浏览数量: 3 作者: 本站编辑 发布时间: 2023-03-07 来源: 本站
钴是一种银白色金属,略带蓝色调,它又脆又硬,具有磁性。由于其比较脆,因此在其他材料中用作添加剂和合金,以改善其特性和物理性能。钴具有非常高的熔点,它即使在很高的温度下也能保持其磁性。它也很耐磨,因此适合添加到其他金属中,例如高速钢、铝和镍。
钴的物理性质
钴是具有光泽的钢灰色金属,熔点1493℃,比重8、9,比较硬而脆,钴是铁磁性的,在硬度、抗拉强度、机械加工性能、热力学性质、电化学行为方面与铁和镍相类似。加热到1150℃时磁性消失。
钴的化学性质
钴的化合价为2价和3价。在常温下不和水作用,在潮湿的空气中也很稳定。在空气中加热至300℃以上时氧化生成CoO,在白热时燃烧成Co₃O₄。氢还原法制成的细金属钴粉在空气中能自燃生成氧化钴。由电极电势看出,钴是中等活泼的金属。其化学性质与铁,镍相似。高温下发生氧化作用。加热时,钴与氧,硫,氯,溴等发生剧烈反应,生成相应化合物。钴可溶于稀酸中,在发烟硝酸中因生成一层氧化膜而被钝化。钴会缓慢地被氢氟酸,氨水和氢氧化钠浸蚀。钴是两性金属。
谁发现了钴?
关于钴,在早期的中国就已知并用于陶器釉料,古代希腊人和罗马人曾利用它的化合物制造有色玻璃,生成深蓝色。中国唐朝彩色瓷器上的蓝色也是由于有钴的化合物存在。含钴的蓝色矿石辉钴矿CoAsS,中世纪在欧洲被称为kobalt,首先出现在16世纪居住在捷克的德国矿物学家阿格里科拉的著作里,这一词在德文中原意是“妖魔”。这可能是当时认为这种矿石是无用的,而且由于辉钴矿中含砷,妨害工人的身体健康才使用的。今天钴的拉丁名称cobaltum和元素符号Co正是德文中“妖魔”一词而来,这是由于当时的人们对新事物的不了解所致。1753年,瑞典化学家格·布兰特(G.Brandt)从辉钴矿中分离出浅玫色的灰色金属,这是纯度较高的金属钴。因此布兰特被人们认为是钴的发现者。
1780年,瑞典化学家伯格曼(T.Bergman)制得纯钴,确定钴为金属元素。
1789年,拉瓦锡首次把它列入元素周期表中。
钴棒的用途
高纯钴棒用于制超硬耐热合金和磁性合金、钴化合物、催化剂、电灯丝和瓷器釉料等。钴棒具有良好的半导体性质,磁性能及导电性能。是制备磁记录介质,磁记录磁头,光电器件和磁传感器和集成电路等元器件的重要材料。
钴在锂电池中的作用
用于钴酸锂离子电池、镍钴铝酸电池,三元电池的正极材料。钴的用途在于可以稳定材料的层状结构,而且可以提高材料的循环和倍率性能,但过高的钴含量会导致实际容量降低。
锂离子电池是一种电化学的奇迹。我们用它来做所有事情,无论是电话和笔记本电脑这样的普通小工具,还是火星上的电船和直升机等高端应用 。锂离子电池对现代生活非常重要,三位化学家因此于去年获得了诺贝尔奖。但是在此过程中,也逐渐形成了电池行业对钴的依赖。
钴是一种稀有,有毒和有光泽的矿物质,存在于当今几乎所有使用的锂离子电池的带负电的电极(或阴极)中。它昂贵,沉重,并且与不道德的采矿行为,疯狂的价格波动以及脆弱的全球供应链相关。难怪有这么多电池制造商想要消除对钴的依赖。但是这种材料在稳定电池和提高其能量密度方面起着至关重要的作用。尽管存在实验性的无钴电池,但直到现在,它们都存在性能问题,例如寿命有限和充电速度较慢等。