Sobre el Berilio
El berilio es un metal duro y grisáceo que se encuentra naturalmente en rocas minerales, carbón, suelo y polvo volcánico. El uso comercial de berilio requiere el uso de equipos de control de polvo apropiados y controles industriales en todo momento debido a la toxicidad de los polvos que contienen berilio inhalados que pueden causar una enfermedad alérgica crónica potencialmente mortal en algunas personas llamada beriliosis. El berilio tiene una gran sección transversal de dispersión para neutrones de alta energía, alrededor de 6 graneros para energías superiores a aproximadamente 10 keV. Por lo tanto, funciona como reflector de neutrones y moderador de neutrones, reduciendo la velocidad de los neutrones a energía térmica. Dado que el berilio tiene un umbral de energía muy bajo para la emisión de neutrones, se puede utilizar como fuente de neutrones en reactores nucleares. La fuente Sb-Be se basa en la reacción (γ, n) (es decir, emite fotoneutrones).
Resumen
| Elemento | Berilio |
| Número atómico | 4 |
| Categoría de elemento | Metal alcalinotérreo |
| Fase en STP | Sólido |
| Densidad | 1.848 g / cm3 |
| Resistencia a la tracción | 345 MPa |
| Límite de elastacidad | N / A |
| Módulo de Young | 287 GPa |
| Escala de Mohs | 5,5 |
| Dureza Brinell | 600 MPa |
| Dureza Vickers | 1670 MPa |
| Punto de fusion | 1278 ° C |
| Punto de ebullición | 2469 ° C |
| Conductividad térmica | 200 W / mK |
| Coeficiente de expansión térmica | 11,3 µm / mK |
| Calor especifico | 1,82 J / g K |
| Calor de fusión | 12,2 kJ / mol |
| Calor de vaporización | 292,4 kJ / mol |
| Resistividad eléctrica [medidor de nanoOhmios] | 36 |
| Susceptibilidad magnética | −9,0e-6 cm ^ 3 / mol |
Aplicaciones del Berilio
El berilio se puede utilizar como agente de aleación en la producción de berilio-cobre, diagnósticos de detección de rayos X, fabricación de periféricos de computadora, en reactores nucleares como moderadores y reflectores de neutrones. El 80% del berilio utilizado se destina a aleaciones de cobre-berilio. La combinación de peso ligero con alta resistencia a temperaturas extremas hace que el berilio metálico y las aleaciones de aluminio y berilio sean ideales para su uso en aplicaciones aeroespaciales de alto rendimiento, como componentes de cohetes. La transparencia a la radiación X hace que el berilio puro sea esencial en los equipos de seguridad y la tecnología de imágenes médicas de alta resolución, como la mamografía para detectar el cáncer de mama. El berilio de cobre es el más duro y resistente de todas las aleaciones de cobre (UTS hasta 1400 MPa), en condiciones de tratamiento térmico completo y trabajo en frío.
Producción y precio del Berilio
Los precios de las materias primas cambian a diario. Están impulsados principalmente por la oferta, la demanda y los precios de la energía. En 2019, los precios del berilio puro rondaron los 5300 $ / kg.
El contenido de berilio en la corteza terrestre es de 2,6 ppm. Es uno de los elementos más tóxicos, por lo que causa daño a los pulmones humanos y a otros organismos. Se encuentra en hasta 30 minerales diferentes. El berilio se extrae más comúnmente del mineral berilo, que se sinteriza con un agente de extracción o se funde en una mezcla soluble. El proceso de sinterización implica mezclar berilo con fluorosilicato de sodio y sosa a 770 ° C (1420 ° F) para formar fluoroberilato de sodio, óxido de aluminio y dióxido de silicio. El berilio también se puede reciclar fácilmente a partir de aleaciones de chatarra. Sin embargo, la cantidad de materiales reciclados es variable y limitada debido a su uso en tecnologías dispersivas, como la electrónica.
Fuente: www.luciteria.com
Propiedades mecánicas del Berilio
Resistencia del Berilio
En mecánica de materiales, la resistencia de un material es su capacidad para soportar una carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas. La resistencia de los materiales básicamente considera la relación entre las cargas externas aplicadas a un material y la deformación resultante o cambio en las dimensiones del material. Al diseñar estructuras y máquinas, es importante considerar estos factores, a fin de que el material seleccionado tenga la resistencia adecuada para resistir las cargas o fuerzas aplicadas y conservar su forma original. La resistencia de un material es su capacidad para soportar esta carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas.
Para la tensión de tracción, la capacidad de un material o estructura para soportar cargas que tienden a alargarse se conoce como resistencia máxima a la tracción (UTS). El límite elástico o límite elástico es la propiedad del material definida como el esfuerzo en el que un material comienza a deformarse plásticamente, mientras que el límite elástico es el punto donde comienza la deformación no lineal (elástica + plástica).
Ver también: Resistencia de los materiales
Máxima resistencia a la tracción del Berilio
La resistencia máxima a la tracción del berilio es de 345 MPa.
Límite de elastacidad del Berilio
El límite elástico del berilio es N / A.
Módulo de eYoung del Berilio
El módulo de Young del berilio es 287 GPa.
Dureza del Berilio
En la ciencia de los materiales, la dureza es la capacidad de resistir la hendidura de la superficie ( deformación plástica localizada ) y el rayado . La prueba de dureza Brinell es una de las pruebas de dureza por indentación, que se ha desarrollado para las pruebas de dureza. En las pruebas Brinell, se fuerza un penetrador esférico duro bajo una carga específica en la superficie del metal que se va a probar.
La dureza Brinell del berilio es de aproximadamente 600 MPa.
