Кобальт

Кобальт: технические характеристики, марки и применение в промышленности

Кобальт ферромагнитный металл серебристо-белого цвета с высокой температурой плавления и коррозионной стойкостью. В промышленности используется преимущественно в виде рафинированного металла (катодов, гранул, порошка) и химических соединений. Основные потребители производители жаропрочных сплавов, магнитных материалов, аккумуляторных батарей и катализаторов. Кобальт сохраняет механические свойства при температурах до 1000 C, что делает его незаменимым в авиастроении и энергетике.

Физико-механические свойства

Кобальт имеет плотность 8,9 г/см, температуру плавления 1495 C и температуру кипения 2870 C. Модуль упругости составляет от 200 до 210 ГПа, твёрдость по Бринеллю от 120 до 130 HB. Металл устойчив к окислению на воздухе до 300 C, при более высоких температурах образуется защитная оксидная плёнка CoO. В агрессивных средах (серная, соляная кислота) кобальт растворяется с выделением водорода, но стоек к действию щелочей и органических кислот.

Марки и формы поставки

Промышленный кобальт выпускается по ГОСТ 123-2008 и международным стандартам (ASTM B722, ISO 7529). Основные марки:

• К0 содержание кобальта не менее 99,98 %, примеси никеля, железа и меди не превышают 0,02 %. Применяется в электронике и оптике.
• К1 чистота 99,8 %, допустимо до 0,1 % никеля. Используется в жаропрочных сплавах и магнитных системах.
• К2 чистота 99,5 %, содержание углерода до 0,05 %. Подходит для лигатур и химических реагентов.
• К3 технический кобальт (99,0 %), применяется в производстве катализаторов и пигментов.

Формы поставки: катоды (толщина от 0,5 до 1,5 мм), гранулы (фракция от 2 до 10 мм), порошок (дисперсность от 0,5 до 50 мкм), слитки и аноды для гальваники.

Применение в промышленности

Кобальт востребован в отраслях, где требуются высокая температура эксплуатации, магнитные свойства и коррозионная стойкость:

• Авиа- и ракетостроение жаропрочные никель-кобальтовые сплавы (ХН55ВМТКЮ, ХН62БМКЮ) для лопаток турбин, камер сгорания и сопел. Рабочая температура до 1050 C.
• Энергетика постоянные магниты на основе сплавов SmCo и AlNiCo для генераторов, электродвигателей и датчиков. Коэрцитивная сила до 800 кА/м.
• Химическая промышленность катализаторы гидроочистки и синтеза Фишера-Тропша на основе кобальта (Co/AlO, Co/SiO). Активность в 23 раза выше никелевых аналогов.
• Металлургия легирующая добавка в инструментальные стали (Р6М5К5, Р9К10) для повышения красностойкости и твёрдости до 65 HRC.
• Электрохимия катодные материалы литий-ионных аккумуляторов (LiCoO, NMC). Удельная ёмкость от 140 до 180 мАч/г.

Химическая стойкость и коррозия

Кобальт устойчив к атмосферной коррозии, морской воде и растворам щелочей (pH 814). Скорость коррозии в 3 % NaCl составляет менее 0,01 мм/год. В кислых средах (HSO, HCl) при концентрации выше 10 % и температуре от 20 до 60 C скорость растворения достигает от 0,5 до 2,0 мм/год. Для защиты применяют пассивацию хроматами или нанесение никелевого подслоя.

Вопросы и ответы