Sobre el Cobalto
El cobalto se encuentra en la corteza terrestre solo en forma químicamente combinada, salvo por los pequeños depósitos que se encuentran en las aleaciones de hierro meteórico natural. El elemento libre, producido por fundición reductora, es un metal gris plateado, duro y brillante.
Resumen
| Elemento | Cobalto |
| Número atómico | 27 |
| Categoría de elemento | Metal de transición |
| Fase en STP | Sólido |
| Densidad | 8,9 g / cm3 |
| Resistencia a la tracción | 800 MPa |
| Límite de elastacidad | 220 MPa |
| Módulo de Young | 209 GPa |
| Escala de Mohs | 5 |
| Dureza Brinell | 800 MPa |
| Dureza Vickers | 1040 MPa |
| Punto de fusion | 1495 ° C |
| Punto de ebullición | 2927 ° C |
| Conductividad térmica | 100 W / mK |
| Coeficiente de expansión térmica | 13 µm / mK |
| Calor especifico | 0,42 J / g K |
| Calor de fusión | 16,19 kJ / mol |
| Calor de vaporización | 376,5 kJ / mol |
| Resistividad eléctrica [medidor de nanoOhmios] | 62,4 |
| Susceptibilidad magnética | N / A |
Aplicaciones del Cobalto
El cobalto se ha utilizado en muchas aplicaciones industriales, comerciales y militares. El cobalto se utiliza principalmente en baterías de iones de litio y en la fabricación de aleaciones magnéticas, resistentes al desgaste y de alta resistencia. Superaleaciones a base de cobalto. Esta clase de aleaciones es relativamente nueva. En 2006, Sato et al. descubrió una nueva fase en el sistema Co – Al – W. A diferencia de otras superaleaciones, las aleaciones a base de cobalto se caracterizan por una matriz austenítica reforzada con solución sólida (fcc) en la que se distribuye una pequeña cantidad de carburo. Aunque no se utilizan comercialmente en la medida de las superaleaciones a base de Ni, los elementos de aleación que se encuentran en las aleaciones a base de Co de investigación son C, Cr, W, Ni, Ti, Al, Ir y Ta. Poseen mejor soldabilidad y resistencia a la fatiga térmica en comparación con la aleación a base de níquel. Es más, tienen una excelente resistencia a la corrosión a altas temperaturas (980-1100 ° C) debido a su mayor contenido de cromo. Varios compuestos de cobalto son catalizadores de oxidación. Los catalizadores típicos son los carboxilatos de cobalto (conocidos como jabones de cobalto). También se utilizan en pinturas, barnices y tintas como “agentes secantes” a través de la oxidación de los aceites secantes.
Producción y precio del Cobalto
Los precios de las materias primas cambian a diario. Están impulsados principalmente por la oferta, la demanda y los precios de la energía. En 2019, los precios del cobalto puro rondaron los 210 $ / kg.
En 2016 se utilizaron 116.000 toneladas de cobalto. Los principales minerales de cobalto son cobaltita, eritrita, glaucodot y skutterudita (ver arriba), pero la mayor parte del cobalto se obtiene reduciendo los subproductos de cobalto de la extracción y fundición de níquel y cobre. Dado que el cobalto se produce generalmente como subproducto, el suministro de cobalto depende en gran medida de la viabilidad económica de la extracción de cobre y níquel en un mercado determinado.
Fuente: www.luciteria.com
Propiedades mecánicas del Cobalto
Resistencia del Cobalto
En mecánica de materiales, la resistencia de un material es su capacidad para soportar una carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas. La resistencia de los materiales básicamente considera la relación entre las cargas externas aplicadas a un material y la deformación resultante o cambio en las dimensiones del material. Al diseñar estructuras y máquinas, es importante considerar estos factores, a fin de que el material seleccionado tenga la resistencia adecuada para resistir las cargas o fuerzas aplicadas y conservar su forma original. La resistencia de un material es su capacidad para soportar esta carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas.
Para la tensión de tracción, la capacidad de un material o estructura para soportar cargas que tienden a alargarse se conoce como resistencia máxima a la tracción (UTS). El límite elástico o límite elástico es la propiedad del material definida como el esfuerzo en el que un material comienza a deformarse plásticamente, mientras que el límite elástico es el punto donde comienza la deformación no lineal (elástica + plástica).
Ver también: Resistencia de los materiales
Resistencia máxima a la tracción del Cobalto
La resistencia máxima a la tracción del cobalto es de 800 MPa.
Límite de elastacidad de Cobalto
El límite elástico del cobalto es de 220 MPa.
Módulo de Young del Cobalto
El módulo de Young del cobalto es 209 GPa.
Dureza del Cobalto
En la ciencia de los materiales, la dureza es la capacidad de resistir la hendidura de la superficie ( deformación plástica localizada ) y el rayado . La prueba de dureza Brinell es una de las pruebas de dureza por indentación, que se ha desarrollado para pruebas de dureza. En las pruebas Brinell, se fuerza un penetrador esférico duro bajo una carga específica en la superficie del metal que se va a probar.
La dureza Brinell del cobalto es de aproximadamente 800 MPa.
El método de prueba de dureza Vickers fue desarrollado por Robert L. Smith y George E. Sandland en Vickers Ltd como una alternativa al método Brinell para medir la dureza de materiales. El método de prueba de dureza Vickers también se puede utilizar como método de prueba de microdureza , que se utiliza principalmente para piezas pequeñas, secciones delgadas o trabajos de profundidad de caja.
