เรียนรู้เกี่ยวกับ Beryllium - คุณสมบัติและการใช้งาน

Beryllium เป็นโลหะหนักและเบาที่มีจุดหลอมเหลวสูงและคุณสมบัติทางนิวเคลียร์ที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งทำให้มีความสำคัญต่อการใช้งานด้านอวกาศและการทหารมากมาย

คุณสมบัติ

• สัญลักษณ์อะตอม: เป็น
• จำนวนอะตอม: 4
• ประเภทวัสดุ: โลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ
• ความหนาแน่น: 1.85 g / cm³
• จุดหลอมเหลว: 2349 ° F (1287 ° C)
• จุดเดือด: 4476 ° F (2469 ° C)
• ความแข็ง Mohs: 5.5

ลักษณะ

เบริลเลียมบริสุทธิ์เป็นโลหะที่เบาและแข็งแรงมาก

ด้วยความหนาแน่น 1.85 กรัม / เซนติเมตร ³ เบริลเลียมเป็นโลหะธาตุที่มีน้ำหนักเบาเป็นอันดับสองรองจากลิเทียมเท่านั้น

โลหะสีเทามีมูลค่าเป็นองค์ประกอบผสมเพราะจุดหลอมเหลวสูงความต้านทานต่อการคืบและแรงเฉือนตลอดจนความแข็งแรงแรงดึงสูงและความแข็งแรงดัดงอ แม้ว่าน้ำหนักของ เหล็ก จะมีน้ำหนักเพียงประมาณหนึ่งในสี่เท่า แต่เบริลเลียมก็แข็งแรงมากถึงหกเท่า

เช่นเดียวกับ อลูมิเนียม โลหะเบริลเลียมทำให้เกิดชั้นออกไซด์บนพื้นผิวที่ช่วยต่อต้าน การกัดกร่อน โลหะมีทั้งคุณสมบัติที่ไม่ใช่ แม่เหล็ก และไม่ใช่ประกายไฟซึ่งมีค่าอยู่ในน้ำมันและก๊าซ - และมีการนำความร้อนสูงในช่วงของอุณหภูมิและคุณสมบัติการกระจายความร้อนที่ดีเยี่ยม

การดูดกลืนรังสีเอกซ์ต่ำของ Beryllium และการแบ่งส่วนของการกระเจิงนิวตรอนสูงทำให้เหมาะสำหรับหน้าต่างรังสีเอกซ์และเป็นตัวสะท้อนนิวตรอนและตัวควบคุมนิวตรอนในการใช้งานด้านนิวเคลียร์

ถึงแม้องค์ประกอบจะมีรสหวาน แต่มันมีฤทธิ์กัดกร่อนต่อเนื้อเยื่อและการสูดดมอาจทำให้เกิดโรคภูมิแพ้เรื้อรังที่คุกคามชีวิตได้ซึ่งเรียกว่าโรคเบริลเลียม

ประวัติศาสตร์

แม้ว่าจะแยกตัวออกมาเป็นครั้งแรกในช่วงปลายทศวรรษศตวรรษที่ 18 แต่รูปแบบโลหะบริสุทธิ์ของเบริลเลียมยังไม่เกิดขึ้นจนกว่าจะถึงปีพ. ศ. 2371 มันจะเป็นอีกหนึ่งศตวรรษก่อนที่จะมีการพัฒนาเบริลคอลในเชิงพาณิชย์

นักเคมีชาวฝรั่งเศสชื่อ Louis-Nicholas Vauquelin ได้ตั้งชื่อว่า 'glucinium' (จาก glykys กรีกสำหรับ 'sweet') เนื่องจากรสชาติของมัน

Friedrich Wohler ผู้ซึ่งกำลังทำงานอยู่กับการแยกธาตุในประเทศเยอรมนีต้องการใช้คำว่า beryllium และท้ายที่สุดก็คือสหภาพนานาชาติด้านเคมีบริสุทธิ์และประยุกต์ซึ่งตัดสินใจว่าจะใช้คำว่าเบริลเลียมระยะ

ในขณะที่การค้นคว้าคุณสมบัติของโลหะนั้นยังคงดำเนินต่อไปจนถึงศตวรรษที่ 20 แต่ก็ยังไม่ถึงเวลาที่สมบัติของเบริลเลียมจะกลายเป็นสารประกอบอัลลอยด์ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 การพัฒนาเชิงพาณิชย์ของโลหะเริ่มขึ้น

การผลิต

Beryllium ถูกสกัดจากแร่สองชนิด beryl (เป็น ₃ Al ₂ (SiO ₃ ) ₆ ) และ bertrandite (เป็น ₄ Si ₂ O ₇ (OH) ₂ ) ในขณะที่ Beryl โดยทั่วไปมีปริมาณเบริลเลียมสูง (3-5 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก) การปรับแต่งจะทำได้ยากกว่าไบเทรียไนท์ซึ่งโดยปกติจะมีไบริลน้อยกว่า 1.5 เปอร์เซ็นต์ กระบวนการกลั่นของแร่ทั้งสองมีความคล้ายคลึงกันและสามารถดำเนินการได้ในสถานที่เดียว

เนื่องจากความแข็งที่เพิ่มขึ้นนั้นต้องใช้แร่เบริลเลียมก่อนโดยการหลอมในเตาเผาไฟฟ้า วัสดุที่หลอมละลายจะพรวดพราดไปในน้ำทำให้เป็นผงละเอียดที่เรียกว่า 'frit'

แร่และแร่ฟอร์จูนที่ถูกบดขยี้ครั้งแรกจะได้รับการบำบัดด้วยกรดซัลฟิวริคซึ่งจะสลายเบริลเลียมและโลหะอื่น ๆ ที่มีอยู่ทำให้เกิดซัลเฟตที่ละลายน้ำได้

