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鈷粉的應(yīng)用

編輯 語(yǔ)音

硬質(zhì)合金

鈷粉是硬質(zhì)合金的主要原料之一，國(guó)內(nèi)外的需求量逐年增加。隨著硬質(zhì)合金工業(yè)的發(fā)展，硬質(zhì)合金用鈷粉有3種發(fā)展趨勢(shì)：超細(xì)鈷粉、納米WC-Co 粉末、球形鈷粉。這對(duì)原料鈷粉的質(zhì)量要求越來越嚴(yán)格，不僅對(duì)鈷粉的化學(xué)成分提出了更高的要求，而且對(duì)鈷粉的物理性能如粒度、粒度分布、晶體形貌等也提出了嚴(yán)格的要求。要求粒度越來越細(xì)（粒度一般小于μm），形貌為球形或類球形，粒度分布為正態(tài)分布。硬質(zhì)合金用鈷粉要求具有高的純度，這是因?yàn)?，一方面，純鈷?duì)碳化鎢能夠浸潤(rùn)，對(duì)碳化鎢的把持力很高，從而提高硬質(zhì)合金的強(qiáng)度。另一方面，當(dāng)鈷粉中存在其他雜質(zhì)，例如鉛、硅、鈣硫時(shí)，在合金燒結(jié)過程中將會(huì)影響合金的顯微結(jié)構(gòu)和性能。硬質(zhì)合金生產(chǎn)要經(jīng)過混合、加壓和燒結(jié)過程，這些過程會(huì)產(chǎn)生機(jī)械流動(dòng)、塑性流動(dòng)和熱擴(kuò)散現(xiàn)象。研究表明，因減少WC 的晶粒尺寸而使碳化硅相晶粒接觸數(shù)，可以通過粒度分布均勻且呈球形的鈷粉在機(jī)械混合和塑性流動(dòng)中達(dá)到高度均勻分布來消除，從而制得具有較大硬度和韌性的合金。

催化方面

鈷粉被用在石油工業(yè)的加鉛裂化上，主要用做石油脫氫硫的催化劑。在聚酯纖維領(lǐng)域用做對(duì)苯二甲酸的凈化劑。如美國(guó)的汽油平均含硫量從%降到%，鈷催化劑發(fā)揮了很大作用。

隨著納米科技的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)納米鈷粉對(duì)聚碳硅烷熱裂解過程具有催化作用，并可降低裂解溫度。鈷的加入促進(jìn)了熱裂解過程中β-SiC 微晶的生長(zhǎng)。

鈷氧化物納米催化劑對(duì)N2O=N2+O2分解反應(yīng)有良好的催化作用，其中以Co2O3催化。Co-Mo納米晶和金粉具有較高的析氫催化活性，其析氫過電位低于用同種方法制備的Ni-Mo 納米晶合金復(fù)合電極。

電池行業(yè)

鈷在電池中的應(yīng)用是引人注目的，特別是鋰離子電池的廣泛使用使得鈷的用量大大增加。在鎳氫電池中，摻雜了超細(xì)鈷粉的泡沫鎳電有較高的放電容量和大電流充放電循環(huán)穩(wěn)定性，近年來由于電池行業(yè)的迅猛發(fā)展，超細(xì)鈷粉的用量急劇上升。

特種工具

超細(xì)鈷粉可制成特種功能材料。例如，將它廣泛用于特種模具及軸瓦和耐磨件的內(nèi)襯。裝甲材料通常是采用各種合金來提高其韌性和抗沖擊性能，以抵御炮彈的攻擊。超細(xì)鈷粉經(jīng)新工藝燒結(jié)后，可制成新型高強(qiáng)度超硬材料，用于裝甲防護(hù)。還可以制成耐高溫、散熱、導(dǎo)電的防腐涂層，可廣泛用于宇航飛行器、機(jī)場(chǎng)、碼頭、油庫(kù)、庫(kù)、艦船等特種場(chǎng)合的防護(hù)。

磁性材料

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，對(duì)磁記錄元器件及記錄設(shè)備的主要要求是提高其記錄密度、記錄容量且愈加小型化。Ni-Co 合金由于具有臨界磁晶各向異性和低導(dǎo)熱系數(shù)的特性，成為一種很重要的磁性材料，特別在磁致伸縮傳感器材料方面。例如，將Ni-Co 靶放入Ar-N2進(jìn)行熱處理得到Ni-Co-N 膜，然后進(jìn)行脫N得到了微細(xì)鎳鈷合金粉,用該合金粉制備的磁記錄材料具有記錄密度高、矯頑力大、信噪比好、抗氧化性能好等一系列優(yōu)點(diǎn)，成為制作計(jì)算機(jī)硬盤的一種重要磁性材料。鎳鈷磁控形狀記憶合金兼具壓電陶瓷和磁致伸縮材料的響應(yīng)頻率快及溫控形狀記憶效果好的優(yōu)點(diǎn)，有望成為新一代驅(qū)動(dòng)器和傳感器的關(guān)鍵材料，是一種新型的功能材料 [3] 。