Cádmio – Propriedades – Preço – Aplicações – Produção

Sobre o Cádmio

O cádmio é um metal macio, branco-azulado e quimicamente semelhante aos dois outros metais estáveis ​​do grupo 12, zinco e mercúrio. Na indústria nuclear, o cádmio é comumente usado como absorvedor de nêutrons térmicos devido à seção transversal de absorção de nêutrons muito alta de 113Cd. 113Cd tem seção transversal de absorção específica.

Resumo

Elemento	Cádmio
Número atômico	48
Categoria do elemento	Metal de transição
Fase em STP	Sólido
Densidade	8,65 g/cm3
Resistência à tração	75 MPa
Força de rendimento	N/D
Módulo de elasticidade de Young	50 GPa
Escala de Mohs	2
Dureza Brinell	203 MPa
Dureza Vickers	N/D
Ponto de fusão	321,07 °C
Ponto de ebulição	767 °C
Condutividade térmica	97 W/mK
Coeficiente de Expansão Térmica	30,8 µm/mK
Calor específico	0,23 J/gK
Calor de fusão	6,192 kJ/mol
Calor da vaporização	99,57 kJ/mol
Resistividade elétrica [nanoOhm meter]	72,7
Suscetibilidade Magnética	−20e-6 cm3/mol

Aplicações de Cádmio

O cádmio é consumido principalmente para a produção de baterias recarregáveis ​​de níquel-cádmio. Em 2009, 86% do cádmio foi utilizado em baterias, predominantemente em baterias recarregáveis ​​de níquel-cádmio. Outros usos finais incluem pigmentos, revestimentos e chapeamento, e como estabilizadores para plásticos. A fabricação de células solares pode se tornar outro mercado significativo para o cádmio no futuro. Na indústria nuclear, o cádmio é comumente usado como absorvedor de nêutrons térmicos devido à seção transversal de absorção de nêutrons muito alta de 113Cd. 113Cd tem seção transversal de absorção específica.

 

 

Produção e preço do Cádmio

Os preços das matérias-primas mudam diariamente. Eles são impulsionados principalmente pela oferta, demanda e preços de energia. Em 2019, os preços do cádmio puro estavam em torno de 60 $/kg.

O cádmio é geralmente recuperado como um subproduto dos concentrados de zinco. As proporções zinco-cádmio em minérios de zinco típicos variam de 200:1 a 400:1. A esfalerita (ZnS), o mineral de zinco mais economicamente significativo, geralmente contém pequenas quantidades de outros elementos; o cádmio, que compartilha certas propriedades químicas semelhantes com o zinco, muitas vezes substituirá o zinco na rede cristalina da esfalerita.

Fonte: www.luciteria.com

Propriedades Mecânicas do Cádmio

Força do Cádmio

Na mecânica dos materiais, a resistência de um material é sua capacidade de suportar uma carga aplicada sem falha ou deformação plástica. A resistência dos materiais considera basicamente a relação entre as cargas externas aplicadas a um material e a deformação resultante ou alteração nas dimensões do material. Ao projetar estruturas e máquinas, é importante considerar esses fatores, para que o material selecionado tenha resistência adequada para resistir às cargas ou forças aplicadas e manter sua forma original. A resistência de um material é a sua capacidade de suportar esta carga aplicada sem falha ou deformação plástica.

Para tensão de tração, a capacidade de um material ou estrutura de suportar cargas que tendem a se alongar é conhecida como resistência à tração final (UTS). O limite de escoamento ou tensão de escoamento é a propriedade do material definida como a tensão na qual um material começa a se deformar plasticamente, enquanto o ponto de escoamento é o ponto onde a deformação não linear (elástica + plástica) começa.

Veja também: Resistência dos Materiais

Resistência à tração final do Cádmio

A resistência à tração final do Cádmio é de 75 MPa.

Força de rendimento de Cádmio

O limite de escoamento do Cádmio é N/A.

Módulo de Elasticidade do Cádmio

O módulo de elasticidade de Young do Cádmio é N/A.

Dureza do Cádmio

Na ciência dos materiais, a dureza é a capacidade de suportar o recuo da superfície (deformação plástica localizada) e arranhões. O teste de dureza Brinell é um dos testes de dureza de indentação, que foi desenvolvido para testes de dureza. Nos testes Brinell, um  penetrador esférico duro é forçado sob uma carga específica na superfície do metal a ser testado.

A dureza Brinell do Cádmio é de aproximadamente 203 MPa.

O método de teste de dureza Vickers foi desenvolvido por Robert L. Smith e George E. Sandland na Vickers Ltd como uma alternativa ao método Brinell para medir a dureza dos materiais. O método de teste de dureza Vickers também pode ser usado como um método de teste de microdureza, que é usado principalmente para peças pequenas, seções finas ou trabalhos de profundidade de caixa.

A dureza Vickers do Cádmio é aproximadamente N/A.

