氧化铍.docx

氧化铍.docx

《氧化铍.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氧化铍.docx（6页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

氧化铍

氧化铍

氧化铍

基本资料

氧化铍是铍的一种结晶状氧化物，剧毒，化学式BeO，有两性，既可以和酸反应，又可以强碱反应。

氧化铍为白色粉末，有很高的熔点。

可由金属铍与氧气化合或加热铍盐制得。

它跟氧化铝一样都是很好的抗火材料，经过烧结的氧化铍非常的坚硬，有陶瓷的特性。

用于合金、催化剂和耐火材料等。

氧化铍非常稳定，但如果跟氟化氢铵或硫酸一起加热就轻易被分解。

组成结构

属于六方晶形晶体结构,氧原子为六方形密堆积排列,较小的铍原子处于中间和氧原子联结牢固,结构稳定,无晶形转变。

性质

CAS（美国化学会的下设组织化学文摘社）号：

1304-56-9；[2]21883-51-2；[3]

外观与性状：

白色无定形粉末。

熔点（℃）：

2350±30

挥发温度（℃）：

2400

相对密度（水=1）：

3.025

沸点（℃）：

大约3900

分子式：

BeO无色六方晶系六角形晶体

分子量：

25.01

溶解性：

不溶于水，溶于酸、碱。

折射率：

1.719

新制成的氧化铍易与酸、碱和碳酸铵溶液反应生成铍盐或铍酸盐。

微溶于水而生成氢氧化铍。

∙与酸：

∙与碱：

氧化铍具有高硬度和低膨胀系数,并易于进行有效的厚膜和难熔金属喷镀。

高温蒸汽压的增加速度比较低,在真空条件下可在1800度下长期使用。

在氧化气氛中,1800度时有明显挥发;有水蒸气存在时,1500度可大量挥发,这是由于BeO与

水蒸气作用而形成氢氧化铍的缘故。

另外,氧化铍的绕性强度不受方向限制,其强度低值为207MPa（一般为297MPa）。

氧化铍的室温压缩强度为1552MPa。

在高温液态金属和气体（如CO2、He）中氧化铍是稳定的。

价格

金属铍价格每公斤6000元，氧化铍每公斤1600元。

铍119.48亿元

储量

2010年度新疆和布克赛尔县合什哈西哈力干地区铍矿详查，共施工钻探35000米，勘查投入3500万元人民币，新增氧化铍储量5000吨。

经过勘探专家1年多努力，该县发现亚洲最大的氧化铍矿藏带，储量约4万吨。

制备（加工工艺）

1．在氧和空气中燃烧粉状金属铍。

2．在400-500℃加热分解氢氧化铍。

3．焙烧硫酸铍、碳酸铍或硝酸铍。

[6]

4、将含有杂质的碳酸铍制成碱式醋酸铍，再制成硝酸铍，然后加热使硝酸铍分解而制得氧化铍。

将碳酸铍溶解在经过二次蒸馏的热的冰醋酸中，趁热过滤，骤冷使碱式醋酸铍沉淀析出。

再用冰醋酸重结晶三次，然后离心分离，将沉淀装在干燥的玻璃管中，通入干燥空气，加热至250℃，使碱式醋酸铍升华。

将如此精制过的样品装在事先用水蒸气熏蒸过的清洁的硬质圆底烧瓶中，与纯的浓硝酸共热，则生成硝酸铍，加热至1100℃，硝酸铍分解得到氧化铍。

该产品通常每克含N2、O2气体035mL。

提纯方法如果需要高纯度的氧化铍，可将上述硝酸铍转变成碳酸铍，再使其加热分解。

具体步骤如下：

加热硝酸铍的酸性溶液使过量的酸除去，用少量水溶解残渣，加入碳酸铵（在铂皿中），直到产生的沉淀再度溶解而溶液澄清，将溶液蒸发至碳酸铍结晶析出。

用水尽量洗涤，然后用新蒸馏的乙醇洗涤，将产品干燥，最后放于铂皿中，在900℃的电炉中灼烧成氧化铍。

危险性概述

健康危害：

误服或吸尘会中毒。

急性中毒可致支气管炎、支气管周围炎及支气管肺炎等。

可引起皮炎、皮肤溃汤和皮肤肉芽肿。

慢性接触可引起肺内弥漫性肉芽肿性病变。

环境危害：

对环境有危害，对水体可造成污染。

燃爆危险：

该品不燃，高毒。

[7]

急救措施

皮肤接触：

脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗。

眼睛接触：

提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。

就医。

吸入：

迅速脱离现场至空气新鲜处。

保持呼吸道通畅。

如呼吸困难，给输氧。

如呼吸停止，立即进行人工呼吸。

就医。

食入：

饮足量温水，催吐。

就医。

操作处置与储存

操作注意事项：

密闭操作，提供充分的局部排风。

防止粉尘释放到车间空气中。

操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。

建议操作人员佩戴防尘面具（全面罩），穿胶布防毒衣，戴橡胶手套。

避免产生粉尘。

避免与氧化剂接触。

配备泄漏应急处理设备。

倒空的容器可能残留有害物。

储存注意事项：

储存于阴凉、通风的库房。

远离火种、热源。

防止阳光直射。

包装密封。

应与氧化剂、食用化学品分开存放，切忌混储。

储区应备有合适的材料收容泄漏物。

应严格执行极毒物品“五双”管理制度。

性能与应用

氧化铍是一种性能极优的高导热绝缘材料，它的高频损耗低，是制造大功率输能窗、大功率行波管螺旋线夹持杆的首选材料，也广泛用作大功率半导体器件的热沉材料、集成电路陶瓷基片和电真空器件的封装管壳。

