Редкий металл – содержание Ве в земной коре 5 · 10-4% (как и соседние с ним литий и бор, относительно мало распространен в земной коре). Типичный литофильный элемент, характерный для кислых, субщелочных и щелочных магм. Не является рассеянным, так как входит в состав поверхностных залежей берилла в пегматитовых породах, которые последними закристаллизовались в гранитных куполах. Есть сообщения о гигантских бериллах длиной до 1 м и массой до нескольких тонн.
Известно 54 собственно бериллиевых минерала – из них наибольшее практическое значение имеет берилл 3BeO·Al2O3·6SiO2, который после обработки переводят в форму хлорида или фторида. Этот минерал имеет много окрашенных разновидностей: изумруд (около 2% Cr придают ему зеленый цвет), аквамарин (примесь Fe(II) обуславливает его голубую окраску), воробьевит (розового цвета из-за примесей соединений Mn(II)), а гелиодор (золотисто-желтый – ионы Fe(III)). Перспективны и частично используются фенакит 2BeO·SiO2, гельвин (Mn, Fe, Zn)4[BeSiO4]3S, хризоберилл BeAl2O4, бертрандит 4BeO·2SiO2·H2O.
Мировые природные ресурсы Ве оцениваются более чем в 80 тыс. т (по содержанию Ве), из которых около 65% сосредоточено в США (основное Ве сырье – бертрандитовая руда). Подтвержденные запасы – на месторождении Spur Mountain (шт. Юта), являющемся основным в мире источником Ве, на конец 2000 составили примерно 19 тыс. т (по содержанию металла). Из других стран наибольшими запасами Ве обладают Китай, Россия и Казахстан. Во времена СССР Ве на территории России добывался на Малышевском (Свердловская область), Завитинском (Читинская область), Ермаковском (Бурятия), Пограничном (Приморский край) месторождениях. В связи с сокращением ВПК и прекращением строительства атомных электростанций его добыча была прекращена на Малышевском и Ермаковском и значительно сокращена на Завитимском месторождениях. При этом значительная часть добываемого Ве продается за рубеж, в основном, в Европу и Японию.
Физические свойства –
по сравнению с другими легкими материалами бериллий обладает уникальным сочетанием физических и механических свойств.
Кристаллическая решётка Ве гексагональная плотноупакованная с периодами а = 2,855 Å и с= 3,5840 Å.
Плотность 1847,7 кг/м3
Температура плавления 1551 °С
Температура кипения 3243 оС
Скрытая теплота плавления 250–275 кал/г (самая высокая среди всех металлов)
Коэффициент линейного расширения 10,3–131 (25–100 °С)
Модуль продольной упругости (модуль Юнга) 300ГН/м2 (3.104 кг•с/мм2)
Предел прочности при растяжении 200–550 МН/м2 (20–55 кг•с/мм2)
Предел текучести 250–600 МН/м2 (25–60 кг•с/мм2)
Предел прочности в направлении вытяжки – до 400–800МН/м2 (40–80 кг•с/мм2) Относительное удлинение – до 4–12%
Ударная вязкость 10–50 кДж/м2 (0,1 – 0,5 кгс.•м/см2)
Температура перехода из хрупкого состояния в пластическое 200 – 400 °С
Твёрдость НВ 60–85 (для горячепрессованного Ве)
Теплоемкость для α-Ве 16,44 Дж/(моль•К), для β-Ве – 30,0 Дж/(моль•К)
Ве обладает: наиболее высокой из всех металлов удельной теплоёмкостью – 1,80 кДж/(кг.•К) или 0,43 ккал/ (кг•°С)
высокой теплопроводностью – 178 Вт/(м•К) или 0,45 кал/см•сек•°С) (50 °С)
низким электросопротивлением – 3,6–4,5 мкОм•см (20 °С)
Сравним некоторые свойства Ве с характеристиками других материалов.
Удельная прочность и жесткость материалов
Материал |
σв, МПа |
γ, (кг/м3) ∙10–3 |
σв /(γg), км |
E /(γg), км |
Магниевый сплав МА10 |
430 |
1,8 |
24 |
2,3 |
Алюминиевый сплав В95 |
700 |
2,9 |
21 |
2,4 |
Титановый сплав ВТ6 |
1500 |
4,5 |
22 |
2,6 |
Сталь 03Н18К9М5Т |
1750 |
7,8 |
23 |
2,6 |
Бериллий |
680 |
1,8 |
38 |
16,1 |
Химические волокна
За последние 100 лет население Земли удвоилось. Но еще
больше возросли потребности людей. Выработка природных волокон – шерсти,
хлопка, натурального шелка, льна, конопли – стала заметно отст ...
Расчет двух ректификационных установок непрерывного действия для разделения смеси этилацетат – толуол
Ректификация -
массообменный процесс, который осуществляется в большинстве случаев в
противоточных колонных аппаратах с контактными элементами (насадки, тарелки),
аналогичными используемыми ...
Исследование механизма электровосстановления ионов самария в
хлоридных и хлоридно - фторидных расплавах.
Исследование процесса
электровосстановления ионов Sm3+ вольтамперометрическим методом при
стационарных и нестационарных режимах поляризации проводилось в трехэлектродной
ячейке. В качестве индикат ...