Где применяется кобальт

История открытия

Название металла «Кобальт» тесно связано с саксонскими рудниками, а точнее с подземным гномом Кобольдом, который там обитал по мнению саксонцев. Дело в том, что не всегда руда, принимаемая тогда за серебряную, давала при выплавке непосредственно драгоценный металл. Данное явление, как раз, и приписывали к злым деяниям маленького гнома Кобольда.

Руда, которая не давала серебра, но была по внешним признакам очень похожа на серебряную, получила название «кобольд». Скорее всего, это были содержащие мышьяк кобальтовые минералы — кобальтин CoAsS, или сульфиды кобальта скуттерудит, сафлорит или смальтин. В 1735 году шведский химик Георг Брандт выделил из данной руды серый со слабым розоватым оттенком неизвестный металл, который получил название «кобольд» или «Кобальт». Брандт выяснил также, что соединения именно этого элемента окрашивают стекло в синий цвет.

Свойства кобальта

Физические и механические свойства

Кобальт. Польза и действие на организм.

Свойство Значение

Атомный номер	27
Атомная масса, а.е.м	58,93
Атомный диаметр, пм	250
Плотность, г/см³	8,9
Удельная теплоемкость, Дж/(K·моль)	0,456
Теплопроводность, Вт/(м·K)	100
Температура плавления, °С	1493
Температура кипения, °С	2957
Теплота плавления, кДж/моль	15,48
Теплота испарения, кДж/моль	389,1
Молярный объем, см³/моль	6,7
Группа металлов	Тяжелый металл

Химические свойства

Свойство Значение

Ковалентный радиус:	130 пм
Радиус иона:	(+6e) 62 (+4e) 70 пм
Электроотрицательность (по Полингу):	2,16
Электродный потенциал:
Степени окисления:	6, 5, 4, 3, 2

Марки кобальта и сплавов

Достоинства / недостатки

Достоинства:
• обладает хорошей жаропрочностью;
• имеет высокую износостойкость и твердость в том числе и при высоких температурах;
• обладает высокой стойкостью к размагничиванию даже при повышенных температурах и механических нагрузках.

Недостатки:
• имеет высокую стоимость.

Применение кобальта

Кобальт в виде порошка используют в основном в качестве добавки к сталям. При этом повышается жаропрочность стали, улучшаются ее механические свойства (твердость и износоустойчивость при повышенных температурах). Данный металл входит в состав твердых сплавов, из которых изготовляется быстрорежущий инструмент.

Один из основных компонентов твердого сплава — карбид вольфрама или титана — спекается в смеси с порошком металлического кобальта. Именно Co улучшает вязкость сплава и уменьшает его чувствительность к толчкам и ударам. Так, например, резец из суперкобальтовой стали (18% Co) оказался самым износоустойчивым и с лучшими режущими свойствами по сравнению с резцами из ванадиевой стали (0% Co) и кобальтовой стали (6% Co). Также кобальтовый сплав может использоваться для защиты от износа поверхностей деталей, подверженных большим нагрузкам. Твердый сплав способен увеличить срок службы стальной детали в 4-8 раз.

Кобальт. Химические и физические свойства. Получение

Также стоит отметить магнитные свойства кобальта. Данный металл способен сохранять эти свойства после однократного намагничивания. Магниты должны иметь высокое сопротивление к размагничиванию, быть устойчивыми по отношению к температуре и вибрациям, легко поддаваться механической обработке.

Добавление кобальта в стали позволяет им сохранять магнитные свойства при высоких температурах и вибрациях, а также увеличивает сопротивление размагничиванию. Так, например, японская сталь, содержащая до 60% Co, имеет большую коэрцитивную силу (сопротивление размагничиванию) и всего лишь на 2-3,5% теряет магнитные свойства при вибрациях. Магнитные сплавы на основе кобальта применяют при производстве сердечников электромоторов, трансформаторов и в других электротехнических устройствах.

