نوعی کریستال زمرد و نگین خیره کننده به نام بریل وجود دارد.قبلاً گنجینه ای بود که بزرگواران از آن لذت ببرند، اما امروز تبدیل به گنجینه زحمتکشان شده است.
چرا ما بریل را نیز به عنوان یک گنج می دانیم؟این به این دلیل نیست که ظاهری زیبا و جذاب دارد، بلکه به این دلیل است که حاوی فلز کمیاب گرانبها - بریلیم است.
معنی بریلیم زمرد است.پس از تقریباً 30 سال، مردم اکسید بریلیم و کلرید بریلیم را با فلز فعال کلسیم و پتاسیم کاهش دادند و اولین فلز بریلیم را با خلوص کم به دست آوردند.نزدیک به هفتاد سال دیگر طول کشید تا بریلیوم در مقیاس کوچک فرآوری شود.در سه دهه گذشته، تولید بریلیم سال به سال افزایش یافته است.اکنون دوره "نام پنهان" بریلیم گذشته است و سالانه صدها تن بریلیم تولید می شود.
با دیدن این، برخی از کودکان ممکن است چنین سوالی بپرسند: چرا بریلیم اینقدر زود کشف شد، اما کاربرد صنعتی آن اینقدر دیر انجام شد؟
کلید اصلی در تصفیه بریلیوم است.خالص سازی بریلیم از سنگ معدن بریلیم بسیار دشوار است و بریلیم به ویژه "تمیز کردن" را دوست دارد.تا زمانی که بریلیم حاوی کمی ناخالصی باشد، عملکرد آن به شدت تحت تاثیر قرار خواهد گرفت.تغییر کند و بسیاری از ویژگی های خوب را از دست بدهد.
البته در حال حاضر شرایط بسیار تغییر کرده است و ما توانسته ایم از روش های علمی مدرن برای تولید بریلیم فلزی با خلوص بسیار بالا استفاده کنیم.بسیاری از خواص بریلیم به خوبی برای ما شناخته شده است: وزن مخصوص آن یک سوم سبک تر از آلومینیوم است.استحکام آن مشابه فولاد است، توانایی انتقال حرارت آن سه برابر فولاد است و رسانای خوبی برای فلزات است.توانایی آن در انتقال اشعه ایکس قوی ترین است و دارای "شیشه فلزی" است.
با این همه خواص عالی، جای تعجب نیست که مردم آن را "فولاد فلزات سبک" می نامند!
برنز تسلیم ناپذیر بریلیم
در ابتدا، به دلیل اینکه تکنولوژی ذوب استاندارد نبود، بریلیم ذوب شده حاوی ناخالصی هایی بود که شکننده بود، پردازش آن دشوار بود و به راحتی با حرارت دادن اکسید می شد.بنابراین، مقدار کمی بریلیم فقط در شرایط خاص مانند پنجره عبور نور یک لوله اشعه ایکس استفاده می شد.، قطعات نورهای نئون و غیره
بعدها، مردم زمینه جدیدی گسترده و مهم را برای کاربرد بریلیم - ساخت آلیاژها، به ویژه ساخت آلیاژهای مس بریلیم - بریلیم برنز - باز کردند.
همانطور که همه ما می دانیم مس بسیار نرم تر از فولاد است و در برابر خوردگی انعطاف پذیر و مقاوم نیست.با این حال، هنگامی که مقداری بریلیم به مس اضافه شد، خواص مس به طور چشمگیری تغییر کرد.برنز بریلیم حاوی 1٪ تا 3.5٪ بریلیم دارای خواص مکانیکی عالی، سختی افزایش یافته، خاصیت ارتجاعی عالی، مقاومت در برابر خوردگی بالا و هدایت الکتریکی بالا است.فنر ساخته شده از برنز بریلیم را می توان صدها میلیون بار فشرده کرد.
برنز تسلیم ناپذیر بریلیوم اخیراً برای ساخت کاوشگرهای اعماق دریا و کابل های زیردریایی استفاده شده است که برای توسعه منابع دریایی اهمیت زیادی دارد.
یکی دیگر از ویژگی های ارزشمند برنز بریلیوم حاوی نیکل این است که در هنگام ضربه زدن جرقه نمی زند.این ویژگی برای کارخانه های دینامیت مفید است.فکر می کنید مواد قابل اشتعال و منفجره از آتش می ترسند مانند مواد منفجره و چاشنی که با دیدن آتش منفجر می شوند.و چکش ها، مته ها و سایر ابزارهای آهنی هنگام استفاده جرقه از خود ساطع می کنند.بدیهی است که برای ساخت این ابزارها استفاده از برنز بریلیوم حاوی نیکل بسیار مناسب است.علاوه بر این، برنز بریلیوم حاوی نیکل توسط آهنربا جذب نمی شود و توسط میدان های مغناطیسی مغناطیسی نمی شود، بنابراین برای ساخت قطعات ضد مغناطیسی خوب است.مواد.
