خانه صنعت، معدن و تجارت استان تهران
نوشته های مرتبط
کبالت یکی از مواد معدنی است که به دلیل داشتن ویژگیهای خاص و سمی بودن در روزگاران دور، کارگران معدنی نام «روح شیطان» را بر آن گذاشتند زیرا باعث آلوده شدن سایر عناصر معدنی میشده است.
حال در کنار این موضوع، کبالت بهدلیل برخورداری از ویژگیهای فیزیکی خاص همچون مقاوم بودن در برابر خوردگی در صنایع فلزی برای تولید فلزات مختلف ازجمله انواع فولادها استفاده میشود. این در حالی است که کبالت بهعنوان یکی از موادمعدنی کمیاب در جهان بر اساس سیاست برخی کشورهای دارنده در انبارها گذاشته میشود. بر اساس آمار جهانی، کشورهای کنگو، کانادا، زامبیا، استرالیا، روسیه، کوبا، چین، برزیل، کالدونیای جدید، مراکش، اندونزی، افریقای جنوبی، اوگاندا و بوتسوانا مهمترین تولیدکنندگان کبالت هستند. برای بهدست آوردن اطلاعات بیشتر از این ماده معدنی، در ادامه گزارشی را که از سوی مدیریت آموزش، پژوهش و فناوری ایمیدرو ارائه شده میخوانید:
کبالت؛ مرکب آبی رنگ
نام کبالت Cobalt از واژه آلمانی Cobalt یا Kobold به معنی روح شیطان (Evil spirit) گرفته شده است. این نام را کارگران معدن به علت سمی و دردسرساز بودن این عنصر برای آن انتخاب کردند زیرا کبالت، سایر عناصر معدن را آلوده و کم عیار میکرد. کبالت، سی و دومین عنصر فراوان در پوسته زمین است و فراوانی نسبی کبالت در پوسته زمین ۰/۲۰۰ درصد است.کبالت از زمانهای قدیم که مواد مرکب آن بهصورت شیشه آبیرنگی تصور میشد، شناخته شده بود. کبالت بین سالهای ۱۷۶۸- ۱۶۹۴ از سوی George Brandt کشف شد. وی کبالت را به رنگ آبی در شیشه نشان داد که قبلا ناشی از بیسموتی بود و همراه با کبالت یافت شده بود. کانههای کبالت هزاران سال بهعنوان عامل ایجاد رنگ آبی در شیشهسازی و سفالگری بهکار میرفته است. سفالهای با جلای آبیرنگ که در مقبرههای مصری یافت شده و قدمت آنها به ۲۶۰۰ سال پیش از میلاد مسیح میرسد دارای کبالت هستند. به طور نمونه، مهرههای شیشهای پارسی با قدمت ۲۲۵۰۰ سال پیش از میلاد مسیح نیز دارای کبالت هستند. گلدانهای پورتلند موجود در موزه بریتانیا شواهدی دال بر استفاده از رنگدانههای کبالتی از سوی شیشهگران یونانی در آغاز دوران مسیح دارند. لئوناردو داوینچی از نخستین هنرمندانی بود که از این رنگدانه برای نقاشی تابلوی «بانوی سنگها» استفاده کرد. کبالت، بهصورت فلز آزاد وجود ندارد و بهشکل سنگ معدن یافت میشود. همچنین این ماده معدنی بهتنهایی استخراج نمیشود و بهعنوان محصول جانبی فعالیتهای استخراج مس و نیکل بهدست میآید. هرچند تا قرن بیستم از فلز کبالت به میزان کمی استفاده میشده، اما استفاده از کبالت بهعنوان یک فلز به سال ۱۹۰۷ برمیگردد که در آن سالها نیز یک سری آلیاژهای کبالت کروم به نام استلیت طراحی شدند. در سال ۱۹۳۰م مشاهده شد افزودن کبالت به آلیاژهای خاصی از آهن، نیکل و آلومینیوم، ویژگی آنها را بهعنوان آهنربای دائم افزایش میدهد.
کاربردهای کبالت
کاربردهای کبالت به ۲ گروه عمده متالورژیکی و غیرمتالورژیکی تقسیم میشوند. کاربردهای متالورژیکی این فلز شامل آلیاژهای پایه کبالت مقاوم به سایش، مقاوم به حرارت و مقاوم به خوردگی، استفاده از کبالت در سوپرآلیاژهای پایه نیکل (عمدهترین کاربرد کبالت)، سوپرآلیاژهای پایه آهنی، کاربیدهای سمانته شده، مواد مغناطیسی، آلیاژهای انبساط پایین، فولادها و به میزان کمتر در آلیاژهای غیرآهنی و پوششهای کبالت است. کاربردهای غیرمتالورژیکی کبالت شامل بکارگیری ترکیبات کبالت در مواد شیمیایی (مانند رنگدانهها، کاتالیزورها، خشککنندهها و مواد چسبنده) و کاربردهای الکتریکی (مانند وسایل ضبط مغناطیسی کبالتدار و باتریها) است.
فولادهای ابزاری پرسرعت
کبالت، سختی گرم فولادهای ابزاری پرسرعت را بالا برده و در نتیجه، بازدهی برشکاری این ابزارها را هنگام عملیات، زمانی که دما بالا میرود، افزایش میدهد. کبالت به هر دو نوع فولادهای پرسرعت مولیبدندار و تنگستندار بین ۵ تا ۱۲درصد افزوده میشود.این عنصر در برخی فولادهای ابزاری کار گرم و سرد شده نیز مورد استفاده قرار میگیرد. به طور نمونه، H۱۹، که یک فولاد ابزاری کار سرده شده است، بین ۴ تا ۴/۵۰درصد کبالت و فولاد پرکروم کار سرده شده D۵ بین ۲/۵۰ تا ۳/۵۰درصد کبالت دارد.
کاربردهای الکتریکی
باتریهای قابل شارژ کبالتدار ازجمله کاربردهای این فلز هستند که به سرعت توسعه یافتند. این باتریها در ابزارهای برقی، اسباببازیها، وسایل نقلیه الکتریکی، کامپیوترها، گوشیهای موبایل، دوربینهای عکاسی و فیلمبرداری و سایر دستگاههای برقی مشابه مورد استفاده قرار میگیرند. در باتریهای نیکل- کادمیم و نیکل- هیدرید فلز، اکسید یا هیدروکسید کبالت پودری ریز به منظور بهبود عملکرد باتری اضافه میشود. همچنین در باتریهای لیتیم- یونی، LiCoO۲ ۵درصد وزن کاتد را به خود اختصاص میدهد. سایر کاربردهای الکترونیکی کبالت عبارتند از نیمههادیها، مدارهای منسجم، کلکتورهای خورشیدی، حسگرهای گاز، ترانسفورماتورهای پیزوالکتریک، وریستورهای اکسید روی و مقاومتهای گرمایی با ضریب حرارتی منفی.
