Caractéristiques
Utilisations [1-14]
Dans l’industrie, le béryllium est essentiellement utilisé sous 3 formes : métal, oxyde et surtout alliages.
Le béryllium métal et ses alliages auxquels il confère dureté, résistance à la corrosion, hautes conductivités thermique et électrique sont utilisés dans de nombreux secteurs industriels.
Béryllium métal
- Aérospatiale : structures d’avions, de fusées, systèmes optiques pour satellites (miroirs), systèmes de guidage, gyroscopes, télescopes ;
- industrie nucléaire et applications militaires ;
- instrumentations scientifiques et appareils médicaux : fenêtre pour tubes de rayons X...
Alliages
- Les alliages cuivre-béryllium (< 4 % de Be) sont les plus répandus ; ils sont utilisés dans la fabrication d’appareils de réglage et de contrôle, ressorts, contacteurs électriques, circuits intégrés, balanciers et remontoirs pour l’horlogerie et autres matériels de précision, cadres de bicyclettes, crosses de golf, de matériels et d’outils utilisés dans l’industrie pétrochimique (outils antidéflagrants), l’industrie des matières plastiques, l’industrie métallurgique, l’industrie du verre (matériels facilitant la coulée des plastiques, métaux, verre), l'industrie aéronautique... ;
- les alliages aluminium-béryllium (20 à 60 % de Be) et les alliages nickel-béryllium (0,2 à 7 % de Be) trouvent des applications de haute technologie, notamment dans l’industrie aérospatiale, l'industrie aéronautique, étriers de freins de voiture de Formule-1 ;
- le béryllium peut être présent dans les alliages nickel-chrome ou nickel-cobalt utilisés dans la fabrication de prothèses dentaires ;
- divers alliages avec le cobalt, le magnésium, le fer peuvent être utilisés en bijouterie et lunetterie.
Oxyde de béryllium
- Fabrication de céramiques utilisées comme isolants électriques et électroniques, composants pour appareils micro-ondes et dans les prothèses dentaires ;
- modérateur et réflecteur à neutrons dans les réacteurs nucléaires...
D’autres composés (fluorure, chlorure, nitrate, sulfate, hydroxyde...) se retrouvent comme intermédiaires au cours de processus de traitement des minerais ou d’opérations industrielles.
Par ailleurs, le traitement de certains déchets (récupération des métaux précieux, par exemple) est une source d’exposition au béryllium.
Propriétés physiques [5-17]
Le béryllium est un métal gris-argenté, d’aspect brillant, plus léger que l’aluminium, plus résistant que l’acier.
| Nom Substance | Formule | N° CAS | Etat Physique | Aspect | Solubilité | Masse molaire | Point de fusion | Point d'ébullition | Densité | Pression de vapeur |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Béryllium |
Be |
7440-41-7 |
Solide |
Insoluble dans l’eau (< 0,5 µg/L à 20 °C) et les solvants organiques. Soluble dans les acides concentrés |
9,012 |
1278 °C à 1292 °C |
2467 °C à 2970 °C |
1,85 |
1 Pa à 1189 °C | |
| Oxyde de béryllium |
BeO |
1304-56-9 |
Solide |
Poudre amorphe ou cristaux blancs |
Insoluble dans l’eau (0,2 mg/L à 23 °C) et les solvants organiques. |
25,01 |
2428 °C à 2580 °C |
3780 °C à 3900 °C |
3,01 |
0,5 Pa à 1990 °C |
| Chlorure de béryllium |
BeCl 2 |
7787-47-5 |
Solide |
Cristaux blancs à jaunâtres |
Très soluble dans l’eau : 715 g/L à 25 °C. Soluble dans l’alcool, l’éther, le disulfure de carbone, la pyridine. Insoluble dans l’acétone, le toluène. |
79,92 |
399,2 °C à 415 °C |
482 °C à |
1,90 |
133,3 Pa à 291 °C |
| Fluorure de béryllium |
BeF 2 |
7787-49-7 |
Solide |
Masse vitreuse hygroscopique incolore ou solide blanc |
Très soluble dans l’eau. Soluble dans l’acide sulfurique. Peu soluble dans l’éthanol. |
47,01 |
545 °C à 555 °C |
1160 °C à 1283 °C |
1,99 |
|
| Hydroxyde de béryllium |
Be(OH) 2 |
13327-32-7 |
Solide |
Poudre amorphe ou cristaux blancs |
Légèrement soluble dans l’eau 3,44 mg/L. Soluble dans les solutions concentrées chaudes d’acides ou de soude. |
43,03 |
Se décompose à 138 °C |
Se décompose à 138 °C |
1,92 |
|
| Nitrate de béryllium |
Be(NO3) 2 |
13597-99-4 |
Solide |
Solide blanc |
Très soluble dans l’eau. |
133 |
60 °C |
Se décompose à 142 °C |
1,56 |
|
| Sulfate de béryllium |
BeSO 4 |
13510-49-1 |
Solide |
Cristaux incolores |
Très soluble dans l’eau 425 g/L à 25 °C. |
105,07 |
Se décompose à 550 °C |
Se décompose à 550 °C |
2,44 |
Propriétés chimiques [11-14, 18]
À température ambiante, le béryllium est un produit stable très résistant à l’oxydation : des surfaces polies gardent leur brillance pendant des années.
L’oxydation du métal compact n’est décelable que vers 700 °C. Elle est lente et permet le travail du métal à l’air vers 780 °C. Elle progresse rapidement au-dessus de 850 °C. L’oxyde se forme plutôt que le nitrure mais en absence d’oxygène, l’azote attaque le béryllium au-dessus de 900 °C.
Chauffé dans l’air, le métal pulvérulent donne un mélange d’oxyde et de nitrure.
Le béryllium peut se corroder en milieu aqueux sous l’action d’ions chlorures, l’eau de mer attaque rapidement le métal.
À haute température, le béryllium réduit l’eau avec formation d’oxyde de béryllium et dégagement d’hydrogène.
Il réagit avec les acides sulfurique, chlorhydrique, fluorhydrique avec dégagement d’hydrogène; l’acide nitrique concentré n’a que peu d’effets sur le béryllium tandis que, dilué, il attaque lentement le métal.
Les solutions concentrées d’alcalis agissent à chaud sur le béryllium avec dégagement d’hydrogène et formation d’hydroxyde de béryllium.
Le béryllium est un très bon réducteur. Il réagit avec les halogénures alcalins fondus libérant le métal alcalin. Il ne réduit pas les halogénures d’alcalinoterreux, mais réduit ceux d’aluminium ou d’éléments plus lourds (or, argent, cuivre, étain, plomb...).
Chimiquement, le béryllium est très proche de l’aluminium.
Le chauffage de l'oxyde de béryllium avec le magnésium en poudre peut conduire à une réaction explosive.