آیا قبلاً نگفتم که بریلیم نام مستعار "شیشه فلزی" دارد؟در سال های اخیر، بریلیوم که وزن مخصوص کمی دارد، استحکام بالایی دارد و خاصیت ارتجاعی خوبی دارد، به عنوان بازتابنده در فکس های تلویزیونی با دقت بالا استفاده شده است.افکت واقعا خوب است و ارسال عکس فقط چند دقیقه طول می کشد.
ساخت یک "مسکن" برای دیگ اتمی
اگرچه بریلیم کاربردهای زیادی دارد، اما در میان بسیاری از عناصر، هنوز یک "فرد کوچک" ناشناخته است و توجه مردم را به خود جلب نمی کند.اما در دهه 1950، "سرنوشت" بریلیم رو به بهبودی رفت و به یک کالای داغ برای دانشمندان تبدیل شد.
چرا این هست؟معلوم شد که اینطور است: در یک دیگ بدون زغال سنگ - یک راکتور اتمی، برای آزاد کردن مقدار زیادی انرژی از هسته، باید هسته را با نیروی زیادی بمباران کرد و باعث شکافته شدن هسته شد. درست مانند بمباران یک ماده منفجره جامد با یک انبار گلوله توپ، مانند انفجار انبار مواد منفجره."گلوله توپ" مورد استفاده برای بمباران هسته نوترون نامیده می شود و بریلیوم یک "منبع نوترونی" بسیار کارآمد است که می تواند تعداد زیادی گلوله توپ نوترونی را فراهم کند.فقط "اشتعال" نوترون ها در دیگ اتمی کافی نیست.پس از احتراق، لازم است آن را واقعا "اشتعال و سوختن" کنید.
نوترون هسته را بمباران می کند، هسته شکافته می شود و انرژی اتمی آزاد می شود و همزمان نوترون های جدید تولید می شود.سرعت نوترون های جدید بسیار سریع است و به ده ها هزار کیلومتر در ثانیه می رسد.چنین نوترون های سریعی باید کند شده و به نوترون های آهسته تبدیل شوند تا بتوانند به راحتی به بمباران هسته های اتمی دیگر ادامه دهند و باعث شکاف های جدید، یک به دو، دو تا چهار... شوند. دیگ واقعاً "سوخته" است، زیرا بریلیم توانایی "ترمز" قوی در برابر نوترون ها دارد، بنابراین به یک تعدیل کننده بسیار کارآمد در راکتور اتمی تبدیل شده است.
ناگفته نماند که برای جلوگیری از خروج نوترون ها از راکتور، باید یک "کوردون" - یک بازتابنده نوترون - در اطراف راکتور ایجاد شود تا به نوترون هایی که سعی می کنند "از مرز عبور کنند" دستور داده شود تا به آن بازگردند. ناحیه واکنشبه این ترتیب از یک طرف می تواند از آسیب رساندن پرتوهای نامرئی به سلامت انسان جلوگیری کرده و از ایمنی کارکنان محافظت کند.از سوی دیگر، می تواند تعداد نوترون های فراری را کاهش دهد، "مهمات" را ذخیره کند و پیشرفت نرم شکافت هسته ای را حفظ کند.
اکسید بریلیم دارای وزن مخصوص کوچک، سختی بالا، نقطه ذوب 2450 درجه سانتیگراد است و می تواند نوترون ها را مانند آینه بازتاب دهد.این یک ماده خوب برای ساخت "خانه" یک دیگ اتمی است.
در حال حاضر، تقریباً همه انواع راکتورهای اتمی از بریلیم به عنوان بازتابنده نوترون استفاده می کنند، به ویژه در هنگام ساخت دیگ های اتمی کوچک برای وسایل نقلیه مختلف.ساخت یک راکتور اتمی بزرگ اغلب به دو تن بریلیم چند فلزی نیاز دارد.
ایفای نقش در صنعت هوانوردی
توسعه صنعت هوانوردی مستلزم آن است که هواپیماها سریعتر، بالاتر و دورتر پرواز کنند.البته بریلیم که از نظر وزن سبک و از نظر قدرت قوی است نیز می تواند مهارت خود را در این زمینه نشان دهد.
