twardym metalem o kruchym charakterze i ma heksagonalną strukturę sieciową. W dalszej części artykułu powinniśmy omówić zastosowania berylu w różnych gałęziach przemysłu.

Przemysł metalowy

  • Wytwarzanie metali o małej gęstości ponieważ ma jedną trzecią gęstości aluminium.
  • Uw telefonach komórkowych zamiast stali, ponieważ jest sześć razy sztywniejsza niż stal i pochłania więcej ciepła niż stal.
  • Beryl jest używany do procesu prażenia, dopasowywania i mielenia rud do wydobywania różnych metali.
  • Stosowany w przemyśle motoryzacyjnym, obronnym i lotniczym ze względu na swoje unikalne właściwości wytrzymałościowe, przewodność elektryczną i cieplną, przezroczystość magnetyczną i odporność na korozję.
  • W elementach o wysokiej niezawodności w produktach takich jak czujniki poduszek powietrznych.
  • Beryl jest również używany w głowice zraszaczy gaśniczych, okna rentgenowskie do mammografii, medyczne otwory laserowe, rozruszniki serca, łożyska podwozia i satelity pogodowe.

Przemysł radiacyjny

  • Najważniejszym zastosowaniem berylu są okna promieniowania Lampy rentgenowskie ze względu na niską liczbę atomową i bardzo niską absorpcję promieniowania rentgenowskiego.
  • Jako okno na aparaty rentgenowskie o wysokiej rozdzielczości używane do mammografia.
  • Cienkie folie berylowe są używane jako okna promieniowania w detektorach promieniowania rentgenowskiego.
  • Beryl jest używany m.in Wielki Zderzacz Hadronów dotychczasowy Tevatron ponieważ jest stosunkowo przezroczysty dla cząstek energetycznych.

Przemysł mechaniczny

  • W różnych lekkich elementach konstrukcyjnych w przemyśle obronnym i lotniczym, takich jak szybkie samoloty, pociski kierowane, statki kosmiczne i satelity.
  • Kilka rakiet na paliwo ciekłe wykorzystywało dysze rakietowe wykonane z czystego berylu.
  • Proszek berylu badano jako paliwo rakietowe.
  • Niewielka liczba bardzo wysokiej klasy ram rowerowych została zbudowana z berylu.
  • Elementy silników wielu gałęzi przemysłu samochodowego są wykonane z berylu.
  • Nikiel berylowy stopy są używane w pobliżu łatwopalnych gazów w narzędziach nieiskrzących.
  • Żelazo berylowe jest stosowane w instrumentach chirurgicznych i urządzeniach wysokotemperaturowych w sprężynach i membranach.
  • Beryl jest stosowany w oprzyrządowaniu precyzyjnym, np. w inercyjnych systemach naprowadzania i mechanizmach nośnych systemów optycznych.
  • Stopy berylowo-miedziowe stosowano również jako utwardzacz w „Pistolety Jasona„, które służyły do ​​zdzierania farby z kadłubów statków.
  • Do wsporników w stylu wkładek gramofonowych o wysokiej wydajności.
  • Beryl był stosowany w hamulcach samolotów wojskowych ze względu na swoją twardość, wysoką temperaturę topnienia i wyjątkową zdolność rozpraszania ciepła.

Przemysł ceramiczny

  • Ceramika, wytwarzana z proszku tlenku berylu o wysokiej czystości (99.5%), jest stosowana w zastosowaniach laserowych i elektronicznych oraz w szybkich układach scalonych.
  • Lustra berylowe są stosowane m.in prowadzenie optyczne systemy i systemy kierowania ogniem.
  • W twardym niklowaniu bezprądowym ma zastosowanie do kriogeniczny działanie.
  • W lustrze zastosowano pozłacane lustro berylowe Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba który ma 18 sześciokątnych cienkich płytek berylowych.
  • Do produkcji używa się berylu optyka tzw Kosmiczny Teleskop Spitzera ponieważ kurczy się i odkształca mniej niż szkło.

Przemysł magnetyczny

  • Beryl jest używany do przygotowania zapalników magnetycznych w minach morskich.
  • Znajdują się również w pobliżu materiałów konserwacyjnych i budowlanych rezonans magnetyczny (MRI) ze względu na generowane silne pola magnetyczne.
  • Dostrój wysoce magnetyczne klistronymagnetronyrurki z falą biegnącąitp., które są używane do generowania wysokich poziomów mocy mikrofalowej w nadajnikach.

Przemysł jądrowy

  • Powszechnie stosowane w niektórych źródła neutronów in zasilany akceleratorem cząstek zasilane generatory neutronów.
  • Beryl jest również używany do produkcji paliw CANDU reaktory.
  • Cienkie płytki lub folie berylu są czasami używane w bardzo zewnętrznej warstwie wżerów plutonowych w pierwotnych stopniach reaktora termojądrowego, umieszczanych tak, aby otaczały materiał rozszczepialny.
  • Beryl jest również używany w Wspólny torus europejski laboratorium badań nad syntezą jądrową do zaawansowanych badań plazmy.
  • Źródła neutronów, w których beryl jest bombardowany promieniami gamma z radioizotopu rozpadu gamma, są również wykorzystywane do produkcji neutronów laboratoryjnych.
  • Beryl został również zaproponowany jako materiał okładzinowy do jądrowych prętów paliwowych, ze względu na dobre połączenie właściwości mechanicznych, chemicznych i jądrowych.