Стоит отметить, что кобальт также нашел применение в авиационной и космической промышленности. Кобальтовые сплавы постепенно начинают конкурировать с никелевыми, которые хорошо зарекомендовали себя и давно используются в данной отрасли промышленности. Сплавы, содержащие Co, используются в двигателях, где достигается достаточно высокая температура, в конструкциях авиационных турбин. Никелевые сплавы при высоких температурах теряют свою прочность (при температурах от 1038°С) и тем самым проигрывают кобальтовым.

В последнее время кобальт и его сплавы стали применяться при изготовлении ферритов, в производстве «печатных схем» в радиотехнической промышленности, при изготовлении квантовых генераторов и усилителей. Кобальтат лития применяется в качестве высокоэффективного положительного электрода для производства литиевых аккумуляторов. Силицид кобальта отличный термоэлектрический материал и позволяет производить термоэлектрогенераторы с высоким КПД. Соединения Co, введенные в стекла при их варке, обеспечивают красивый синий (кобальтовый) цвет стеклянных изделий.

Продукция из кобальта

Современная промышленность выпускает разнообразную продукцию из кобальта. Наиболее распространены кобальтовый порошок, слитки и пластины. Для специальных целей также производится кобальтовая проволока.

Указанная продукция применяется в случаях, когда необходим материал, имеющий высокие показатели износостойкости и жаропрочности или высокое сопротивление размагничиванию.

телефоны:
8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

Источник: www.metotech.ru

Кобальт и сферы его применения

ООО «НКМ Норд», выступая прямым представителем крупного холдинга по производству и поставке цветных металлов и сплавов, которые используются с целью легирования сталей, представляет на рынке Санкт-Петербурга и Москвы кобальтовую продукцию и ее сплавы по доступным ценам.

Оглавление

• Основные сведения о кобальте
• Об открытии кобальта
• Физические и механические свойства кобальта
• Химические свойства кобальта
• Марки кобальта и сплавов
• Преимущества и недостатки
• Область применения кобальта
• Продукция из кобальта

Кобальт (Co) – износостойкий и жаропрочный металл. Физико-химические характеристики элемента полностью оправдывают включение Co в состав высоколегированных сталей, а также разнообразных покрытий, демонстрирующих повышенную устойчивость к механическим воздействиям. Обладая непревзойденной способностью сопротивляться размагничиванию, кобальт широко применяется при изготовлении постоянных магнитов. Рассмотрим характеристики данного элемента более подробно.

Основные сведения о кобальте

Кобальт относится к химическим элементам восьмой группы и в периодической системе расположен под номером 27. В чистом виде – это тяжелый металл, имеющий голубовато-серый оттенок. Кобальт содержится в земной коре, в морской воде и при этом входит в состав более чем 30-ти природных минералов: сферокабальтит, каролит и т. д.

Об открытии кобальта

Название элемента, который всему миру сегодня известен как «Кобальт», имеет саксонские корни. По приданию местные рудники находились в ведении подземного гнома Кобольда. Здесь в больших количествах добывалась серебряная руда, из которой местным промышленникам далеко не всегда получалось выделить драгоценный металл. Дело происходило в начале 18-го века, когда поверьями люди руководствовались больше, чем здравым смыслом. Учитывая, что добываемая руда по всем признакам была похожа на серебряную, все неудачи объяснились происками «подземного карлика».

Сегодня мы можем с уверенностью говорить о том, что добываемая руда, из которой при всем желании не получалось выделить серебро, являлась ни чем иным, как содержащими кобальт минералами. В 1735 году из руды, за которой уже спело закрепиться название «кобольд», удалось выделить совершенно новый металл, обладающий розоватым оттенком. Произошло это благодаря химику из Швеции по имени Георг Брандт.

