Большая Советская Энциклопедия (БЕ) - БСЭ БСЭ

Берилл

Бери'лл (от греч. bēryllos), минерал из класса силикатов. Химическая формула Al2 Be3 [Si6 O18 ], однако состав благодаря постоянному наличию щелочей (Na, Cs, Rb), Li, Mn, Fe2+ , Fe3+ , Cr3+ , присутствию воды, газов (гелий, аргон) гораздо более сложен. По содержанию щелочей и Li различают Б.: бесщелочные, натровые, натрово-литиевые и литиево-цезиевые. Б. кристаллизуется в гексагональной системе, образуя призматические, игольчатые, таблитчатые кристаллы или сплошные зернистые массы. Твердость по минералогической шкале 7,5, плотность 2650—2800 кг/м3 . Цвет Б. очень разнообразен. В зависимости от цвета, прозрачности и примесей различают: собственно Б. — зелёные, желтовато-белые мутные кристаллы; аквамарин — прозрачные, зеленовато-голубые (цвета морской воды), а также тёмно-голубые кристаллы, окрашенные примесями Fe2+ ; гелиодор — жёлтый от примеси Fe3+ ; изумруд (смарагд) — прозрачные кристаллы густого травяно-зелёного цвета, окрашенные Сг3+ ; ростерит — бесцветный, розоватый от примеси Li1+ , Cs1+ до 5% и более; воробьевит (морганит) — розовый от примеси Mn3+ . Б. образуется в гранитных пегматитах, грейзенах, скарнах, пневматолито-гидротермальных месторождениях метасоматического типа. Б. — один из главных минералов бериллиевых руд, из которых выплавляют бериллий. Прозрачные красиво окрашенные или бесцветные кристаллы идут в огранку как драгоценные камни высокого достоинства.

  Лит.: Беус А. А., Геохимия бериллия и генетические типы бериллиевых месторождений, М., 1960.

  Г. П. Барсанов.

Бериллиды

Берилли'ды, соединения бериллия с др. металлами. Обнаружены при исследовании сплавов, легированных бериллием (1916). В 1935 определены кристаллические структуры Б. меди, никеля и железа. Как класс высокотемпературных материалов Б. рассматриваются с 50-х гг. Для получения Б. в основном применяются методы порошковой металлургии . Наибольший интерес как конструкционные материалы представляют высшие Б. переходных металлов (Nb, Zr, Ta и др.), сохраняющие прочность при высоких температурах, причём в температурном интервале 1100—1300°С прочность несколько повышается, что обусловлено появлением пластичности (рис. 1 ). Механические свойства ряда Б. приведены в таблице.

  Прочностные свойства Б. зависят от размера зерна (рис. 2 ), содержания примесей, пористости и качества поверхности после механической обработки. Увеличение размера зерна с 12 до 45 мкм в TaBe12 уменьшает высокотемпературную (1500°С) прочность почти в 4 раза, а наличие 0,5% Al в ZrBe13 снижает прочность в 2 раза. Из Б. получают профили, прутки, трубы, конусы, цилиндры, блоки, полосы и диски, применяя горячее прессование порошков, холодное прессование и спекание, изостатическое прессование, шликерное литьё, выдавливание с пластификатором и последующим спеканием, плазменное напыление. Б. используют в тех областях техники, где требуются высокая удельная прочность, малая плотность, высокое сопротивление термическим напряжениям, стойкость против окисления и сохранение прочности при высоких температурах. Например, в авиа- и ракетостроении из Б. изготовляют кромки обтекателей, панели крыльев и фюзеляжей, опорные и поддерживающие конструкции ракетных систем с рабочей температурой до 1700°С. Сопротивление Б. тепловым ударам при высоких температурах выше по сравнению с большинством металлических окислов. Б. плутония и америция могут служить нейтронными источниками, а Б. урана, циркония и гафния — делящимся материалом и замедлителем. При бериллизации технического железа, нержавеющей стали и молибдена при 800—1250°С образуются слои, содержащие соответственно Б. железа, никеля и молибдена с повышенной твёрдостью и жаростойкостью при температурах 800—1200°С. Известные в технике свойства Б. не являются предельными, присущими этому классу соединений. Примеси, большой размер зерна, недостаточно эффективная механическая обработка затрудняют достижение максимума положительных свойств.   2222

