目前,很大一部分的钴都用于生产各种特殊合金。加入钴元素的合金具有耐热性 好、耐腐蚀性强的特点,所制材料可以应付很高的温度条件下的工作,目前在喷气飞 机、高速跑车的燃气轮上广泛使用,一般的高速转动装置中都会采用含钴的合金以增 加使用寿命和运转性能。在合金中添加铬钨基体,可以有效提高硬度,并且耐腐蚀性、 抗磨损性显著增强,目前在切削工具的制造中,常常使用这种合金。另外,这种合金 还会在表面硬化工艺中得到应用,提高材料性能。在碳化钨的加工中,钴还可以作为 其基体,或者作为加工过程中的粘合剂,可显著提升硬质碳化钨的抗震性能,增强碳 化钨的坚韧性。此外,钴和镍锰的合金因为其强磁性,还可以用来生产永久磁铁和软 磁铁。
钴与稀土元素的配合,也有很优良的特性。他们的合金具有永磁性,二价钴的配 合物与氧结合可以成为氧的具有可逆性的载体,其作用是当人体处于氧元素缺乏的状 态时,钴载体中储存的氧可以释放出来,以提供人体所需的氧,因此,这种材料也可以 在储氧部门得到很好的利用。
因为能源紧缺问题的日益严重,最近几年,高能电池产业得到快速发展,钴在电 池领域的用量也飞速增长。上世纪八十年代以来, 在高能电池作为其充放电的活化剂, 大量的钴粉在充电电池领域被应用。九十年代初, 经过德、日科学家的研究,新型亚 钴材料被成功地将添加到电池原料中,大幅度提高了电池的性能。
因为其性能的优良,钴粉和氧化亚钴粉的化合物能够使 Ni(OH)2 的质子电导得 到改善,降低氧化电位,提高析氧电位,达到提高电极性能的目标。在充电前期,使电 极得到完全的充电,再通过充电,使 Ni(OH)2 转化为 NiOOH,并减少氧的析出,使充电 效率得到提高,电极比容量得到增加。经过科学家的研究,在近几年,随着铿离子电 池的发展,钴氧化物已成为制备铿离子电池材料的重要原料,其在电池产业中的用量 也越来越高,有着无法取代的地位。论文网
1。1。2 镍的性质及用途
(1)镍的性质 镍为银白色金属,晶体结构为面心立方体。主要元素性质为:原子序数 28,原子量
58。71,熔点 1455 e,沸点 2900 e,居里点 357。6 e,固体热熔系数为 0。45606/( g。℃)), 熔体为 0。69873/(g。℃),熔化热为 243。09 J/g,线膨胀系数 1。28xl0 一 5(20℃)。
在水溶液中,镍具有较稳定的性质,如电解镍片在约 100 e 的 3 mol/LH2SO4 中溶
解度仅为 10。67 g/(m2。h)。 在所有金属元素中,镍的活泼性为中等水平,具有很强的抗碱腐蚀的能力,在空
气中,不同状态的镍性质也不一样。当镍为块状时,不能燃烧,而镍为丝装时,则可 燃。如果是经特殊制备的,具有很小体积的多孔镍粒,当暴露于空气中会立即自燃。 含镍化合物中镍的化合价通常为+2 价,但在自然中,也会存在 0 价、+1 价、+3 价和+4 价的镍的化合态存在。含镍化合物通常有一定的毒性,如果量足够大,会对 人畜产生危害。但金属镍毒性不大,对人的影响很小,在水、土、食物中的镍,因为 浓度极其微量,基本上是无害的。然而,当镍及其化合物的数量足够大时,会引起中
毒,工业上一般需要把废料中的镍提取回收后再进行废物的排放,以达到环保的作用。
(2)镍的用途 镍主要作为一种功能材料而广泛应用,在工业生产上用处非常大。
① 铁、钴、铬、锰等元素在一定条件下与镍形成固溶体金属,这种金属熔点很高, 可以承受很高的温度;还具有很强的耐浸蚀性,在潮湿的环境下有很长的使用寿命。 另外,在生产中还具有高温氧化效率高,机械加工性能好等优点,一般可以用于涡轮 机等核心部件的制造。