Ein Blick auf Cadmium
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Cadmium ist ein relativ häufig vorkommendes Element, Cadmiumerze sind jedoch selten. Dieser Artikel wirft ein Schlaglicht auf Cadmium und untersucht seine aktuellen Anwendungen in Forschung, Konsumgütern und kommerziellen Aktivitäten.
Cadmium wird im Allgemeinen als Verunreinigung in Zink-, Kupfer- und Bleierzen gefunden. Es fällt typischerweise als Nebenprodukt bei der Zinkproduktion an.
Cadmium ist ein weiches, formbares und duktiles, bläulich-weißes Metall. Es ist Zink chemisch ähnlich, Cadmium ist jedoch hochgiftig und sollte mit Vorsicht gehandhabt werden.
Die Fakten
- Atomic number: 48
- Atomic symbol: Cd
- Ordnungszahl: 48
- Atomsymbol: Cd
- Cadmiumdichte 8650 kgm-3
- Cadmium-Young-Modul 42 GPa
- Cadmium-Poisson-Verhältnis 0,30
- Elektrischer spezifischer Widerstand von Cadmium 7 x 10-8 Wm
- Cadmium-Wärmeleitfähigkeit 97 W m-1 K-1
- Schmelzpunkt: 609.92 Grad Fahrenheit (321.07 Grad Celsius)
- Siedepunkt: 1.412,6 F (767 C)
- Zustand bei Raumtemperatur: Fest
Aufgrund der toxischen Natur von Cadmium sind seine Verwendungen stark eingeschränkt, und Cadmium ist einer von sechs gefährlichen Stoffen, die in Europa durch die RoHS-Richtlinie, die zum Schutz der menschlichen Gesundheit und der Umwelt entwickelt wurde, in Elektro- und Elektronikgeräten verboten ist.
Es bleibt jedoch ein üblicher Bestandteil einer begrenzten Anzahl von Konsumgütern und spielt eine wichtige Rolle in mehreren kommerziellen und forschungsbasierten Anwendungen, einschließlich;
Batterien
In den frühen 2000er Jahren wurden fast 90% des Cadmiums in Batterien verwendet, meist in Form von wiederaufladbaren Nickel-Candmium-Batterien. Diese Zellen haben ein Potential von 1,2 V und bestehen aus einer positiven Nickelhydroxid-Elektrode und einer negativen Cadmium-Elektrodenplatte, die durch einen alkalischen Elektrolyten getrennt sind. Die EU hat jedoch einen Grenzwert für Cadmium in der Elektronik eingeführt, der den Grenzwert für den Cadmiumgehalt auf 0,002 % reduziert.
Nickel-Cadmium-Batterien zeichnen sich durch ihre Beständigkeit gegen mechanischen und elektrischen Missbrauch, ihre lange Kalender- und Zyklenlebensdauer, ihre überlegene Fähigkeit aus, mit begrenztem Leistungsverlust sowohl bei kalten als auch bei heißen Temperaturen sowie in Umgebungen mit großen Temperaturschwankungen, begrenzten Wartungsanforderungen und überlegene Zuverlässigkeit. Darüber hinaus weisen sie nicht das in der Standard-(Industrie-)Batterietechnologie verbreitete „Sudden Death“-Syndrom auf.
Source: https://www.cadmium.org/cadmium-applications/nickelcadmium-batteries
Galvanisieren
Cadmium wird seit langem als Opferbeschichtung in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet.
Die Opferbeschichtung korrodiert bevorzugt gegenüber dem Substrat, eine Eigenschaft, die besonders wichtig ist, wenn das Substrat zerkratzt oder beschädigt wird. Aber Regierungsaufträge und Umweltbedenken treiben die Hersteller dazu, Alternativen für Cadmium zu finden.
Kadmiumbeschichtung mit geringer Wasserstoffversprödung (LHE) bleibt die Wahl für Flugzeugkomponenten, da die Beschichtung einen hervorragenden Korrosionsschutz bietet, ohne die mechanischen Eigenschaften von hochfesten Stählen zu verschlechtern. Aufgrund seiner toxischen Natur besteht jedoch sowohl in Europa als auch in den USA ein enormer Druck, seine Verwendung einzustellen. Daher ist die Identifizierung eines geeigneten LHE-Cadmiumersatzes von großem Interesse.
Source: https://www.aero-mag.com/the-aerospace-secret-standard/
Kernspaltung
Steuerstäbe sind eine wichtige Technologie zur Aufrechterhaltung des gewünschten Zustands von Spaltreaktionen innerhalb eines Kernreaktors. Sie stellen eine Echtzeitkontrolle des Spaltungsprozesses dar, die entscheidend ist, um die Spaltungskettenreaktion aktiv zu halten und zu verhindern, dass sie unkontrolliert beschleunigt wird.
Cadmium wird in den Steuerstäben von Kernreaktoren verwendet und wirkt als sehr wirksames Neutronengift zur Steuerung des Neutronenflusses bei der Kernspaltung.
Wenn Cadmiumstäbe in den Kern eines Kernreaktors eingeführt werden, absorbiert Cadmium Neutronen und verhindert so, dass sie zusätzliche Spaltungsereignisse erzeugen, wodurch die Reaktivität kontrolliert wird.
Source: http://large.stanford.edu/courses/2011/ph241/grayson1/
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Um mehr zu erfahren, besuchen Sie die Produktseite auf unserer Website oder wenden Sie sich an ein Mitglied des Teams. Sie finden auch Einzelheiten zu möglichen Gesundheitsgefahren durch verschiedene Formen von Cadmium, zu den Präventivmaßnahmen Ihres Arbeitgebers und zu den Vorsichtsmaßnahmen, die Sie treffen sollten hier.
https://www.advent-rm.com/en-gb/Products/Pure-Metals/Cadmium