Die Spezifikation
Cadmiummaterial ist ein dichtes, weiches, korrosionsbeständiges Metall mit historisch wertvollen Eigenschaften für Beschichtungen, Pigmente und Batterien. Seine schwere und kumulative Toxizität hat jedoch in allen Branchen zu drastischen Reduzierungen seines Einsatzes geführt. Heutzutage ist seine Anwendung hauptsächlich auf spezialisierte, hoch{3}zuverlässige Sektoren wie Luft- und Raumfahrt (Beschichtung) und erneuerbare Energien (CdTe-Solarmodule) beschränkt, in denen es keinen gleichwertigen Ersatz gibt, und seine Verwendung unterliegt strengen Eindämmungs- und Recyclingprotokollen.
Chemische Zusammensetzung
Elementare Zusammensetzung
Cadmium ist ein reines Metall mit der Ordnungszahl 48.
Cadmium (Cd)
99,99 % oder höhere Reinheit für bestimmte Anwendungen.
Legierte Formen
Manchmal kombiniert mit Zink, Kupfer oder anderen Metallen für bestimmte Verwendungszwecke (z. B. Cadmium-Zinklegierungen).
Physikalische Eigenschaften
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Physikalische Eigenschaften |
Daten |
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Dichte |
8,65 g/cm³ (Gramm pro Kubikzentimeter). |
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Schmelzpunkt |
321,07 Grad (610 Grad F) |
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Siedepunkt |
765 Grad (1409 Grad F) |
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Farbe |
Silbrig-weißes Metall mit bläulichem Schimmer |
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Härte |
Weiches, relativ duktiles Metall |
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Elektrische Leitfähigkeit |
3,2 x 10⁶ S/m (Leitfähigkeit in Siemens pro Meter). |
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Wärmeleitfähigkeit |
96 W/m·K (Watt pro Meter Kelvin). |
Mechanische Eigenschaften
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Mechanische Eigenschaften |
Daten |
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Zugfestigkeit |
35 - 100 MPa (variiert je nach Legierungsform) |
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Streckgrenze |
Ungefähr 20 - 50 MPa. |
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Verlängerung |
3 % - 15 % (je nach Form und Legierung). |
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Elastizitätsmodul |
Etwa 47 GPa (Gigapascal). |
Korrosionsbeständigkeit
Cadmium ist äußerst korrosionsbeständig-, insbesondere in alkalischen und sauren Umgebungen.
Passivierung: Bildet an der Luft eine schützende Oxidschicht, die einen gewissen Schutz vor Korrosion bietet.
Elektrische und thermische Leitfähigkeit
Elektrische Leitfähigkeit
Cadmium weist eine mäßige elektrische Leitfähigkeit auf und wird typischerweise in bestimmten Batterie- und Beschichtungsanwendungen verwendet.
Wärmeleitfähigkeit
Mäßig, wird aber in Anwendungen verwendet, die bestimmte Wärmeableitungseigenschaften erfordern (z. B. Elektronik).
Legierungs- und anwendungsspezifische-Varianten
● Cadmiumbeschichtung: Cadmium wird wegen seiner korrosionsbeständigen Eigenschaften häufig zum Beschichten verwendet. Typischerweise kann die Dicke der Cadmiumbeschichtung zwischen 5 Mikrometer und 50 Mikrometer liegen.
● Legierungsformen: Cadmium wird in Legierungen mit Metallen wie Zink und Kupfer für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt-, Elektronik- und Schifffahrtsindustrie verwendet.
Toxizität und Sicherheit
● Toxizität: Cadmium ist hochgiftig und krebserregend, insbesondere wenn es als Staub oder Rauch eingeatmet wird. Bei der Handhabung ist besondere Vorsicht geboten, insbesondere in Industrie- oder Laborumgebungen.
● Sicherheitsstandards: Cadmium und seine Verbindungen werden aufgrund ihrer Gefährlichkeit von mehreren Behörden, darunter OSHA, EPA und der EU, reguliert.
● Handhabung und Lagerung: Muss in gut belüfteten Bereichen gelagert werden, geschützt vor direkter Sonneneinstrahlung und unverträglichen Materialien.
Anwendungen von Cadmiummaterial
● Batterien: Insbesondere in wiederaufladbaren Ni-Cd (Nickel-Cadmium)-Batterien, die in Elektrowerkzeugen, Kameras und medizinischen Geräten verwendet werden.
● Beschichtungen und Beschichtungen: Wird zur Korrosionsbeständigkeit in Automobil-, Militär-, Luft- und Raumfahrt- sowie Elektrokomponenten verwendet.
● Solarzellen: Wird in CdTe (Cadmiumtellurid)-Dünnschichtsolarzellen verwendet.
● Pigmente: Wird in Pigmenten auf Cadmiumbasis-für Keramik, Kunststoffe und Farben verwendet.
● Legierungen: Cadmium wird Legierungen wie Messing und Lot zugesetzt, um deren Bearbeitbarkeit zu verbessern.
Standards und Spezifikationen
Reinheit
Die Reinheit von Cadmiummaterial kann variieren, liegt jedoch je nach Verwendung typischerweise zwischen 99,9 % und 99,99 %.
ASTM-Standards
ASTM B766 (Cadmium und Cadmiumlegierungen) legt die Zusammensetzung und Qualität von Cadmium fest, das beim Plattieren und Beschichten verwendet wird.
ISO
ISO 7442 legt die Qualitätsspezifikationen für Cadmium- und Cadmiumlegierungsprodukte fest.
Umweltbedenken
● Abfallentsorgung: Cadmium und seine Verbindungen sollten gemäß den örtlichen Umweltvorschriften entsorgt werden.
● Recycling: Cadmium kann recycelt werden, insbesondere aus gebrauchten Batterien und Elektronikgeräten.
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