Cobalto – Propriedades – Preço – Aplicações – Produção

Sobre o Cobalto

O cobalto é encontrado na crosta terrestre apenas na forma quimicamente combinada, exceto por pequenos depósitos encontrados em ligas de ferro meteórico natural. O elemento livre, produzido por fundição redutiva, é um metal duro, brilhante, cinza-prateado.

Resumo

Elemento	Cobalto
Número atômico	27
Categoria do elemento	Metal de transição
Fase em STP	Sólido
Densidade	8,9 g/cm3
Resistência à tração	800 MPa
Força de rendimento	220 MPa
Módulo de elasticidade de Young	209 GPa
Escala de Mohs	5
Dureza Brinell	800 MPa
Dureza Vickers	1040 MPa
Ponto de fusão	1495 °C
Ponto de ebulição	2927 °C
Condutividade térmica	100 W/mK
Coeficiente de Expansão Térmica	13 µm/mK
Calor específico	0,42 J/gK
Calor de fusão	16,19 kJ/mol
Calor da vaporização	376,5 kJ/mol
Resistividade elétrica [nanoOhm meter]	62,4
Suscetibilidade Magnética	N/D

Aplicações do Cobalto

O cobalto tem sido usado em muitas aplicações industriais, comerciais e militares. O cobalto é usado principalmente em baterias de íons de lítio e na fabricação de ligas magnéticas, resistentes ao desgaste e de alta resistência. Superligas à base de cobalto. Esta classe de ligas é relativamente nova. Em 2006, Sato et al. descobriram uma nova fase no sistema Co-Al-W. Ao contrário de outras superligas, as ligas à base de cobalto são caracterizadas por uma matriz austenítica reforçada por solução sólida (fcc) na qual uma pequena quantidade de carboneto é distribuída. Embora não sejam usados ​​comercialmente na extensão de superligas à base de Ni, os elementos de liga encontrados em pesquisas de ligas à base de Co são C, Cr, W, Ni, Ti, Al, Ir e Ta. Possuem melhor soldabilidade e resistência à fadiga térmica em comparação com a liga à base de níquel. Além disso, eles têm excelente resistência à corrosão em altas temperaturas (980-1100 °C) devido ao seu maior teor de cromo. Vários compostos de cobalto são catalisadores de oxidação. Catalisadores típicos são os carboxilatos de cobalto (conhecidos como sabões de cobalto). Eles também são usados ​​em tintas, vernizes e tintas como “agentes de secagem” através da oxidação de óleos de secagem.

 

 

Produção e preço do Cobalto

Os preços das matérias-primas mudam diariamente. Eles são impulsionados principalmente pela oferta, demanda e preços de energia. Em 2019, os preços do Cobalto puro estavam em torno de 210 $/kg.

Em 2016, foram utilizadas 116000 toneladas de cobalto. Os principais minérios de cobalto são cobaltita, eritrita, glaucodot e skutterudite (veja acima), mas a maior parte do cobalto é obtida pela redução dos subprodutos de cobalto da mineração e fundição de níquel e cobre. Como o cobalto é geralmente produzido como subproduto, o fornecimento de cobalto depende em grande parte da viabilidade econômica da mineração de cobre e níquel em um determinado mercado.

Fonte: www.luciteria.com

Propriedades Mecânicas do Cobalto

Força do Cobalto

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 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 Cobalto

A resistência à tração final do Cobalto é de 800 MPa.

Força de Cedência de Cobalto

O limite de escoamento do Cobalto é de 220 MPa.

Módulo de Elasticidade do Cobalto

O módulo de elasticidade de Young do Cobalto é 209 GPa.

Dureza do Cobalto

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 cobalto é de aproximadamente 800 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 Cobalto é de aproximadamente 1040 MPa.

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 Cobalto tem uma dureza de aproximadamente 5.

Veja também: Dureza dos Materiais

Cobalto – Estrutura Cristalina

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

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 Cobalto

Propriedades Térmicas do Cobalto

Cobalto – Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição

O ponto de fusão do Cobalto é 1495 °C.

O ponto de ebulição do Cobalto é 2927 °C.

Observe que esses pontos estão associados à pressão atmosférica padrão.

Cobalto – Condutividade Térmica

A condutividade térmica do Cobalto é 100 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 Cobalto

O coeficiente de expansão térmica linear do Cobalto é de 13 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.

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

O calor específico do Cobalto é 0,42 J/g K.

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 Cobalto é 16,19 kJ/mol.

O calor latente de vaporização do Cobalto é 376,5 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.

Cobalto – 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 consequência 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 Cobalto

A resistividade elétrica do Cobalto é 62,4 nΩ⋅m.

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

Suscetibilidade Magnética do Cobalto

A suscetibilidade magnética do Cobalto é N/A.

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 cobalto em resposta a um campo magnético aplicado.