Кобальт износостойкий жаропрочный металл, применяется как легирующая добавка к сталям, сплавам. В качестве износостойкого покрытия. В постоянных магнитах
Металл кобальт
На данный момент существует огромное множество природных и добываемых искусственно металлов, которые активно используются в промышленных сферах и научных целях. Некоторые из них содержатся в организме человека, растениях, тканях животных, почве и воде. К этой группе относят и кобальт. Он известен человечеству с древних времен, так как с его участием люди создавали краски и стекла в Вавилоне, Китае, Египте. Вплоть до сегодняшних дней он востребован, распространен и важен для экономики, промышленности, сельского хозяйства и медицины.
Основные сведения
Кобальт – это химический компонент с обозначением «Со» в таблице Менделеева. В периодической системе он находится на 27 позиции. В природном виде состоит из двух нуклидов: 59 Со и 57 Со. На воздухе вступает в реакцию с кислородом и окисляется. При воздействии высоких температур хорошо объединяется с галогенами. Устойчивость и переменную валентность проявляет в простых соединениях. Пирофорная форма в мелко измельченном виде легко поддается возгоранию на воздухе.
История открытия
Применение металла в древности было обосновано его свойствами. Оксиды использовались для окрашивания стекла и эмали в насыщенный синий оттенок. При этом рецепт красителя держался в строжайшей тайне вплоть до XVII века. Добывался он из рудников в Саксонии, откуда и пришла легенда о происхождении.
В переводе с саксонского название означает термин «подземный гном. С этим персонажем связаны первые упоминания о металле. В те времена не всегда добываемая руда содержала серебряные частицы, хотя по всем показателям соответствовала нужному материалу. Такое явление считали колдовством и проделками подземного жителя.
По мнению ученых современников такое волшебство объяснить просто: получаемая руда была не серебряной, а содержала кобальтовые минералы с мышьяком. Внешне их легко спутать.
В 1735 году Г. Брандт принялся за изучение нечистой руды. В ходе работ у него получилось отделить кобальт металл. Он получил серебристо-серый с розоватым окрасом элемент, которому и дал название, используемое и по сей день.
Физические и химические свойства
Данный металл является ферромагнетиком, а точка Кюри составляет 1121 градусов. Внешне он серебристо-белый, блестит розовыми бликами и тяжелый. Электроотрицательность составляет 1,88 по шкале Полинга. Желтый оттенок присутствует при тонком покрытии окисления. Другие параметры приведены в списке:
- атомная масса составляет 58,93 а.е.м.;
- диаметр атома приравнивается к 250 пм.;
- плотность Кобальта 8,9 г/см³;
- предельная тепловая емкость 0,456 Дж/(K·моль);
- теплопроводность 100 Вт/(м·K);
- температура плавления кобальта 1493 градусов по Цельсию;
- t кипения 2957 градусов по Цельсию;
- теплота плавления достигает 15,48 кДж/моль;
- сопротивление кобальта 6.247*10-8;
- молярный объем 6,7 см³/моль.
Среди химических данных находятся: ковалентный радиус составляет 130 пм, радиус иона достигает (+6e) 62 (+4e) 70 пм, электродный потенциал равен 0, а степеней окисления существует несколько – 6, 5, 4, 3, 2.
Марки металла и сплавов
На данный момент задействовано несколько вариантов марки:
- К0, К1Ау, К1А, К1, К2. Это группа металла, где уровень содержания элемента составляет не менее 99,98% для К0 и как минимум 98,3% для К2. Они производятся в форме слитков, листов, полос и пластов. Для изготовления на заводах эксплуатируют свойства электролиза, а также рафинирования.
- ПК-1у. Представляет собой марку с уровнем включения данного элемента как минимум в 99,35%. Она реализуется в порошковой форме, добываемой путем проведения электролиза.
Обе категории востребованы в промышленности и пользуются спросом.
Достоинства и недостатки
Некоторые свойства кобальта обеспечивают металл рядом положительных характеристик. К преимуществам можно отнести хорошие показатели жаропрочности и стойкости к тепловым воздействиям, прочность даже при нагревании. Помимо этого элемент стоек к размагничиванию, так как это воздействие не влияет на него ни при повышении температуры, ни при механических нагрузках. Из минусов отмечается в основном одно – высокая цена, так как этот металл относится к категории дорогостоящих.
Области применения
Данный элемент широко применяется в промышленной сфере, сельском хозяйстве, медицине. В чистой форме используется редко: радиоактивный металл нужен для γ-дефектоскопии и γ-терапии и для производства измерительных инструментов.
В основном он включается в сплавы для получения очень твердых и прочных материалов, постоянных магнитов. Такие варианты нужны для создания элементов авиационной техники, при строительстве ракет, в электротехнической и атомной отрасли.
Также элемент играет роль легирующей добавки в металлопрокате. Он улучшает режущие способности сталей и повышает температуру потери твердости. Благодаря такому влиянию его включают в состав тугоплавких и стойких к нагреву сплавов.
В атомной промышленности с его участием создают конструкционные элементы реакторов. Также применение кобальта достаточно интенсивно в области создания сплавов, стойких к кислотам и коррозии. В сочетании с никелем он применяется для нанесения защитного покрытия на готовые изделия, механизмы и детали.
В химической и нефтехимической промышленности металлический порошок нужен как катализатор, а в лакокрасочной, стекольной и керамической – для окрашивания.
Для медицины он также ценен, так как участвует в ходе лучевого лечения раковых заболеваний и стерилизации приборов. В сельском хозяйстве радиоактивный изотоп применяется для удаления насекомых в урожае, а соли элемента играют роль удобрения и подкормки для животных.
Продукция из данного металла
Рассмотрев, что такое кобальт и как его применяют, важно указать в каком виде его выпускают. На сегодня наибольшей популярностью на потребительском рынке пользуется порошок, слитки и пластины из этого элемента. Реже выпускают проволоку. Такая продукция эксплуатируется в случаях, когда нужны материалы повышенной прочности, жаростойкости, твердости и детали с высоким магнитным сопротивлением.