Branża elektroniczna

  • Jako typ p domieszka w półprzewodnikach złożonych III-V.
  • Be jest szeroko stosowany w materiałach takich jak GaAs, AlGaAs, InGaAs i InAlAs hodowanych przez Epitaksja wiązki molekularnej (MBE).
  • Blacha berylowa walcowana poprzecznie jest stosowana jako doskonałe wsparcie strukturalne dla płytek drukowanych w technologii montażu powierzchniowego.
  • Wsparcie strukturalne i radiator w krytycznych zastosowaniach elektronicznych.
  • Tworzenie "e-materiały”, które są specjalnie zaprojektowane do tych zastosowań elektronicznych.

Akustyka

  • Niska waga i wysoka sztywność berylu sprawiają, że jest on przydatny jako materiał na przetworniki głośników o wysokiej częstotliwości.
  • Berylowe głośniki wysokotonowe są ograniczone do wysokiej klasy domowego profesjonalnego sprzętu audio i zastosowań nagłośnieniowych.
  • W niektórych wysokiej klasy wkładkach gramofonowych zastosowano berylowe wsporniki, aby poprawić śledzenie poprzez zmniejszenie masy.
Zrzut ekranu 2023 01 12 121540
Zastosowania berylu w różnych gałęziach przemysłu

Zastosowania miedzi berylowej

Miedź berylowa jest stopem zawierającym 0.5-3% berylu o wysokiej wytrzymałości i właściwościach niemagnetycznych. Przyjrzyjmy się niektórym przemysłowym zastosowaniom tego stopu.

Zastosowania przemysłowe tego stopu są wymienione poniżej –

  • Przemysł elektryczny
  • Przemysł magnetyczny
  • Przemysł mechaniczny
  • Przemysł instrumentalny
  • Przemysł elektroniczny

Miedź berylowa to A plastyczny, spawalny i obrabialny stop. Jest odporny na kwasy nieutleniające i może być obróbce cieplnej dla zwiększenia wytrzymałości, trwałości i przewodnictwo elektryczne. Zobaczmy zastosowania tego stopu w dalszej części cząstki.

Przemysł elektryczny

  • W stykach niskoprądowych do akumulatorów i złączy elektrycznych, Używany jest BeCu ITS wysoka przewodność elektryczna.
  • Miedź berylowa to stop metali nieżelaznych stosowany w sprężynach, drutach sprężynowych, ogniwach obciążnikowych i innych częściach, które muszą zachować swój kształt pod wpływem powtarzających się naprężeń i naprężeń.

Przemysł magnetyczny

  • Miedź berylowa jest nieiskrząca, ale wytrzymała fizycznie i niemagnetyczna, spełniając wymagania Dyrektywa ATEX dla stref 0, 1 i 2.

Przemysł mechaniczny

  • Miedź berylowa jest używana do produkcji śrubokrętów, szczypiec, kluczy, przecinaków i młotków, które są przyjazne dla środowiska, takie jak platformy wiertnicze, kopalnie węgla i elewatory zbożowe.
  • Pociski przeciwpancerne wykonane ze stopów BeCu są znacznie tańsze i mają podobne właściwości.
  • Narzędzia do pomiaru podczas wiercenia (MWD) w branży wierceń kierunkowych są produkowane przez sojusznika BeCu ze względu na ich właściwości niemagnetyczne.
  • Formy do produkcji pojemników z tworzyw sztucznych ze stopu miedzi berylowej.
  • Drut o wysokiej wytrzymałości jest tworzony ze stopu BeCu, który jest używany do różnych kształtów.
  • Gniazda zaworów z miedzi berylowej są stosowane w wysokowydajnych silnikach czterosuwowych, co zapewnia dodatkową żywotność silników.

Przemysł instrumentalny

  • Niektóre instrumenty perkusyjne, zwłaszcza tamburyny i trójkąty, ze względu na spójny ton i rezonans miedzi berylowej.

Przemysł elektroniczny

  • Miedź berylowa jest używana do serwisowania maszyn do obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (MRI) zamiast narzędzi żelaznych.

Zastosowania tlenku berylu

Tlenek berylu jest nieorganicznym zasadowym tlenkiem o właściwościach termoizolacyjnych. Zobaczmy zastosowania BeO w następnej części.

Zastosowania BeO są wymienione poniżej –

  • Krystalografia
  • Przemysł ceramiczny
  • Przemysł elektroniczny

Jak bezpostaciowe ciało stałe, tlenek berylu jest biały. Jego wysoka temperatura topnienia prowadzi do jego zastosowania jako oporny materiał. Występuje w przyrodzie jako minerał bromelit. Zobaczmy zastosowania tlenku berylu w różnych dziedzinach.

