SeyrüseferMalzeme Bilgisi → Berilyum

Berilyum

Seyir Defteri - Malzeme Bilgisi
Cumartesi, 28 Eylül 2013

BerilyumBu metalin mühendislik açısından ilk anda dikkât çeken özellikleri; düşük yoğunluk ve yüksek erime sıcaklığıdır. Diğer önemli hafif metallerden  magnezyum 650oC'de, alüminyum 660oC'de erirken bu değer berilyum için 1278oC'dir. Berilyumun kimyevi nitelikleri magnezyumdan ziyade alüminyuma benzer.Nemli hava ile temas ettiğinde yüzeyinde koruyucu bir oksit tabası oluşur. Bu sebeple berilyumun soğuk ve sıcak sulu ortamlarda kimyevi direnci yüksektir. Malzemenin korozyon direncini sağlayan bu davranışı yaklaşık 600oC'ye kadar geçerliliğini muhafaza eder.

Berilyum aynı zamanda mükemmel bir indirgeyici maddedir. 900oC'den yüksek sıcaklıklarda azot ve amonyakla şiddetli tepkimeye girerek Be3N2 bileşiğini oluşturur. Diğer taraftan berilyum yüksek sıcaklıklarda bile hidrojenle tepkimeye girmez.

Berilyum oda sıcaklığında flor gazı ile tepkimeye girebilirken, klor, flor, brom, iyot, tellür ile daha yüksek sıcaklıkta alev vererek reaksiyona girer. Berilyum karbon, geçiş metalleri, alkali toprak metalleri ile beraber arametalik bileşikler oluşturabilir. Bor, arsen ve tellüryum ile metalimsi bileşikleri oluşturur. Metallerin katı berilyum içerisindeki çözünürlükleri birkaç istisna dışında yüksek sıcaklıkta bile çok düşüktür. Berilyum; sıvı lityum, potasyum, sodyum, çinko, cıva, galyum, indiyum, kalay, kurşun, antimon ve bizmut metallerine karşı dirençlidir,  sıvı halde iken ise çok tepkili bir metaldir.

Berilyum metalinin dünya genelindeki toplam üretimi senede 300 ton civarındadır. Bu miktarın %70'i bakır alaşımlamada geri kalanı ise çoğunlukla havacılık ve uzay sanayinde, elektronikte ve cam sanayinde kullanılır. Pek çok metalin aksine berilyum X ışınlarını geçirir. Bu özelliği sebebiyle X ışını tüplerininde radyasyon penceresi olarak tercih edilir.

Ayrıca berilyumoksit ya da diğer bir adlandırmayla berilya elektromanyetik pencere olarak da kullanılabilen bir malzemedir. Berilyumoksit üç halde üretilir ve kullanılır;

  1. Berilyumoksit elyafları
  2. Berilyumoksit seramikleri
  3. Berilyumoksit köpükleri

 

Berilyum alaşımı ile imal edilmiş bir dağ bisikleti gövdesi

Resim.1) Yirmi sene kadar önce berilyum alaşımı ile imâl edilmiş az sayıdaki dağ bisikleti gövdelerinden biri. Ağırlık: 1,1kg
Gri birleştirme parçaları alüminyum alaşımı, diğer parçalar berilyum alaşımı ve birleştirme yöntemi: yapıştırma.
Bu bisiklet o zamanlar 26.000$'a satılmış

 

Berilyum nadir bulunan bir elementtir. En büyük ham madde kaynakları Brezilya, Madagaskar, Mozambik, Uganda, Güney Afrika ve Rusya'da bulunur. Ticari olarak tanınmış başlıca mineralleri ise şöyledir;

  • Beril: 3 BeO . Al2O3 . 6 SiO2
  • Bertrandit:  4 BeO . SiO2 . H2O
  • Fenakit: 2 BeO . SiO2
  • Krisoberil: BeO . Al2O3

Berilin yoğunlu kuvarsa çok yakındır bu sebeple mineralin yoğunluk yöntemleri ile zenginleştirilmesi mümkün değildir. Zenginleştirmede el ile ayırma başlıca yoldur.