BeO具有优良的导热性能,由室温至500度,其热导率是致密氧化铝的7~8倍,甚至在相当高的温度下也是氧化铝的4倍,因此,它可用作散热器件。

利用氧化铍高温（1000度）比电阻大的性质,可用作高温绝缘材料替代其它绝缘材料,可使使用温度降低20%~57%,纯度高于99.5%的BeO效果更佳。

利用BeO在化学上的耐碱性,可用作冶炼稀有金属和高纯金属铍、铂、钒的坩埚;BeO的热中子吸收截面为0.0092*10^5Pa,散射截面9.8*10^5Pa,慢化比0.0706,扩散比0.0273,可用作原子反应堆的中子减速剂和防辐射材料。

在中子辐射作用下,BeO可能发生气体膨胀及开裂,这要取决于氦和氚的积累程度。

BeO在航空电子技术转换电路中以及飞机和卫星通讯系统中大量用氧化铍来作托架部件和装配件;在飞船电子学方面也有应用前景;利用BeO陶瓷具有特别高的耐热冲击性,因此可在喷气式飞机的导火管中使用,经金属涂层的BeO板材已用于飞机驱动装置的控制系统;氧化铍陶瓷由于具有低的介电常数,从而用作半导体底板的需求也在逐年增加;在微波、高速逻辑电路和储存电路中也获得了应用;福特和通用汽车公司在汽车点火装置中使用了喷涂金属的氧化铍衬片;BeO陶瓷的性能良好,而且易于小型化,在激光领域的应用前景广阔。

陶瓷

BeO陶瓷的热导率在目前所有实用的陶瓷材料中为最高的,是致密Al2O3的6倍～7倍以及MgO的3倍〔5〕。

纯度为99%以上,致密度达99%以上的BeO陶瓷,其室温下的热导率可达310W/（m·K）。

通常情况下,BeO陶瓷的热导率主要取决于材料的纯度和致密度,纯度和致密度越高,其导热性能越好。

在大功率电子器件和集成电路上的应用

高的热导率和低的介电常数是BeO陶瓷材料在电子技术领域得到广泛应用重要原因。

BeO陶瓷目前已用于高性能、高功率微波封装件、高频电子晶体管封装（图1和图2）〔7〕、高电路密度的多片组件。

采用碳化硅增强铝金属基复合材料结合DBC-BeO（DBC,direct-bondedcopper的缩写）基片已经成功用于高电流IGBT（insulatedgatebipolartransistor）模块基板的设计中。

Al/SiC材料综合了高的热耗散性,低的铝合金密度和低的热膨胀系数,与BeO基片匹配。

因而减小了接头处的热应力。

BeO陶瓷还广泛用于宽带大功率的电子真空器件中,如行波管的输能窗、夹持杆和降压收集极。

低的介电常数和损耗有利于获得很好的宽频匹配特性同时也可减少功率损失。

高的导热率可以将大功率器件中产生的热量及时地传导出去,从而能够保证器件的稳定性和可靠性。

与Al2O3窗相比,BeO陶瓷可以承受大得多的连续波输出功率。

例如:

BeO窗承受263kW的输出功率没有损坏,而Al2O3窗在100kW的输出功率下即发生破裂。

　在核反应堆中的应用

核能的利用是解决当代能源紧缺的重要途径。

利用核能技术,可以获得巨大的能量,以供发电、供热等。

核反应堆陶瓷材料是反应堆使用的重要材料之一。

BeO陶瓷高温辐照稳定性比金属铍好,密度比金属铍大,高温时有相当高的强度和热导,而且,氧化铍比金属铍价格便宜。

这就使它更适于用作反应堆中的反射体、减速剂和弥散相燃料基体。

　在耐火材料中的应用

氧化铍陶瓷作为耐火材料可用于加热元件的耐火支持棒,保护屏蔽、炉衬、热偶管以及阴极、热子加热基板和涂层等。

氧化铍陶瓷比常用的Al2O3、MgO、CaO等高级耐火材料的热导率都高,故其热稳定性极好,据此,也常常使用它作为坩埚和要求导热性能良好的隔焰加热炉的结构材料。

其他应用

BeO陶瓷的应用是多方面的。

目前已可生产出大尺寸的单晶,并具有某些特殊的光学性能,也可以制备透明氧化铍陶瓷,作为特殊领域的观察窗,与Be、Ta、Mo、Zr、Nb等金属制成具有特定线膨胀系数和特殊热性能的金属陶瓷制品,高纯氧化铍陶瓷可以制作火箭头锥体、等离子弧喷嘴和导弹火箭零件。

BeO陶瓷的导热性能良好,比通常用的石英高两个数量级,因而激光器的效率高,输出功率大。

与石英管相比具有很大的优越性,而且易于小型化,在激光领域的应用前景广阔。

BeO陶瓷可作为一种组分加入各种成分的玻璃中。

含氧化铍的玻璃,能透过X射线,用这种玻璃制作的X射线管可用于结构分析,在医学上用来治疗皮肤病。

氧化铍能影响玻璃性质,如增大玻璃的比重、抗水性和硬度,提高膨胀系数、折射率和化学稳定性。

它不但可以作具有高弥散系数的特种玻璃组分,而且可以作透过紫外线的玻璃组分。