Физические и механические свойства кобальта

Свойство Значение

Атомный номер	27
Атомная масса, а.е.м	58,93
Атомный диаметр, пм	250
Плотность, г/см³	8,9
Удельная теплоемкость, Дж/(K·моль)	0,456
Теплопроводность, Вт/(м·K)	100
Температура плавления, °С	1493
Температура кипения, °С	2957
Теплота плавления, кДж/моль	15,48
Теплота испарения, кДж/моль	389,1
Молярный объем, см³/моль	6,7
Группа металлов	Тяжелый металл

Химические свойства кобальта

Свойство Значение

Ковалентный радиус:	130 пм
Радиус иона:	(+6e) 62 (+4e) 70 пм
Электроотрицательность (по Полингу):	2,16
Электродный потенциал:
Степени окисления:	6, 5, 4, 3, 2

Марки кобальта и сплавов

Современной промышленностью производится несколько марок кобальтовых сплавов:

Преимущества и недостатки

К преимуществам кобальтовых сплавов следует отнести:

• высокую жаропрочность;
• повышенную износостойкость и твердость – высокие эксплуатационные характеристики, которые остаются неизменными даже при высоких температурах;
• устойчивость к размагничиванию, которую материал способен сохранять, независимо от интенсивности температурных и механических воздействий.

Анализируя характеристики кобальтовых сплавов, можно выделить их ключевой недостаток. Он заключается в высокой стоимости материалов.

Область применения кобальта

Порошковый кобальт используется в сталеплавильном производстве в качестве присадок. Благодаря его применению увеличивается жаропрочность и твердость, улучшаются другие механические характеристики некоторых сортов стали (особенно заметно это при эксплуатации сплавов в условиях высоких температур).

Порошковый кобальт часто входит в состав твердых сплавов, которые предназначены для изготовления режущего инструмента. В соответствии с применяемой технологией карбиды титана и вольфрама (основополагающие компоненты твердых сплавов) спекаются вперемешку с порошковым кобальтом. В результате получаются более вязкие сплавы, обладающие сниженной восприимчивостью к интенсивным механическим воздействиям (речь идет о толчках, ударах и т. д.). Например, износоустойчивость резцов, имеющих в своем составе кобальтовые сплавы, может быть увеличена на величину до 18% (в сравнении с аналогичными изделиями, производимыми из ванадиевой стали).

Внедрение кобальтовых сплавов в состав металлических деталей, подверженных интенсивному трению, существенно увеличивает их долговечность. Срок службы таких деталей увеличивается в 4 – 8 раз.

Отдельного внимания заслуживают магнитные характеристики кобальта. После однократного намагничивания данный элемент навсегда сохраняет приобретенные характеристики. Кобальт, входящий в состав постоянных магнитов, соответствует всем характеристикам, которые предъявляются к этим изделиям:

• повышенная сопротивляемость размагничиванию;
• устойчивость к температурным воздействиям, а также к механическим нагрузкам и вибрациям;
• способность легко поддаваться механической обработке.

Наглядный пример подобного соответствия – японская сталь, которая содержит в своем составе до 60% кобальта, имеет огромную сопротивляемость размагничиванию, а при сильных вибрациях ее магнитные характеристики страдают незначительно (уменьшаясь всего на 2 – 3,5%).

В этой связи кобальтовые магнитные сплавы находят достаточно широкое применение. На их основе создаются сердечники электрических двигателей, трансформаторов и прочего оборудования, используемого в системах энергоснабжения и в промышленности.

Достойное применение кобальт нашел в авиастроительной отрасли и космической промышленности. В настоящее время кобальтовые сплавы успешно соперничают с материалами на основе никеля. Они прекрасно зарекомендовали себя там, где из-за высоких температур другие материалы показывают недостаточную эффективность. Например, это касается деталей авиационных турбин, которые подвержены самым невероятным нагрузкам.

Квантовые генераторы, «печатные схемы» для радиотехнической промышленности, комплектующие литиевых аккумуляторов – вот далеко не полный перечень высокотехнологичной продукции, производство которой не обходится сегодня без современных сплавов на основе кобальта. Сфера применения данного элемента неуклонно расширяется, а спрос на него с каждым годом увеличивается.