สารละลายซัลเฟตที่เติมเบริลเลียมจะเจือจางด้วยน้ำและใส่ลงในถังที่มีสารเคมีอินทรีย์ที่ไม่ชอบน้ำ

ในขณะที่สารเบริลเลียมยึดติดกับสารอินทรีย์สารละลายน้ำจะยังคง เหล็ก อลูมิเนียมและสิ่งสกปรกอื่น ๆ กระบวนการสกัดด้วยตัวทำละลายนี้สามารถทำซ้ำได้จนกระทั่งสารเบริลเลียมที่ต้องการจะเข้มข้นในสารละลาย

สารไบรีลเข้มข้นจะถูกทำปฏิกิริยากับแอมโมเนียมคาร์บอทและให้ความร้อนซึ่งจะทำให้เกิดการตกตะกอนเบริลเลียมไฮดรอกไซด์ (BeOH ₂ ) ไฮโดรเจนไซยาเทเนียมความบริสุทธิ์สูงเป็นวัสดุที่นำเข้าสำหรับการใช้งานที่สำคัญของส่วนประกอบเช่น ทองแดง เบริลเลียม อัลลอย เซรามิคเบริลเลียมและการผลิตโลหะเบริลเลียมบริสุทธิ์

เพื่อผลิตโลหะเบริลเลียมที่มีความบริสุทธิ์สูงรูปแบบของไฮดรอกไซด์จะถูกละลายใน ammonium bifluoride และถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่า 900 องศา เซลเซียสทำให้เกิดเบริลเลียมฟลูออไรด์ที่หลอมละลาย

หลังจากถูกโยนลงในแม่พิมพ์ฟลูออรีเรียเบริลเลียมผสมกับ แมกนีเซียม หลอมในเตาเผาและอุ่น ซึ่งจะช่วยให้เบริลเลียมบริสุทธิ์แยกออกจากตะกรัน (วัสดุเหลือใช้) หลังจากแยกออกจากตะกรันแมกนีเซียมทรงกลมเบอริลเลียมที่วัดความบริสุทธิ์ประมาณ 97 เปอร์เซ็นต์

แมกนีเซียมส่วนเกินจะถูกเผาด้วยการบำบัดต่อไปในเตาสูญญากาศทำให้เหลือเบริลเลียมที่มีความบริสุทธิ์ถึง 99.99 เปอร์เซ็นต์

ทรงกลมเบริลเลียมมักถูกดัดแปลงให้เป็นผงผ่านการอัดแบบ isostatic ทำให้เกิดผงที่สามารถนำมาใช้ในการผลิตอัลลอยเบริลเลียมอลูมิเนียมหรือโลหะอัลลอยด์เบริลเลียมบริสุทธิ์

นอกจากนี้ยังสามารถรีไซเคิล Beryllium จากเศษโลหะได้อีกด้วย อย่างไรก็ตามปริมาณวัสดุรีไซเคิลมีความผันแปรและ จำกัด เนื่องจากใช้เทคโนโลยีกระจายตัวเช่นอิเล็กทรอนิกส์ เบริลเลียมที่มีอยู่ในโลหะผสมทองแดง - เบริลเลียมที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นเรื่องยากที่จะเก็บรวบรวมและเมื่อเก็บรวบรวมครั้งแรกจะมีการรีไซเคิลทองแดงซึ่งจะเจือจางเนื้อหาของเบริลเลียมให้เหลือน้อยลง

เนื่องจากลักษณะทางยุทธศาสตร์ของโลหะจึงทำให้ตัวเลขการผลิตเบริลเลียมถูกต้อง อย่างไรก็ตามการผลิตเบริลเลียมจากทั่วโลกประมาณ 500 เมตริกตัน

การทำเหมืองแร่และการกลั่นของเบริลเลียมในสหรัฐฯซึ่งมีสัดส่วนถึง 90 เปอร์เซ็นต์ของการผลิตทั่วโลกถูกครอบงำด้วย Materion Corp. เดิมชื่อ Brush Wellman Inc. บริษัท ดำเนินธุรกิจเหมือง Spor Mountain bertrandite ในยูทาห์และเป็นประเทศที่ใหญ่ที่สุดในโลก ผู้ผลิตและผู้จัดจำหน่ายโลหะเบริลเลียม

ในขณะที่เบริลเลียมได้รับการขัดเกลาเฉพาะในสหรัฐอเมริกาคาซัคสถานและจีนแล้วเบริลเลลก็ถูกขุดขึ้นในหลายประเทศเช่นจีนโมซัมบิกไนจีเรียและบราซิล

การใช้งาน:

การใช้ Beryllium แบ่งได้เป็น 5 ส่วนคือ

• อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคและโทรคมนาคม
• ชิ้นส่วนอุตสาหกรรมและการบินพาณิชย์
• การป้องกันและการทหาร
• ทางการแพทย์
• อื่น ๆ

_{แหล่งที่มา:}

_{Walsh, Kenneth A. Beryllium เคมีและการแปรรูป ASM Intl (2009)
การสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐ รายงานแร่ประจำปี 2554 เบริลเลียม. Brian W. Jaskula
URL: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/beryllium/myb1-2011-beryl.pdf
สมาคมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเบริลเลียม เกี่ยวกับ Beryllium
URL: http://beryllium.eu/
วัลแคนทอม HardAssetInvestor.com ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับเบริลเลียม: การสร้างความเข้มแข็งเป็นโลหะที่สำคัญและมีกลยุทธ์
URL: http://www.hardassetsinvestor.com}

_{ติดตาม Terence บน Google+}