|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Бериллий | Бериллий (далее Б) (лат. Beryllium), , элемент группы периодической системы номер 4, масса 9,0122; легкий светло-серый металл. Имеет один стабильный изотоп 9. Открыт в 1798 в виде окиси , выделенной из минерала берилла Л. Вокленом. Металлический Б впервые получили в 1828 Ф. Велер и А. Бюсси независимо друг от друга. Т. к. некоторые соли Б сладкого вкуса, его вначале называли "глюциний" (от греч. glykys — сладкий) или "глиций". Название Glicinium (знак GI) употребляется (наряду с Б) только во Применение Б началось в 40-х гг. 20 в., хотя его ценные свойства как компонента сплавов были обнаружены еще ранее, а замечательные ядерные — в начале 30-х гг. 20 в.
Б — редкий элемент, среднее содержание его в земной коре 6 10-4% по массе. Б — типичный литофильный элемент, характерный для кислых, субщелочных и щелочных магм. Известно около 40 минералов Б Из них наибольшее практическое значение имеет берилл, перспективны и частично используются фенакит, гельвин, хризоберилл, бертрандит (см. Бериллиевые руды).
Физические и свойства. решетка Б гексагональная плотноупакованная с периодами а = 2,855  и с= 3,5840  . Б легче его плотность 1847,7 кг/м3 (у около 2700 кг/м3), tлл 1284°, tkип 2450°С.
Б обладает наиболее высокой из всех металлов теплоемкостью, 1,80 кдж/(кг.•К) или 0,43 ккал/ (кг•°С), высокой теплопроводностью, 178 вт/(м•К) или 0,45 кал/см•сек•°С) при 50°С, низким электросопротивлением, 3,6—4,5 мком•см при 20°С; коэффициент линейного расширения 10,3—131 (25—100°С). Эти свойства зависят от качества и структуры металла и заметно меняются с температурой. Модуль продольной упругости (модуль Юнга) 300Гн/м2 (3.104 кгс/мм2). Механические свойства Б зависят от чистоты металла, величины зерна и текстуры, определяемой характером обработки. Предел прочности Б при растяжении 200—550 Мн/м2 (20—55 кгс/мм2), удлинение 0,2—2%. Обработка давлением приводит к определенной ориентации Б, возникает анизотропия, становится возможным значительное улучшение свойств. Предел прочности в направлении вытяжки доходит до 400—800Мн/м2(40—80 кгс/мм2), предел текучести 250—600 Мн/м2 (25—60 кгс/мм2), а относительное удлинение до 4—12%. Механические свойства в направлении, перпендикулярном вытяжке, почти не меняются. Б — хрупкий металл; его ударная вязкость 10—50 кдж/м2 (0,1— 0,5 кгс.•м/см2). Температура перехода Б из хрупкого состояния в пластическое 200— 400 °С.
В соединениях Б 2-валентен (конфигурация внешних электронов 2s2). Б обладает высокой активностью, но компактный металл устойчив на воздухе благодаря образованию тонкой и прочной пленки окиси . При нагревании выше 800 °С быстро окисляется. С водой до 100°С Б практически не взаимодействует. Легко растворяется в плавиковой, соляной, разбавленной серной кислотах, слабо реагирует с концентрированной серной и разбавленной кислотами и не реагирует с концентрированной Растворяется в водных растворах щелочей, образуя соли бериллаты, например 22. При комнатной температуре реагирует с а при повышенных — с др. галогенами и сероводородом. Взаимодействует с при температуре выше 650 °С с образованием нитрида 32 и при температуре выше 1200°С с образуя карбид 2. С практически не реагирует во всем диапазоне температур. Гидрид Б получен при разложении бериллийорганических соединений и устойчив до 240°С. При высоких температурах Б взаимодействует с большинством металлов, образуя бериллиды; с и дает эвтектические сплавы. Растворимость примесных элементов в Б чрезвычайно мала. Мелкодисперсный порошок Б сгорает в парах серы, Расплавленный Б взаимодействует с большинством окислов, нитридов, сульфидов и карбидов. Единственно пригодным материалом тиглей для плавки Б служит бериллия окись.
Гидроокись ()2 — слабое основание с амфотерными свойствами. Соли Б сильно гигроскопичны и за небольшим исключением (фосфат, карбонат) хорошо растворимы в воде, их водные растворы вследствие гидролиза имеют кислую реакцию. 2 с щелочных металлов и аммония образует например 24, имеющие большое промышленное значение. Известен ряд сложных бериллийорганических соединений, гидролиз и окисление некоторых из них протекают со взрывом.