Продукция из кобальта

Продукция из кобальта, которая поставляется на рынок, имеет вид слитков, пластин, и кобальтового порошка. Если это предусматривают технологические требования, Co может поставляться потребителю в виде соответствующей кобальтовой проволоки.

Наши партнеры

Система менеджмента качества производств сертифицирована на соответствие международному стандарту качества ISO 9001: 2015

Источник: nkm-nord.com

Кобальт. Свойства кобальта. Применение кобальта

Кобольд – злой дух из скандинавской мифологии. Жители Севера верили, что демон живет в горах и строит козни их посетителям, в частности, горнякам. Кобольд не только наносил увечья, но и губил. Особенно часто помирали плавильщики серебряных руд. Позже, ученые выяснили истинную причину смертей.

Вместе с рудами серебра в скалах Норвегии хранятся кобальтосодержащие минералы. В их состав входит мышьяк. Его летучий оксид выделяется при обжиге. Вещество токсично. Вот истинный убийца.

Однако, у мышьяка уже было свое имя. Поэтому в честь Кобольда назвали связанный с ним металл. О нем и поговорим.

Химические и физические свойства кобальта

Кобальт – металл, внешне схож с железом, но темнее. Цвет элемента серебристо-белый, с розовыми или синеватыми отблесками. Разнится с железом и твердость по шкале Мооса . Показатель кобальта – 5,5 баллов. Это чуть выше среднего. У железа твердость, напротив, немногим меньше 5-ти баллов.

По температуре плавления близок к никелю. Элемент размягчается при 1494-х градусах. Кристаллическая решетка кобальта начинает меняться при нагреве до 427-ми по шкале Цельсия. Гексагональная структура преобразуется в кубическую. До 300-от градусов металл не окисляется, будь воздух сухим или влажным.

Не вступает элемент в реакции и со щелочами, разбавленными кислотами, не взаимодействует с водой. После 300-ой отметки на шкале Цельсия кобальт начинает окисляться, покрываясь желтоватой пленкой.

От температуры зависят и ферримагнитные свойства кобальта. До 1000 градусов он способен намагничиваться произвольно. Если нагрев продолжается, металл теряет это свойство. Стоит довести температуру до 3185-ти градусов, кобальт закипит. В тонкораздробленном виде элемент способен самовоспламеняться.

Достаточно лишь контакта с воздухом. Явление называется пирофорией. В каком виде на нее способен кобальт? Цвет порошка должен быть черным. Более крупные гранулы светлее и не загораются.

Основная характеристика кобальта – тягучесть. Она превышает показатели других металлов. Тягучесть сочетается с относительной хрупкостью, уступающей, к примеру, стали. Поэтому, металл с трудом куется. Ограничивает ли это применение элемента?

Применение кобальта

В чистом виде пригождается лишь радиоактивный изотоп элемента 60 Со. Он служит источником излучения в дефектоскопах. Это приборы, просвечивающие металлические изделия на предмет трещин и иных недочетов в них.

Медики тоже используют радиоактивный кобальт. Сплав методов ультразвуковой диагностики, терапии тоже зиждется на инструментах, в которые добавлен 27-ой элемент таблицы Менделеева.

Нужен кобальт и металлургам. Они добавляют элемент в сплавы , чтобы сделать их жаропрочными, твердыми, подходящими для инструментальной сферы. Так, составами с кобальтом покрывают детали машин.

Повышается их сопротивляемость износу и, что важно, не требуется термической обработки. Сплавы для автостроения зовут стеллитами. Кроме кобальта в них содержится 30% хрома, а так же, кремний , вольфрам и углерод.

Сочетание никель-кобальт делает сплавы тугоплавкими и жаропрочными. Смеси применяют для связки металлических элементов при температуре до 1100 градусов Цельсия. Кроме никеля и кобальта в составы примешивают бориды и карбиды вольфрама , титана, циркония .