Krystalografia

  • BeO wyprodukował wysokiej jakości kryształ, który ma charakter hydrotermalny.
  • BeO służy do produkcji zanieczyszczonych i bezbarwnych kryształów macierzystych, które są wykorzystywane w nanotechnologii.

Przemysł ceramiczny

  • Spiekany tlenek berylu wytwarzał bardzo stabilną ceramikę.
  • Tlenek berylu jest stosowany w silnikach rakietowych oraz jako przezroczysta powłoka ochronna na aluminiowanych zwierciadłach teleskopów.
  • Jako ceramika strukturalna do wysokowydajnych urządzeń mikrofalowych, lamp próżniowych, magnetronów i laserów gazowych.

Przemysł elektroniczny

  • W wielu wysokowydajnych częściach półprzewodnikowych do zastosowań takich jak sprzęt radiowy, ponieważ ma dobrą przewodność cieplną, a jednocześnie jest dobrym izolatorem elektrycznym.
  • Asa wypełniacz w niektórych materiałach termoprzewodzących, takich jak pasta termoprzewodząca.
  • Ceramika z tlenku berylu jest stosowana w niektórych półprzewodnikowych urządzeniach mocy między chipem krzemowym a metalową podstawą montażową obudowy w celu uzyskania niższej wartości oporu cieplnego.
  • Jako moderator neutronów w wysokotemperaturowych reaktorach chłodzonych gazem marynarki wojennej (MGCR), a także w reaktorze jądrowym Kilopower NASA do zastosowań kosmicznych.
  • Tlenek berylu jest często używany jako podstawa izolatora w tranzystorach dużej mocy w nadajnikach częstotliwości radiowych w telekomunikacji.

Zastosowania chlorku berylu

chlorek berylu jest nieorganicznym związkiem higroskopijnym o masie molowej 79.9182 g/mol. Omówmy niektóre zastosowania BeCl2.

Zastosowania BeCl2 są wymienione poniżej –

  • BeCl2 jest używany jako surowiec do elektrolizy metalicznego berylu.
  • BeCl2 używał katalizatora w reakcji Friedla-Crafta.

Dwie formy (polimorfy) BeCl2 są znane. Obie struktury składają się z czworościennego Be2+ centra połączone podwójnie mostkowymi ligandami chlorkowymi. Jedna forma składa się z politetraedrów dzielących krawędzie. Druga forma przypomina jodek cynku z połączonymi ze sobą adamantan- jak klatki.

Zastosowania siarczku berylu

Siarczek berylu jest białą substancją stałą rozkładającą się pod wpływem wody i kwasów. Omówmy niektóre zastosowania siarczku berylu.

Użycie BeS jest bardzo szczególne, a zastosowania są –

  • Ze względu na dużą przerwę energetyczną i twardość siarczki berylu są stosowane jako izolatory.
  • BeS jest używany do poprawy żywotności przyrządów optycznych z półprzewodników wykonanych z CdS i ZnS.

Proszki siarczku berylu można wytworzyć w reakcji siarka i berylu w atmosferze wodoru przez ogrzewanie mieszaniny przez 10-20 minut w temperaturze od 1000-1300 °C. Czasami w temperaturze 900 °C, jeśli obecne są zanieczyszczenia metaliczne.

Zastosowania fluorku berylu

Fluorek berylu to biały kryształ o strukturze podobnej do kwarcu. Omówmy zastosowania fluorku berylu w różnych gałęziach przemysłu.

Zastosowania fluorku berylu są wymienione poniżej –

  • In rafinacja berylu i produkcja stopów berylu oraz jako odczynnik chemiczny.
  • Fluorek berylu jest stosowany w biochemii, zwłaszcza w krystalografii białek jako imitator fosforanu.
  • Jako podstawowy składnik preferowanej mieszaniny soli fluorkowych stosowanych w reaktory jądrowe z ciekłym fluorem.
  • Fluorek berylu jest jedną z soli składowych eutektycznej mieszaniny soli FLiBe.
  • Używany jako rozpuszczalnik, moderator i chłodziwo w wielu hipotetycznych reaktor stopionej soli projekty, w tym tzw ciekły fluorowo-torowy reaktor (LFTR).

Fluorek berylu ma charakterystyczne właściwości optyczne. W postaci fluoroberylan szkło, ma najniższy współczynnik załamania dla ciała stałego w temperaturze pokojowej 1.275. Jego siła dyspersyjna jest najniższa dla ciała stałego przy 0.0093, a współczynnik nieliniowy jest również najniższy przy 2 × 10-14.

Wnioski

Beryl jest silnym metalem ziem alkalicznych, który ma wiele zastosowań w n różnych gałęziach przemysłu. W reakcji z wodą może tworzyć silną zasadę zasadową lub wodorotlenek. Związki berylu zastosowano w świetlówkach oświetleniowych.