Un foco en el cadmio
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El cadmio es un elemento relativamente abundante, sin embargo, los minerales de cadmio son raros. Este artículo destaca el cadmio y explora sus usos actuales en investigación, bienes de consumo y actividad comercial.
El cadmio se encuentra generalmente como impureza en minerales de zinc, cobre y plomo. Por lo general, se produce como un subproducto en la producción de zinc.
El cadmio es un metal blanco azulado blando, maleable y dúctil. Es químicamente similar al zinc, sin embargo, el cadmio es altamente tóxico y debe manipularse con cuidado.
Los hechos
- Número atómico: 48
- Símbolo atómico: Cd
- Densidad de cadmio 8650 kgm-3
- Módulo de cadmio de Young 42 GPa
- Relación de cadmio de Poisson 0,30
- Resistividad eléctrica de cadmio 7 x 10-8 Wm
- Conductividad térmica de cadmio 97 W m-1 K-1
- Punto de fusión: 609,92 grados Fahrenheit (321,07 grados Celsius)
- Punto de ebullición: 1,412.6 F (767 C)
- Estado a temperatura ambiente: Sólido
Debido a la naturaleza tóxica del cadmio, sus usos están muy restringidos y el cadmio es una de las seis sustancias peligrosas cuyo uso está prohibido en Europa en equipos eléctricos y electrónicos por la directiva RoHS, que fue diseñada para proteger la salud humana y ambiental.
Sin embargo, sigue siendo un componente común de un número limitado de artículos de consumo, además de tener un papel importante en varias aplicaciones comerciales y basadas en la investigación, que incluyen;
Pilas
A principios de la década de 2000, casi el 90% del cadmio se usaba en baterías, principalmente en forma de baterías recargables de níquel-candmio. Estas celdas tienen un potencial de 1.2vy constan de un electrodo de hidróxido de nicket positivo y una placa de electrodo de cadmio negativo que está separada por un electrolito alcalino. Sin embargo, la UE introdujo un límite de cadmio en la electrónica reduciendo el límite del contenido de cadmio al 0,002%.
Las baterías de níquel-cadmio se caracterizan por su resistencia al abuso mecánico y eléctrico, un calendario y una vida útil prolongados, su capacidad superior para operar con una pérdida de rendimiento limitada tanto en temperaturas frías como calientes, así como en entornos con grandes cambios de temperatura, requisitos de mantenimiento limitados y confiabilidad superior. Además, no muestran el síndrome de "muerte súbita" que prevalece en la tecnología de batería estándar (industrial).
Source: https://www.cadmium.org/cadmium-applications/nickelcadmium-batteries
Galvanoplastia
El cadmio se ha utilizado durante mucho tiempo para proporcionar un recubrimiento de sacrificio en la industria aeroespacial.
El revestimiento de sacrificio se corroe con preferencia al sustrato, una propiedad que es especialmente importante cuando el sustrato se raya o daña. Pero los mandatos gubernamentales y las preocupaciones ambientales están impulsando a los fabricantes a encontrar alternativas para el cadmio.
El revestimiento de cadmio de baja fragilización por hidrógeno (LHE) sigue siendo la elección para los componentes de las aeronaves, ya que el revestimiento proporciona una excelente protección contra la corrosión sin degradar las propiedades mecánicas de los aceros de alta resistencia. Pero debido a su naturaleza tóxica, existe una enorme presión tanto en Europa como en los EE. UU. Para detener su uso. Por lo tanto, es de gran interés identificar un sustituto de cadmio LHE adecuado.
Source: https://www.aero-mag.com/the-aerospace-secret-standard/
Fisión nuclear
Las barras de control son una tecnología importante para mantener el estado deseado de reacciones de fisión dentro de un reactor nuclear. Constituyen un control en tiempo real del proceso de fisión, que es crucial tanto para mantener activa la reacción en cadena de fisión como para evitar que se acelere sin control.
El cadmio se utiliza en las barras de control de los reactores nucleares, actuando como un veneno de neutrones muy eficaz para controlar el flujo de neutrones en la fisión nuclear.
Cuando se insertan barras de cadmio en el núcleo de un reactor nuclear, el cadmio absorbe neutrones, evitando que creen eventos de fisión adicionales, controlando así la cantidad de reactividad.
Source: http://large.stanford.edu/courses/2011/ph241/grayson1/
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https://www.advent-rm.com/en-gb/Products/Pure-Metals/Cadmium