Дуэт железо-кобальт фигурирует в некоторых марках нержавеющей стали. Они – конструктивный материал для атомных реакторов. Чтобы сталь стала подходящей для их производства, достаточно всего 0,05% 27-го элемента.

Больше кобальта примешивают к железу при изготовлении постоянных магнитов. В качестве лигатуры в сплавы добавляют никель, медь, лантан и титан. Наилучшие магнитные свойства имеют кобальтоплатиновые соединения, но они дорогостоящи.

Кобальт купить металлурги стремятся и для производства сплавов, устойчивых к воздействию кислот. Они нужны, к примеру, для нерастворимых анодов. В них 75% 27-го элемента, 13% кремния, 7% хрома и 5% марганца. По стойкости к соляной и азотной кислотам этот сплав превосходит даже платину.

Хлорид кобальта и оксид металла нашли место в химической промышленности. Вещества служат катализаторами в процессе гидоогенизации жиров. Так называют присоединение к ненасыщенным соединениям водорода. В итоге, становятся возможными синтез бензола, производство азотной кислоты, сульфата аммония и соды .

Оксид кобальта, так же, активно используют в лакокрасочной сфере, производстве стекла и керамики. Сплавляясь с эмалью, закись металла образует силикаты и алюмосиликаты синих тонов. Наиболее известна смальта.

Это двойной силикат калия и кобальта. Фото одного из кувшинов, найденных в гробнице Тутанхамона, интересно археологам именно, как доказательство использования солей и оксидов 27-го элемента древними египтянами. Ваза расписана узорами синего цвета. Анализ показал, что в качестве красителя использован кобальт.

Добыча кобальта

От общей массы земной коры на кобальт приходятся 0,002%. Запасы не маленькие – около 7 500 тонн, но они рассеяны. Поэтому, металл добывают, как побочный продукт переработки руд никеля , меди и серебра . Вкупе с последним элементом, как сказано в предисловии, обычно, идет мышьяк.

На непосредственно кобальтовое производство приходится всего 6%. 37% металла добывают параллельно переплавке медных руд. 57% элемента – следствие переработки никельсодержащих пород и залежей серебра .

Чтобы выделить из них 27-ой элемент, проводят восстановление оксидов, солей и комплексных соединений кобальта. На них воздействуют углеродом, водородом. При нагревании используют метан.

Разведанных залежей кобальта должно хватить человечеству на 100 лет. С учетом океанических ресурсов, можно не испытывать дефицит элемента 2-3 столетия. На кобальт цены устанавливает Африка. В ее недрах сосредоточены 52% мировых запасов металла.

Еще 24% сокрыты в Тихоокеанском регионе. На Америку приходятся 17, а на Азию 7%. В последние годы разведаны крупные месторождения в России и Австралии. Это несколько изменило картину поставок 27-го элемента на мировой рынок.

Цена кобальта

Лондонская биржа цветных металлов. Вот где устанавливают мировые цены на кобальт. Отзывы о торгах и официальные сводки свидетельствуют, что за фунт просят около 26 000 рублей. Фунт – английская мера веса, равная 453-ем граммам. Рост стоимости 27-го элемента непрерывен начиная с 2004-го года.

Металл успешен не только сам по себе. В тренде и цвет 27-го элемента. Не зря выпущен, к примеру, Шевроле Кобальт. Как и самородный металл, машина окрашена в серебристо-синеватый. Благородный окрас подчеркивает европейский характер машины.

В базовой комплектации за нее просят около 600 000 рублей.

В эту сумму входит подогрев передних сидений. Задние складываются. Салон тканевый, в строю стеклоподъемники. Аудиоподготовка штатная. Можно купить машину, а можно почти 27 фунтов настоящего кобальта, — кому что нужнее.

Источник: tvoi-uvelirr.ru