A dureza ao risco é a medida de quão resistente uma amostra é à deformação plástica permanente devido ao atrito de um objeto pontiagudo. A escala mais comum para este teste qualitativo é a escala de Mohs, que é usada em mineralogia. A escala Mohs de dureza mineral é baseada na capacidade de uma amostra natural de mineral riscar visivelmente outro mineral.

O Cádmio tem uma dureza de aproximadamente 2.

Veja também: Dureza dos Materiais

Cádmio – Estrutura Cristalina

Uma possível estrutura cristalina do Cádmio é a estrutura hexagonal compacta.

Nos metais e em muitos outros sólidos, os átomos estão dispostos em arranjos regulares chamados cristais. Uma rede cristalina é um padrão repetitivo de pontos matemáticos que se estende por todo o espaço. As forças de ligação química causam essa repetição. É esse padrão repetido que controla propriedades como força, ductilidade, densidade, condutividade (propriedade de conduzir ou transmitir calor, eletricidade, etc.) e forma. Existem 14 tipos gerais de tais padrões conhecidos como reticulados de Bravais.

Veja também: Estrutura Cristalina de Materiais

Estrutura Cristalina de Cádmio

Propriedades Térmicas do Cádmio

Cádmio – Ponto de fusão e ponto de ebulição

O ponto de fusão do Cádmio é 321,07 °C.

O ponto de ebulição do Cádmio é 767 °C.

Observe que esses pontos estão associados à pressão atmosférica padrão.

Cádmio – Condutividade Térmica

A condutividade térmica do Cádmio é 97 W/(m·K).

As características de transferência de calor de um material sólido são medidas por uma propriedade chamada condutividade térmica, k (ou λ), medida em W/mK. É uma medida da capacidade de uma substância de transferir calor através de um material por condução. Observe que a lei de Fourier se aplica a toda matéria, independentemente de seu estado (sólido, líquido ou gasoso), portanto, também é definida para líquidos e gases.

Coeficiente de Expansão Térmica do Cádmio

O coeficiente de expansão térmica linear de Cádmio é 30,8 µm/(m·K).

A expansão térmica é geralmente a tendência da matéria de mudar suas dimensões em resposta a uma mudança na temperatura. Geralmente é expresso como uma mudança fracionária no comprimento ou volume por unidade de mudança de temperatura.

Cádmio – Calor Específico, Calor Latente de Fusão, Calor Latente de Vaporização

O calor específico do Cádmio é 0,23 J/gK.

A capacidade calorífica é uma propriedade extensiva da matéria, o que significa que é proporcional ao tamanho do sistema. A capacidade calorífica C tem a unidade de energia por grau ou energia por kelvin. Ao expressar o mesmo fenômeno como uma propriedade intensiva, a capacidade calorífica é dividida pela quantidade de substância, massa ou volume, portanto a quantidade é independente do tamanho ou extensão da amostra.

O calor latente de fusão do Cádmio é 6,192 kJ/mol.

O calor latente de vaporização do Cádmio é 99,57 kJ/mol.

Calor latente é a quantidade de calor adicionada ou removida de uma substância para produzir uma mudança de fase. Essa energia quebra as forças atrativas intermoleculares e também deve fornecer a energia necessária para expandir o gás (o pΔV trabalho). Quando o calor latente é adicionado, nenhuma mudança de temperatura ocorre. A entalpia de vaporização é uma função da pressão na qual essa transformação ocorre.

Cádmio – Resistividade Elétrica – Suscetibilidade Magnética

A propriedade elétrica refere-se à resposta de um material a um campo elétrico aplicado. Uma das principais características dos materiais é sua capacidade (ou falta de capacidade) de conduzir corrente elétrica. De fato, os materiais são classificados por essa propriedade, ou seja, são divididos em condutores, semicondutores e não condutores.

Veja também: Propriedades Elétricas

A propriedade magnética refere-se à resposta de um material a um campo magnético aplicado. As propriedades magnéticas macroscópicas de um material são conseqüência das interações entre um campo magnético externo e os momentos de dipolo magnético dos átomos constituintes. Diferentes materiais reagem à aplicação do campo magnético de forma diferente.

Veja também: Propriedades Magnéticas

Resistividade Elétrica do Cádmio

A resistividade elétrica do Cádmio é 72,7 nΩ⋅m.

A condutividade elétrica e seu inverso, a resistividade elétrica, é uma propriedade fundamental de um material que quantifica como o cádmio conduz o fluxo de corrente elétrica. A condutividade elétrica ou condutância específica é o recíproco da resistividade elétrica.

Suscetibilidade Magnética do Cádmio

A suscetibilidade magnética do Cádmio é -20e-6 cm³/mol.

No eletromagnetismo, a suscetibilidade magnética é a medida da magnetização de uma substância. A suscetibilidade magnética é um fator de proporcionalidade adimensional que indica o grau de magnetização do cádmio em resposta a um campo magnético aplicado.