Взаимодействие окиси бериллия и углерода

Взаимодействие окиси бериллия с углеродом происходит с образованием карбида бериллия и окиси углерода по реакции

Однако при температурах 1400—1650°С реакция взаимодействия протекает неполностью и продукты реакции содержат также окись бериллия и углерод. При более высоких температурах происходит диссоциация карбида по реакции

При наличии CO в газовой фазе осуществляется реакция

что приводит к осаждению на холодных частях нагревателя углерода и окиси бериллия.

По поводу температуры диссоциации нет единого мнения. Так, в работе утверждается, что диссоциация карбида бериллия наступает уже при температуре 1680°С; авторы работ считают, что при температурах выше 2100°С карбид бериллия сильно испаряется, а выше 2200°С диссоциирует на Be (пар) и С. В температурном интервале 180,0—2100° реакция BeO (тв)+3/2С (тв) = 1/2Be2C (тв)+СО(г) протекает полностью.

При контактном взаимодействии окиси бериллия с углеродом работоспособность контактирующих пар определяется, по-видимому, температурой разложения карбида бериллия (как и в случае окиси кремния). До этой температуры карбид бериллия является отличным «барьерным» слоем и дает возможность длительно эксплуатировать детали из окиси бериллия в контакте с углеродом.

Так, в работе отмечается возможность использования деталей из окиси бериллия в контакте с углеродом до температуры 2200°С. По данным, окись бериллия наряду с окислами циркония и гафния при температурах до 1980°С может работать в контакте с углеродом в течение 10—100 ч.

Особенностью контактного взаимодействия окиси бериллия с углеродом является ее высокая стойкость в вакууме. В работе температуры окислов, при которых они теряют устойчивость в вакууме в контакте с углеродом, располагаются в следующем порядке: BeO — 2300°С, ThO2 — 2000°С, MgO — 1800°С, ZrO2 — 1600°С. При температуре 1700°C и остаточном давлении 10в-6 км рт. ст. устойчивость тугоплавких окислов по отношению к углероду убывает следующим образом: BeO — ThO2 — MgO — ZrO2 — Al2O3. Следует отметить, что данные, приведенные в работе, по-видимому, завышены. Недостатком окиси бериллия, ограничивающим ее применение, является ее сильная токсичность.

Нa основании изучения процесса взаимодействия окислов с углеродом можно рекомендовать максимально допустимые температуры работы углеграфитовых материалов в контакте с тугоплавкими окислами (табл. 62).