El método de prueba de dureza Vickers fue desarrollado por Robert L. Smith y George E. Sandland en Vickers Ltd como una alternativa al método Brinell para medir la dureza de materiales. El método de prueba de dureza Vickers también se puede utilizar como método de prueba de microdureza , que se utiliza principalmente para piezas pequeñas, secciones delgadas o trabajos de profundidad de caja.
La dureza Vickers del berilio es de aproximadamente 1670 MPa.
La dureza al rayado es la medida de la resistencia de una muestra a la deformación plástica permanente debido a la fricción de un objeto afilado. La escala más común para esta prueba cualitativa es la escala de Mohs , que se utiliza en mineralogía. La escala de Mohs de dureza mineral se basa en la capacidad de una muestra natural de mineral para rayar visiblemente otro mineral.
El berilio tiene una dureza de aproximadamente 5,5.
Ver también: dureza de materiales
Berilio – Estructura cristalina
Una estructura cristalina posible de berilio es hexagonal compacta estructura .
En los metales, y en muchos otros sólidos, los átomos están dispuestos en matrices regulares llamadas cristales. Una red de cristal es un patrón repetitivo de puntos matemáticos que se extiende por todo el espacio. Las fuerzas de los enlaces químicos provocan esta repetición. Es este patrón repetido el que controla propiedades como resistencia, ductilidad, densidad, conductividad (propiedad de conducir o transmitir calor, electricidad, etc.) y forma. Hay 14 tipos generales de patrones conocidos como celosías de Bravais.
Ver también: Estructura cristalina de materiales
Estructura cristalina del Berilio
Resistencia de los elementos
Elasticidad de los elementos
Dureza de los elementos
Propiedades térmicas del Berilio
Berilio: punto de fusión y punto de ebullición
Punto de berilio de fusión es de 1278 ° C .
Punto de berilio de ebullición es 2469 ° C .
Tenga en cuenta que estos puntos están asociados con la presión atmosférica estándar.
Berilio – Conductividad térmica
La conductividad térmica del berilio es 200 W / (m · K).
Las características de transferencia de calor de un material sólido se miden mediante una propiedad llamada conductividad térmica , k (o λ), medida en W / mK . Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un material por conducción . Tenga en cuenta que la ley de Fourier se aplica a toda la materia, independientemente de su estado (sólido, líquido o gas), por lo tanto, también se define para líquidos y gases.
Coeficiente de expansión térmica del Berilio
El coeficiente de expansión térmica lineal del berilio es de 11,3 µm / (m · K)
La expansión térmica es generalmente la tendencia de la materia a cambiar sus dimensiones en respuesta a un cambio de temperatura. Por lo general, se expresa como un cambio fraccionario en longitud o volumen por cambio de temperatura unitario.
Berilio – Calor específico, calor latente de fusión, calor latente de vaporización
Calor específico del berilio es 1,82 J / g K .
La capacidad calorífica es una propiedad extensa de la materia, lo que significa que es proporcional al tamaño del sistema. La capacidad calorífica C tiene la unidad de energía por grado o energía por kelvin. Cuando se expresa el mismo fenómeno como una propiedad intensiva, la capacidad calorífica se divide por la cantidad de sustancia, masa o volumen, por lo que la cantidad es independiente del tamaño o extensión de la muestra.
El calor latente de fusión del berilio es 12,2 kJ / mol .
El calor latente de vaporización del berilio es 292,4 kJ / mol .
El calor latente es la cantidad de calor que se agrega o elimina de una sustancia para producir un cambio de fase. Esta energía descompone las fuerzas de atracción intermoleculares y también debe proporcionar la energía necesaria para expandir el gas (el trabajo pΔV ). Cuando se agrega calor latente, no se produce ningún cambio de temperatura. La entalpía de vaporización es función de la presión a la que tiene lugar esa transformación.
Punto de fusión de los elementos
Conductividad térmica de los elementos
Expansión térmica de elementos
Capacidad calorífica de los elementos
Calor de fusión de elementos
Calor de vaporización de elementos
Berilio – Resistividad eléctrica – Susceptibilidad magnética
La propiedad eléctrica se refiere a la respuesta de un material a un campo eléctrico aplicado. Una de las principales características de los materiales es su capacidad (o falta de capacidad) para conducir corriente eléctrica. De hecho, los materiales se clasifican según esta propiedad, es decir, se dividen en conductores, semiconductores y no conductores.
Ver también: Propiedades eléctricas
La propiedad magnética se refiere a la respuesta de un material a un campo magnético aplicado . Las propiedades magnéticas macroscópicas de un material son una consecuencia de las interacciones entre un campo magnético externo y los momentos dipolares magnéticos de los átomos constituyentes . Diferentes materiales reaccionan a la aplicación de un campo magnético de manera diferente .
Ver también: Propiedades magnéticas
Resistividad eléctrica del Berilio
La resistividad eléctrica del berilio es de 36 nΩ⋅m .
La conductividad eléctrica y su inversa, la resistividad eléctrica , es una propiedad fundamental de un material que cuantifica cómo el berilio conduce el flujo de corriente eléctrica. La conductividad eléctrica o conductancia específica es el recíproco de la resistividad eléctrica.
Susceptibilidad magnética del Berilio
La susceptibilidad magnética del berilio es de -9,0e-6 cm ^ 3 / mol .
En electromagnetismo, la susceptibilidad magnética es la medida de la magnetización de una sustancia. La susceptibilidad magnética es un factor de proporcionalidad adimensional que indica el grado de magnetización del berilio en respuesta a un campo magnético aplicado.
Resistividad eléctrica de elementos
Susceptibilidad magnética de elementos
Otras propiedades del Berilio