  Механические свойства бериллидов

Плотность (% от теоретической) Средний размер зёрен (мкм ) Температура испытаний (°С) Твёрдость по Виккерсу (нагрузка 24,5 н) Прочность при изгибе (Мн/м2 ) Модуль упругости (Гн/м2 ) Относительное удлинение (%) Бериллид гафния (Hf2 Be21 ). Плотность 4260 кг/м3 , tпл 1927°С 98—100 23—25 1260 — 117—152 117—193 — 98—100 23—25 1370 — 104—172 28—103 — 98—100 23—25 1510 — 14—117 62—82 — Бериллид циркония (ZrB13). Плотность 2720 кг/м3 , tпл 871°С 100 20 21 9810 268 123—282 0,05 96—100 25—50 1260 — 96—255 89—276 — 96—100 15—50 1370 — 55—255 48—276 0,25 96—100 24—45 1510 — 89—172 48—69 0,6 Бериллид ниобия (NbBe12). Плотность 2910кг/м3 , tпл 1688°С 98—99 50 1260 4900 62—76 82 0,1 92—98 10—25 1370 — 180—308 276 0,1 94—100 5—15 1480 — 138—282 157 0,1 92—97 10—15 1510 — 130—172 — 2,4 Бериллид тантала (ТаВе12 ). Плотность 4180 кг/м3 , tпл 1848°С 96 12 1260 7050 338—400 69—165 — 96 12 1370 — 200—296 89—96 1,1 96 12 1520 — 179—186 62—69 2,6

 

Лит.: Механические свойства металлических соединений. Сб. ст., пер. с англ., под ред. И. И. Корнилова, М., 1962; Самсонов Г. В., Бериллиды, К., 1966; Огнеупоры для космоса. Справочник, пер. с англ., М., 1967.

  В. Ф. Гогуля.

Рис. 1. Зависимость предела прочности бериллида ниобия от температуры при: 1 — изгибе; 2 — растяжении.

Рис. 2. Зависимость предела прочности бериллида ниобия от среднего размера зёрен.

Бериллиевые руды

Бери'ллиевые ру'ды, минеральные образования, содержащие бериллий в количествах, при которых целесообразно его извлечение при современном уровне развития техники и экономики. Бериллий находится в рудах главным образом в форме собственных минералов, а также (обычно не более 5—10%) в виде изоморфной примеси в породообразующих минералах. Главнейшие бериллиевые минералы, входящие в состав руд: берилл (содержащий 10—12% ВеО), фенакит (42—45%), бертрандит (40—42%), гельбертрандит (32—35%), хризоберилл (18—20%), гельвин и гентгельвин (10—12%); второстепенные: бавенит (6—7% ВеО), эвклаз (16—20%), бериллийсодержащий маргарит (1—3%), лейкофан (10—12%). Бериллиевые минералы извлекают из руд ручной выборкой, а также обогащением (мелковкрапленные руды), преимущественно флотационными методами, с получением кондиционных концентратов с 10%, 8% и 5% ВеО.

  Месторождения Б. р. являются эндогенными. Появление их связано с областями распространения массивов гранитов и субщелочных гранитоидов; образуются при постмагматических процессах. Выделяются следующие промышленно-генетические типы месторождений:

  1) бериллоносные гранитные пегматиты, среднее содержание ВеО 0,05—0,09%;

  2) гельвиновые и хризоберилловые скарны, характеризующиеся значительными масштабами и низким содержанием ВеО (0,1—0,15%);

  3) фенакит-гентгельвиновые щелочные метасоматиты, представленные зонами микроклинизации в древних гранитах и гнейсах (0,3—0,55% ВеО);

  4) бериллсодержащие грейзены и кварцевожильные образования (0,1—0,15% ВеО);

  5) бериллсодержащие флюорит-слюдистые метасоматиты, представленные минерализованными зонами дробления в различных осадочно-метаморфических породах (0,1—0,16% ВеО);

  6) бертрандит-фенакитсодержащие флюоритовые метасоматиты в известняках на контакте мелких куполов гранитов или граносиенитов, наиболее богатый тип руд (0,2—1,5% ВеО);

  7) гельбертрандитсодержащие измененные риолиты (0,7% ВеО). В СССР известны месторождения Б. р. почти всех перечисленных типов. За рубежом месторождения Б. р. сосредоточены в США (штат Юта, Колорадо, Невада, Южная Дакота), Бразилии, Аргентине, Мексике, ЮАР, Намибии (ЮЗА), Мозамбике, Южной Родезии, Уганде, Малагасийской Республике, Индии.

  Лит.: Некоторые типы пневматолито-гидротермальных месторождений бериллия, М., 1959; Беус А. А., Геохимия бериллия и генетические типы бериллиевых месторождений, М., 1960; Москевич М. М., Минерально-сырьевые ресурсы, производство и потребление бериллия, лития, ниобия и тантала в капиталистических странах, М., 1966.