(Fr.: béryllium: Du.: Beryllium: Eng.: beryllium), soms geschreven berillium, symbool: Be, chemisch element met atoomnummer 4, relatieve atoommassa 9,012, één natuurlijke isotoop (9Be), kunstmatige isotopen 7Be, 8Be en 10Be.
Beryllium heeft een belangrijke rol gespeeld in de atoomfysica; door beschieting van berylliumatomen met alfadeeltjes werd in de jaren dertig het neutron ontdekt. Fermi gebruikte in 1942 in de eerste kernreactor dit proces als neutronenbron. Beryllium is een vrij hard, staalgrijs metaal met smeltpunt 1285 °C en kookpunt 2970 °C. Afhankelijk van zuiverheid en bereidingswijze ligt de relatieve dichtheid tussen 1,79 en 1,85 (zuiver). Het is een van de lichtste metalen en heeft, op titaan en yttrium na, het hoogste smeltpunt van alle lichte metalen. De elasticiteitsmodulus van beryllium ligt ca. 40% hoger dan die van staal (ca. 300 kN mm−2).
Beryllium behoort tot de tweede hoofdgroep van het Periodiek systeem der elementen. Het ion heeft, evenals het atoom, een zeer kleine straal, dus een sterk elektrisch veld; dit veld komt tot uiting in de grote ionisatie-energie van beryllium (voor het eerste elektron 0,9 MJ mol−1; 9,35eV per atoom). Terwijl de meeste verbindingen van de overige elementen van de groep (behalve magnesium) ionisch zijn, zijn de berylliumverbindingen covalent en daardoor vluchtig en goed oplosbaar in organische oplosmiddelen. In waterige oplossing reageren alle berylliumzouten zuur door het optreden van hydrolyse. Beryllium, dat in al zijn verbindingen driewaardig is, vertoont zoveel gelijkenis met aluminium, dat men een tijdlang heeft gemeend dat het driewaardig was. Deze grote overeenkomst komt tot uiting in de tamelijk grote resistentie tegen zuren door de vorming van een oxidehuidje. Hierdoor is beryllium zeer weinig reactief, veel minder dan bijv. lithium. Vooral in salpeterzuur lost het zeer moeilijk op. Evenals aluminium lost het wel op in loog onder waterstofontwikkeling.
Het ‘beryllaat’ komt als zodanig niet voor: er ontstaan polynucleaire complexe verbindingen met zuurstof- en hydroxo-bruggen. BeO is, als Al2O3, amfoteer. In de lucht wordt beryllium in de koude niet aangetast; bij verwarming ontstaat een oxidehuidje; als poeder brandt het. Het ion Be2+ is kleurloos.
Beryllium vormt 0,005% van de aardkorst en is dus zeldzaam. Het komt vrijwel uitsluitend voor als beryl Be3Al2Si6O18.
Toepassingen en legeringen.
Beryllium is in de moderne wetenschap zeer belangrijk, zowel theoretisch als praktisch. Het wordt gebruikt in atoomreactors als moderator en brandstofmatrix, waarvoor het door de geringe neutronenabsorptie en de sterk remmende werking op neutronen zeer geschikt is. Het geringe gewicht maakt beryllium ook belangrijk voor de vliegtuig- en raketindustrie. Het zuivere metaal is door zijn kleine elektronendichtheid goed doorlatend voor röntgenstraling en is dan ook zeer geschikt voor vensters van röntgenbuizen.
Ongeveer 70% van het ruwe beryllium wordt gebruikt voor het legeren met andere metalen, daar het de mechanische eigenschappen en de corrosievastheid verbetert en de oxidatieneiging onderdrukt. Berylliumkoper- en berylliumnikkellegeringen worden gekenmerkt door een goed elektrisch geleidingsvermogen, hoge sterkte, slijtvastheid en hardheid, vermoeiingssterkte en hun goede corrosievastheid. In de aluminium- en magnesiummetallurgie wordt beryllium in kleine hoeveelheden verwerkt. De lage relatieve dichtheid van beryllium kan soms worden benut.
Door toevoeging van beryllium aan de smelt van aluminium wordt de afbrand sterk gereduceerd, terwijl tevens de magnesiumnitridevorming wordt onderdrukt. Eveneens voorkomt het beryllium de metaal-vormwandreactie bij aluminiumhoudende magnesium- en magnesiumhoudende aluminiumbasislegeringen.
In de aluminium-zandgietlegeringen met ongeveer 10% magnesium (AlMg10) heeft ongeveer 0,025% beryllium een korrelverfijnende werking op de matrix, waarbij tevens betere sterkte-eigenschappen worden verkregen. Evenwel gaat men tegenwoordig steeds meer op ca. 0,01% titaan en ca. 0,005% boor over.
Tevens vindt beryllium toepassing in aluminiumbasislegeringen, waar het het vormvullingsvermogen en de gietbaarheid van motoronderdelen, zoals cilinderkoppen en zuigers, verbetert. Sporen beryllium verlagen tevens de wrijvingscoëfficiënt van aluminium-thalliumlegeringen en maken de matrix van deze legeringen slijtvaster. ‘Stainless aluminium’ heeft zijn naam o.a. te danken aan de toegevoegde sporen beryllium.
Berylliumkoperlegeringen worden o.a. toegepast voor de vervaardiging van veren van ‘antimagnetische’ uurwerken; voorts voor de vervaardiging van vonkvrije gereedschappen (bijv. in springstoffabrieken, mijnen, ruimten met gevaar voor stofexplosies) en in de elektrotechniek.
Beryllium wordt voorts toegepast voor de vervaardiging van rotors voor gyroscopen, als spiegelmateriaal, voor optische apparaten, stralingsmeters, computer- en laseronderdelen, hitteschilden, schijfremmen van raceauto’s enz.
Naast het gebruik als metaal vindt berylliumoxide BeO o.a. toepassing als keramisch materiaal voor isolatoren (goede isolator en tevens groot warmtegeleidingsvermogen) en warmtegeleiders in buizen en transistoren, in geïntegreerde schakelingen, als smeltkroesmateriaal en als hittebestand materiaal in kernreactoren. Wegens het gevaar van BeO voor de longen is verwerking ervan aan stringente veiligheidseisen gebonden.
Beryllium vindt weinig toepassing voor gewoon staal. In roestvast austenitisch
staal 18/8 is berylliumtoevoeging van enige betekenis, omdat de mogelijkheid tot precipitatieharding ontstaat, resulterend in een belangrijke verhoging van de rekgrens en de hardheid. Ook austenitisch nikkelstaal, bijv. invar met 36% Ni, krijgt door toevoeging van beryllium een hogere hardheid.
Zowel met het bewerken van als het werken met beryllium, en met de verbindingen en de legeringen is grote voorzichtigheid geboden wegens het gevaar voor longaandoeningen, huidontstekingen, zweren enz. Dit kan bijv. reeds optreden bij personen die zich hebben gesneden aan scherven van fluorescentiebuizen die waren voorzien van beryllium bevattende fosforlaagjes.