La dureza Vickers del cobalto es de aproximadamente 1040 MPa.
La dureza al rayado es la medida de la resistencia de una muestra a la deformación plástica permanente debido a la fricción de un objeto afilado. La escala más común para esta prueba cualitativa es la escala de Mohs , que se utiliza en mineralogía. La escala de Mohs de dureza mineral se basa en la capacidad de una muestra natural de mineral para rayar visiblemente otro mineral.
El cobalto tiene una dureza de aproximadamente 5.
Ver también: dureza de materiales
Cobalto – Estructura cristalina
Una posible estructura cristalina del cobalto es una estructura compacta hexagonal .
En los metales, y en muchos otros sólidos, los átomos están dispuestos en matrices regulares llamadas cristales. Una red de cristal es un patrón repetitivo de puntos matemáticos que se extiende por todo el espacio. Las fuerzas de los enlaces químicos provocan esta repetición. Es este patrón repetido el que controla propiedades como resistencia, ductilidad, densidad, conductividad (propiedad de conducir o transmitir calor, electricidad, etc.) y forma. Hay 14 tipos generales de patrones conocidos como celosías de Bravais.
Ver también: Estructura cristalina de materiales
Estructura cristalina de Cobalto
Resistencia de los elementos
Elasticidad de los elementos
Dureza de los elementos
Propiedades térmicas del Cobalto
Cobalto – Punto de fusión y punto de ebullición
Punto de cobalto de fusión es de 1495 ° C .
Punto de cobalto de ebullición es 2927 ° C .
Tenga en cuenta que estos puntos están asociados con la presión atmosférica estándar.
Cobalto – Conductividad térmica
La conductividad térmica del cobalto es 100 W / (m · K).
Las características de transferencia de calor de un material sólido se miden mediante una propiedad llamada conductividad térmica , k (o λ), medida en W / mK . Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un material por conducción . Tenga en cuenta que la ley de Fourier se aplica a toda la materia, independientemente de su estado (sólido, líquido o gas), por lo tanto, también se define para líquidos y gases.
Coeficiente de expansión térmica del Cobalto
El coeficiente de expansión térmica lineal del cobalto es 13 µm / (m · K)
La expansión térmica es generalmente la tendencia de la materia a cambiar sus dimensiones en respuesta a un cambio de temperatura. Por lo general, se expresa como un cambio fraccional de longitud o volumen por cambio de temperatura unitario.
Cobalto – Calor específico, calor latente de fusión, calor latente de vaporización
El calor específico de cobalto es 0,42 J / g K .
La capacidad calorífica es una propiedad extensa de la materia, lo que significa que es proporcional al tamaño del sistema. La capacidad calorífica C tiene la unidad de energía por grado o energía por kelvin. Cuando se expresa el mismo fenómeno como una propiedad intensiva, la capacidad calorífica se divide por la cantidad de sustancia, masa o volumen, por lo que la cantidad es independiente del tamaño o extensión de la muestra.
El calor latente de fusión del cobalto es 16,19 kJ / mol .
El calor latente de vaporización del cobalto es 376,5 kJ / mol .
El calor latente es la cantidad de calor que se agrega o se elimina de una sustancia para producir un cambio de fase. Esta energía rompe las fuerzas de atracción intermoleculares y también debe proporcionar la energía necesaria para expandir el gas (el trabajo pΔV ). Cuando se agrega calor latente, no se produce ningún cambio de temperatura. La entalpía de vaporización es función de la presión a la que tiene lugar esa transformación.
Punto de fusión de los elementos
Conductividad térmica de elementos
Expansión térmica de elementos
Capacidad calorífica de los elementos
Calor de fusión de elementos
Calor de vaporización de elementos
Cobalto – Resistividad eléctrica – Susceptibilidad magnética
La propiedad eléctrica se refiere a la respuesta de un material a un campo eléctrico aplicado. Una de las principales características de los materiales es su capacidad (o falta de capacidad) para conducir corriente eléctrica. De hecho, los materiales se clasifican según esta propiedad, es decir, se dividen en conductores, semiconductores y no conductores.
Ver también: Propiedades eléctricas
La propiedad magnética se refiere a la respuesta de un material a un campo magnético aplicado . Las propiedades magnéticas macroscópicas de un material son una consecuencia de las interacciones entre un campo magnético externo y los momentos dipolares magnéticos de los átomos constituyentes . Diferentes materiales reaccionan a la aplicación de un campo magnético de manera diferente .
Ver también: Propiedades magnéticas
Resistividad eléctrica del Cobalto
La resistividad eléctrica del cobalto es 62,4 nΩ⋅m .
La conductividad eléctrica y su inversa, la resistividad eléctrica , es una propiedad fundamental de un material que cuantifica cómo el cobalto conduce el flujo de corriente eléctrica. La conductividad eléctrica o conductancia específica es el recíproco de la resistividad eléctrica.
Susceptibilidad magnética del Cobalto
Susceptibilidad magnética de cobalto es N / A .
En electromagnetismo, la susceptibilidad magnética es la medida de la magnetización de una sustancia. La susceptibilidad magnética es un factor de proporcionalidad adimensional que indica el grado de magnetización del cobalto en respuesta a un campo magnético aplicado.
Resistividad eléctrica de elementos
Susceptibilidad magnética de elementos
Otras propiedades del Cobalto