برخی از آلیاژهای بریلیوم مواد خوبی برای ساخت سکان هواپیما، جعبه بال و اجزای فلزی موتورهای جت هستند.پس از اینکه بسیاری از اجزای جنگنده های مدرن از بریلیوم ساخته شده اند، به دلیل کاهش وزن، قسمت مونتاژ کاهش می یابد که باعث می شود هواپیما با سرعت و انعطاف پذیری بیشتری حرکت کند.یک جنگنده مافوق صوت تازه طراحی شده به نام هواپیمای بریلیوم وجود دارد که می تواند با سرعت 4000 کیلومتر در ساعت، بیش از سه برابر سرعت صوت، پرواز کند.در آینده هواپیماهای اتمی و هواپیماهای برخاست و فرود با مسافت کوتاه، آلیاژهای بریلیم و بریلیم قطعا کاربرد بیشتری خواهند داشت.
پس از ورود به دهه 1960، میزان بریلیوم در موشک ها، موشک ها، فضاپیماها و ... نیز به طور چشمگیری افزایش یافته است.
بریلیم بهترین رسانای فلزات است.بسیاری از دستگاه های ترمز هواپیمای مافوق صوت در حال حاضر از بریلیم ساخته شده اند، زیرا دارای خاصیت جذب گرما و اتلاف حرارت عالی است و گرمای تولید شده هنگام ترمزگیری به سرعت دفع می شود.[صفحه بعد]
هنگامی که ماهواره‌های زمین مصنوعی و فضاپیماها با سرعت بالا در جو حرکت می‌کنند، اصطکاک بین بدن و مولکول‌های هوا باعث ایجاد دمای بالا می‌شود.بریلیم به عنوان "جلف گرمایی" آنها عمل می کند، که گرمای زیادی را جذب می کند و آن را به سرعت تحریک می کند، که از افزایش بیش از حد دما جلوگیری می کند و ایمنی پرواز را تضمین می کند.
بریلیم همچنین یک سوخت موشک بسیار کارآمد است.بریلیم در حین احتراق مقدار زیادی انرژی آزاد می کند.گرمای آزاد شده به ازای هر کیلوگرم بریلیم به 15000 کیلوکالری می رسد که یک سوخت موشک باکیفیت است.
درمان "بیماری شغلی"
این یک پدیده فیزیولوژیکی طبیعی است که افراد پس از کار و کار برای مدتی احساس خستگی می کنند.با این حال، بسیاری از فلزات و آلیاژها نیز "خستگی" دارند.با این تفاوت که پس از مدتی استراحت افراد، خستگی خود به خود از بین می رود و افراد می توانند به کار خود ادامه دهند، اما فلزات و آلیاژها اینطور نیستند.چیزها دیگر قابل استفاده نیستند.
چه تاسف خوردی!چگونه این "بیماری شغلی" فلزات و آلیاژها را درمان کنیم؟
دانشمندان برای درمان این "بیماری شغلی" یک "نوش جان" یافته اند.بریلیم است.اگر مقدار کمی بریلیم به فولاد اضافه شود و به صورت فنر برای خودرو درآید، می تواند 14 میلیون ضربه را بدون خستگی تحمل کند.علامت گذاری از.
فلز شیرین
آیا فلزات نیز طعم شیرینی دارند؟البته نه، پس چرا عنوان "فلزات شیرین" است؟
به نظر می رسد که برخی از ترکیبات فلزی شیرین هستند، بنابراین مردم به این نوع طلا «فلز شیرین» می گویند و بریلیم یکی از آنهاست.
اما هرگز بریلیوم را لمس نکنید زیرا سمی است.تا زمانی که در هر متر مکعب هوا یک میلی گرم گرد و غبار بریلیم وجود داشته باشد، افراد را به ذات الریه حاد – بیماری ریه بریلیوم مبتلا می کند.خیل عظیم کارگران در جبهه متالورژی کشورمان حمله به مسمومیت با بریلیوم را آغاز کردند و در نهایت میزان بریلیم در یک متر مکعب هوا را به کمتر از 1/100000 گرم رساندند که مشکل حفاظت از مسمومیت با بریلیوم را به طور رضایت بخشی حل کرده است.
در مقایسه با بریلیم، ترکیب بریلیم سمی تر است.ترکیب بریلیوم یک ماده کلوئیدی محلول در بافت‌های حیوانی و پلاسما تشکیل می‌دهد و سپس با هموگلوبین واکنش شیمیایی می‌دهد و ماده جدیدی تولید می‌کند و در نتیجه باعث ایجاد بافت و اندام می‌شود.ضایعات مختلف، بریلیم در ریه ها و استخوان ها نیز می توانند باعث سرطان شوند.اگرچه ترکیب بریلیوم شیرین است، اما "باسن ببر" است و نباید به آن دست زد.