Кадмий

Кадмий: технические характеристики и применение в промышленности

Кадмий пластичный серебристо-белый металл с характерным голубоватым отливом, относящийся к группе тяжёлых цветных металлов. В металлопрокате поставляется в виде анодов, чушек, прутков и проволоки. Основные физико-механические параметры: плотность 8,65 г/см, температура плавления 321 C, температура кипения 767 C. Твёрдость по Бринеллю составляет от 20 до 25 HB, предел прочности при растяжении от 60 до 70 МПа. Металл обладает высокой коррозионной стойкостью в нейтральных и щелочных средах, но растворяется в кислотах.

Марки и сортамент

Кадмий выпускается по ГОСТ 1467-93 и ТУ 48-21-1-87. Основные марки различаются по содержанию основного металла и примесей:

• Кд0 чистота не менее 99,98 %, массовая доля примесей не более 0,02 %;
• Кд1 чистота не менее 99,96 %, примеси не более 0,04 %;
• Кд2 чистота не менее 99,90 %, примеси не более 0,10 %;
• Кд3 чистота не менее 99,50 %, примеси не более 0,50 %.

Сортамент включает аноды прямоугольного и круглого сечения, чушки массой от 4 до 6 кг, прутки диаметром от 8 до 30 мм, проволоку диаметром от 1 до 6 мм. Допуски по геометрии регламентируются стандартами на конкретные виды проката.

Технические свойства

Кадмий характеризуется низкой температурой плавления и высокой пластичностью, что позволяет легко обрабатывать его давлением и резанием. Коэффициент линейного расширения составляет 3110 1/C, теплопроводность 92 Вт/(мК), удельное электрическое сопротивление 7,410 Омм. Металл устойчив к атмосферной коррозии, особенно в условиях повышенной влажности и морского климата. При нагреве выше 250 C кадмий окисляется с образованием оксида CdO. Взаимодействие с сероводородом приводит к образованию сульфида кадмия жёлтого цвета.

Применение в промышленности

Кадмий используется в нескольких ключевых отраслях благодаря уникальному сочетанию свойств:

• Гальванотехника кадмиевые аноды применяются для нанесения защитных покрытий на стальные детали, работающие в условиях морской атмосферы и тропического климата. Толщина покрытия составляет от 6 до 30 мкм.
• Аккумуляторная промышленность кадмий входит в состав отрицательных электродов никель-кадмиевых (NiCd) аккумуляторов, обеспечивая стабильное напряжение от 1,2 до 1,3 В на элемент.
• Металлургия легирующая добавка в медные и алюминиевые сплавы для повышения износостойкости и жаропрочности. Содержание кадмия в сплавах составляет от 0,1 до 1,0 %.
• Ядерная энергетика кадмий используется в регулирующих стержнях ядерных реакторов благодаря высокому сечению захвата тепловых нейтронов (2450 барн).
• Производство пигментов сульфид кадмия (CdS) применяется для изготовления жёлтых и оранжевых красителей для пластмасс, керамики и стекла.

Условия эксплуатации и ограничения

Кадмий сохраняет работоспособность при температурах от 50 до +150 C. При нагреве выше 320 C наблюдается интенсивное испарение металла, что требует применения вентиляции и средств индивидуальной защиты. Пары кадмия токсичны, поэтому при механической обработке (резке, шлифовке) необходимо использовать местную вытяжку. Хранение осуществляется в сухих отапливаемых помещениях при относительной влажности не более 60 %. Кадмий не допускается контактировать с кислотами и окислителями во избежание бурной реакции с выделением водорода.

Вопросы и ответы