淺析鈷的用途及應(yīng)用領(lǐng)域

來源：發(fā)布時間：2025-05-23

鈷的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前鈷的消費與應(yīng)用的傳統(tǒng)領(lǐng)域主要有電池材料,、超級耐熱合金,、工具鋼、硬質(zhì)合金,、磁性材料,；以化合物形式消費的鈷主要是用作催化劑、干燥劑,、試劑,、顏料與燃料等。鈷-60是一種普遍使用的放射性材料,，在生物化學(xué)中普遍用于活化分析,，在電鍍、腐蝕和催化中用于示蹤研究,；在醫(yī)療中被用于放射檢查和醫(yī)治,。

磁性材料

鈷是磁化一次就能保持磁性的少數(shù)金屬之一，在熱作用下,，失去磁性的溫度叫居里點,。鐵的居里點為769°C，鎳為358°C,，而鈷可以達到1150°C,。含有60%鈷的磁性剛比一般的磁性剛的矯頑磁力提高2.5倍。振動環(huán)境下,，一般磁性剛失去差不多1/3的磁性,。而鈷鋼只失去2%-3.5%的磁性。由于鈷優(yōu)越的磁特性,，被大量應(yīng)用于高性能磁性材料的制造,。

磁性材料是重要的功能材料，在電子工業(yè)和高科技領(lǐng)域起著非常重要的作用,。鈷在磁性材料領(lǐng)域的應(yīng)用分布如下：70%用于Alnico永磁合金,，20%用于Smco合金，10%用于其他稀土永磁材料,。近幾年來,，不僅磁性材料的產(chǎn)量增加了很多，而且磁體市場的結(jié)構(gòu)也發(fā)生了很大的變化,。從世界范圍來看,，鋁鎳鈷磁體的產(chǎn)量呈下降趨勢，但近幾年來我國進行的大規(guī)模電網(wǎng)改造使鋁鎳鈷磁體的產(chǎn)量維持在2000噸左右,，而衫鈷合金的產(chǎn)量逐年上升,。

硬質(zhì)合金和超級合金

含有一定量鈷的刀具鋼可以顯著提高鋼耐磨性和切削性能。鈷將合金組成中的其他金屬碳化物晶粒結(jié)合在一起，使合金具有更高的韌性,，并減少對沖擊的敏感性能,，這種合金熔焊在零件表面，可是零件的壽命提高3-7倍,。含鈷50%以上的司太立特硬質(zhì)合金即使加熱到1000°C也不會失去其原有的硬度,。

溫度在1038°C以上時，鈷基合金的優(yōu)越性就顯露無遺,，特別適合用于制作高效率的高溫發(fā)動機和汽輪機等,，因此鈷基合金被普遍應(yīng)用在航空航天中。在航空渦輪發(fā)動機的結(jié)構(gòu)材料中使用含20%-27%鉻的鈷基合金可在不適用任何保護涂層的條件下使材料達到很高的抗氧化性,。核反應(yīng)堆供熱工作室熱介質(zhì)渦輪發(fā)動機可以不檢修而連續(xù)運轉(zhuǎn)一年以上,。

前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《2013-2017年中國硬質(zhì)合金行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》數(shù)據(jù)顯示，2012年中國硬質(zhì)合金產(chǎn)量為2.35萬噸,，硬質(zhì)合金行業(yè)銷售收入209億元，硬質(zhì)合金出口近5000噸,，出口創(chuàng)匯超過3.6億美元,，硬質(zhì)合金深加工產(chǎn)品產(chǎn)量達到6600噸，占合金總產(chǎn)量的1/3,。金屬鈷在硬質(zhì)合金領(lǐng)域優(yōu)越的性能表現(xiàn)使其需求也將呈現(xiàn)穩(wěn)定的增長趨勢,。

電池材料

目前鈷的消耗量近40%用于充電電池材料，如用于鋰離子電池的鈷酸鋰,，用于鎳氫電池的氧化亞鈷等,。

鈷主要的用途是用于鋰電池，鋰離子電池的重點之一是它的正極材料,，其中要用到鈷酸鋰（LiCoO2),，鈷酸鋰屬于固體電解質(zhì)，具有高能量密度和高的環(huán)保安全性,。鋰電池的優(yōu)勢在于電壓范圍寬,，高能量密度，環(huán)保（和Ni-Cd,、Ni-Mn相比較）,。作為鋰電池主要材料的鈷酸鋰的世界需求量2008年為3.29萬噸（折合金屬鈷為1.97萬噸），產(chǎn)鋰電池的主要國家集中在亞洲,，分別是日本占40%（32%）,、韓國占到30%（22%）中國占到28%（44%），其中括號內(nèi)為實際生產(chǎn)份額,，因不少貼牌日本,、韓國產(chǎn)的實際產(chǎn)地都是在中國。據(jù)統(tǒng)計，2014年我國鈷酸鋰行業(yè)鈷消費量約為2.7萬噸,，同比增加28.6%,；而2014年國內(nèi)鈷酸鋰的產(chǎn)能在6萬噸，實際產(chǎn)量約為4.5萬噸,。

醫(yī)療行業(yè)

鈷在醫(yī)療領(lǐng)域中也有普遍應(yīng)用,，鈷的放射性同位素，可醫(yī)治皮膚病和AI,，在青霉素中加入適量的鈷,，可以提高其療效，對造血具有特殊功效的維生素B12（別名鈷胺素）中,，鈷含量高達4.5%,，此外，在人工關(guān)節(jié)材料和牙料填充劑中,，也用到鈷,。

顏料

中國引以為榮的唐三彩、青花瓷,、景泰藍的釉料中就含有鈷,，也只有鈷顏料的藍色才能歷久彌新。鈷作為顏料主要分為三種：鈷藍顏料,、鈷紫顏料,、鈷黑顏料。

鈷藍顏料

鈷藍是一種歷史非常悠久的顏料,，我們的祖先一開始用天然氧化鈷（存在與礦石和植物中）作為陶器和瓷器中坯和釉的著色顏料,，呈不同色調(diào)的藍色和藍綠色，而古代的希臘人和羅馬人則是將氧化鈷用于玻璃的著色,，呈天藍色調(diào),。鈷藍的化學(xué)組成是CoO?Al2O3即鋁酸鈷，礦物組成是CoO?Al2O4即鈷鋁尖晶石,；鈷藍顏料有鮮明的色澤,，著色強度很高，此外有極強的耐候性,、耐酸堿性,，耐熱可達1200°C以上，適用于作為陶瓷,、玻璃,、搪瓷、琺瑯等材料的著色顏料,。

鈷紫顏料