Бериллий

СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ БЕРИЛЛИЯ

Бериллий (Be) — металл сероватого цвета. В изломе его различаются крупные кристаллы с ярким металлическим блеском. Содержание его в земной коре оценивается примерно 0,0005%. Элемент открыт в 1798 г. Свое название он получил от минерала берилла, содержащего этот элемент. Бериллий обладает самой высокой из всех металлов скрытой теплотой плавления. Упругость паров бериллия при температуре плавления ничтожно мала. Ниже приведены физические и механические свойства бериллия:

Механические свойства бериллия в литом и деформированном состояниях различаются в зависимости от направления проведения испытаний. Литой бериллий очень хрупок. Наилучшими механическими свойствами обладает бериллий после теплой обработки давлением, которая проводится при температурах ниже температуры рекристаллизации. Температура рекристаллизации бериллия изменяется в пределах от 700 и 900°С в зависимости от степени деформации и времени выдержки. Рекристаллизационный отжиг значительно повышает пластичность и уменьшает прочность бериллия.

Высокие прочностные характеристики в сочетании с малой плотностью, относительно высокой температурой плавления, хорошей коррозионной стойкостью делают бериллий в ряде случаев незаменимым конструкционным материалом для нужд авиационной, ракетной техники и в приборостроении.

По химическим свойствам бериллий подобен алюминию. Он обладает большим сродством к кислороду. Однако благодаря пленке окиси, образующейся на его поверхности, бериллий устойчив к кислороду воздуха при комнатной температуре. При 1200°С металлический бериллий горит. Компактный бериллий интенсивно реагирует с азотом при температурах > 1000°С, а в порошкообразном состоянии — при температурах >500°С. С водородом бериллий не реагирует даже при высоких температурах. Он легко растворяется в серной и соляной кислотах, а также щелочах; разбавленная азотная кислота медленно растворяет бериллий, тогда как концентрированная азотная кислота на него почти не действует.

Важным специфическим свойством бериллия является его высокая проницаемость для рентгеновских лучей, которая в 17 раз выше, чем у алюминия, поэтому чистый металлический бериллий применяют для изготовления окон рентгеновских трубок. Малое эффективное сечение захвата тепловых нейтронов в сочетании с малой атомной массой делают бериллий одним из лучших материалов для замедлителей и отражателей тепловых нейтронов атомных реакторов, материалов для оболочек тепловыделяющих элементов. Бериллий становится интенсивным источником нейтронов при бомбардировке α-частицами. На этом свойстве основано использование бериллия в нейтронных источниках на основе радия, полония, актиния, плутония. Важное практическое применение бериллий получил как компонент меднобериллиевых сплавов — бериллиевых бронз. Отношение прочности к плотности у бериллия значительно выше, чем у авиационных сталей и сплавов на основе титана и алюминия, бериллий находит все расширяющееся применение в авиационной промышленности и ракетной технике. Ряд ценных физических свойств позволяет использовать бериллий в электротехнике, связи, в электронике и радиотехнике. В литейном деле бериллий применяют как эффективный раскислитель. Небольшие присадки бериллия к алюминиевым и магниевым сплавам резко повышают их коррозионную стойкость.

Окись бериллия обладает большой химической устойчивостью и теплопроводностью, сочетающейся с высоким электрическим сопротивлением и термостойкостью, что позволяет применять ее в качестве огнеупорного материала для изготовления тиглей, футеровочных материалов, керамических покрытий и пр.