Berilyum metalinin üretilmesinde ilk aşama saf bir ara ürün elde etmektir. Bu ara ürün Be(OH)2 ve BeO dur. Bu ürünlerden yararlanarak, termik veya elektrolitik yolla metal üretilebilir. Berilyum kimyevi olarak çok dirençli bir element olduğundan minerallerinin çözünür duruma getirilmesi ancak yüksek sıcaklıklarda mümkün olabilmektedir.

Bu şartlarda 1650oC'da alkali ortamda eritilir (alkali füzyon) ve katılaştırılır. Katılaştırılmış ürün kırılıp öğütüldükten sonra sülfürik asitli ortamda çözelti oluşturulur. Silis çöker ve süzülerek ayrılır. K ve NH4 sülfat tuzu ilavesi ile alüminyum şap olarak kristalize edilerek çöktürülür. Kalsiyum hidroksit ilavesi ile demir ve mangan çöktürülür. Son olarak; amonyak ilavesi ile Be(OH)2 çöktürülür.

Berilyum metalinin termik yolla üretimi BeF2 bileşiği üzerinden gerçekleştirilir. Bu işlem, Be(OH)2 bileşiğinin amonyumbiflorit (NH4)HF2 bileşiği ile çözeltiye alınması, safsızlıkların uzaklaştırılmasından sonra (NH4)2BeF4 tuzunun kristalize edilerek çözeltiden ayrılması ve 900–1000oC da ısıl parçalama ile kazanılması esasına dayanır.

Elektrokimyasal üretim, BeCl2 bileşiğinin erimiş tuz elektrolizi ile gerçekleştirilir.

BeF2 den ısıl yolla Be üretimi, grafit potalarda Mg kullanarak 1300oC'de elde edilir. Erimiş tuz elektrolizi ise NaCl ve BeCl2 tuz karışımının 350-400oC'da uygulanması ile gerçekleştirilir. Katot malzemesi olarak nikel pota kullanılır. Berilyum ise yüzeye çıkarak ayrılır.

Berilyum metali, kürecikler halinde üretilir. Toz metalurjisi teknikleri ile toz haline getirilir.

Bakırın mukavemetini %2 Be4 - %0.57Co ilavesi ve ısıl işlemler ile 200-240MPa'dan 1450MPa'a kadar yükseltmek mümkün olabilmektir.

Yoğunluk: 1,848 kg/dm3
Atom Ağırlığı: 9,01218
Erime Noktası: 1278oC
Kaynama Noktası: 2469oC
Elektron: 4
Proton: 4
Bir kilo saf berilyum: ~7.500$

Berilyum ve tuzları son derece zehirlidir ve kanserojendir. Berilyumun zehirleyici nitelikleri 1940'lı yıllara kadar bilinmiyordu. Yakın dönemde yapılan çalışmalar sonucunda bu metalin insan sağlığına etki eden bir çok yönü bulunmuştur. Bileşikleri kararlı olmakla birlikte, toz olarak solunum yollarına ve deri yolu ile vücuda alınması çok tehlikelidir. Bu bakımdan berilyum içeren malzemelerle çalışırken, maske, koruyucu elbise kullanılmalıdır.

Yaftalar:

♦ Kaynaklar

1. Demir Dışı Metal Üretimi, Prof.Dr. Okan Addemir
2. Fabrication of Beryllium Oxide Radomes by Pyrolytic Deposition, 1966, National Beryllia Corporation
3. http://www.chemicool.com/elements/beryllium.html
4. Resim.1) http://mombat.org/MOMBAT/BikeHistoryPages/American.html
 







Telif Hakkı © 1997-2018 [uskudar.biz] - sürüm 5.5.1 - Bütün Hakları Saklıdır. Kullanım şartları için tıklayın!
Joomla! GNU/GPL lisansı altında özgür bir yazılımdır.