Получение и применение. В промышленности металлический Б и его соединения получают переработкой берилла в гидроокись ()2 или сульфат 04. По одному из способов, измельченный берилл спекают с 26, образующиеся 24 и 3 выщелачивают из смеси водой; при добавлении к этому раствору в осадок выпадает ()2. По другому способу, берилл спекают с известью или мелом, спек обрабатывают серной кислотой; образующийся 04 выщелачивают водой и осаждают аммиаком ()2. Более полная очистка достигается многократной 4, из которого прокаливанием получают . Известно также вскрытие берилла или действием фосгена. Дальнейшая обработка ведется с целью получения 2 или 2.
Металлический Б получают восстановлением 2 при 900—1300°С или электролизом 2 в смеси с при 350°С.
Полученный металл переплавляют в вакууме. Металл высокой чистоты получают дистилляцией в вакууме, а в небольших количествах — зонной плавкой; применяют также электролитическое рафинирование.
Из-за трудностей получения качественных отливок заготовки для изделий из Б готовят методами порошковой металлургии. Б измельчают в порошок и подвергают горячему прессованию в вакууме при 1140—1180°С. Прутки, трубы и др. профили получают выдавливанием при 800—1050°С (горячее выдавливание) или при 400—500 °С (теплое выдавливание). Листы из Б получают прокаткой горячепрессованных заготовок или выдавленных полос при 760—840°С. Применяют и др. виды обработки — ковку, штамповку, волочение. При механической обработке Б пользуются твердосплавным инструментом.
Сочетание малой массы, малого сечения захвата тепловых нейтронов (0,009 барн на и удовлетворительной стойкости в условиях радиации делает Б одним из лучших материалов для изготовления замедлителей и отражателей нейтронов в реакторах. В Б выгодно сочетаются малая плотность, высокий модуль упругости, прочность, теплопроводность. По удельной прочности Б превосходит все металлы. Благодаря этому в конце 50 — начале 60-х гг. Б стали применять в авиационной, ракетной и космической технике и гироприборостроении. Однако высокая хрупкость Б при комнатной температуре — главное препятствие к его широкому использованию как конструкционного материала.
Б входит в состав сплавов на основе , , и др. цветных металлов (см. Алюминиевые сплавы, Магниевые сплавы, Медные сплавы).
Некоторые бериллиды тугоплавких металлов рассматриваются как перспективные конструкционные материалы в авиа- и ракетостроении. Б применяется также для поверхностной бериллизации стали. Из Б изготовляют окна рентгеновских трубок, используя его высокую проницаемость для рентгеновских лучей (в 17 раз большую, чем у Б применяется в нейтронных источниках на основе радия, т.к. он обладает свойством интенсивного излучения нейтронов при бомбардировке a-частицами. Б и некоторые его соединения рассматриваются как перспективное твердое ракетное топливо с наиболее высокими удельными импульсами.
Широкое производство чистого Б началось после 2-й мировой войны. Переработка Б осложняется высокой токсичностью летучих соединений и пыли, содержащей Б, поэтому при работе с Б и его соединениями нужны специальные меры защиты.
Б в организме. Б присутствует в тканях многих растений и животных. Содержание Б в почвах колеблется от 2•10-4 до 1•10-3%; в золе растений около 2•10-4%. У животных Б распределяется во всех органах и тканях; в золе костей содержится от 5.10-4 до 7.10-3% Б Около 50% усвоенного животным Б выделяется с мочой, около 30% поглощается костями, 8% обнаружено в печени и почках. Биологическое значение Б мало выяснено; оно определяется участием Б в обмене и Р в костной ткани. При избытке в рационе Б, по-видимому, происходит связывание в кишечнике ионов кислоты в неусвояемый фосфат Б Активность некоторых ферментов (щелочной фосфатазы, тормозится малыми концентрациями Б Под влиянием Б при недостатке развивается не излечиваемый витамином D бериллиевый рахит, встречаемый у животных в биогеохимических провинциях, богатых Б
Лит.: Б, под ред. Д. Уайта, Дж. Берка, пер. с англ., М., 1960; Дарвин Дж., Баддери Дж., Б, пер. с англ., М., 1962; Силина Г. Ф., Зарембо Ю. И., Бертина Л. Э., Б, технология и металлургия, М., 1960; Папиров И. И., Тихинский Г. Ф., Физическое металловедение бериллия, М., 1968; Эверест Д., бериллия, пер. с англ., М., 1968; и технология редких и рассеянных элементов, т. 2, М., 1969; Самсонов Г. В., бериллидов, "Успехи химии", 1966, т. 35, в. 5, с. 779; Гагарин В. В., Б как конструкционный материал энергетики, "Атомная техника за рубежом", 1969, №3, с.9; Ижванов Л. А. (и др.), Б — новый конструкционный металл, "Металловедение и термическая обработка металлов", 1969, №2, с. 24; Коган Б И., Капустинская К. А., Б в современной технике, "Цветные металлы", 1967, № 7, с. 105.
Б М. Булычев, Л. А. Ижванов, В. В. Ковальский. |
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
|
|
Новости 23.12.2024 05:18:45
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
