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钴
Co 27

Cobalt

钴是一种化学元素,符号为 Co,原子序数为 27。它是银灰色的硬而脆的过渡金属。工业上,钴最大宗用途是高温合金(喷气发动机涡轮叶片)和硬质合金(钴作粘结剂)。磁体工业中,钐钴磁铁除钕铁硼外最常用,具有更好的高温性能。电池领域,钴是 NMC 三元锂电池的稳定成分。

过渡金属 USGS 2025 亮灰色
原子序数 27Z
原子量 58.933u
价电子数 2
电子排布 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7
密度
8.9g/cm³
熔点
1495°C
地壳丰度
25.0ppm
年产量
290000metric tons
回收利用率
30%(增长中

为什么用它

钴在高温合金中通过形成碳化物与金属间相显著提高高温强度与抗蠕变,是燃气轮机叶片不可缺少的合金元素;其多价态特性又使其成为锂离子电池三元正极与钴基永磁体(如 SmCo)的关键金属。

应用

锂电池高温合金磁铁

应用详解单质与化合物用途

元素的主要用途

钴是一种战略小金属,用量不大却卡在多个关键产业链上,常被称作工业维生素的一员。它最出名的用途是锂电池:钴酸锂和三元正极材料中的钴层能稳定晶体结构、延长循环寿命,手机、笔记本和电动车电池都离不开它。在高温合金领域,钴基合金凭借耐高温、抗热腐蚀的优势,用于燃气轮机叶片、航空发动机燃烧室和燃气喷嘴,能在其他金属软化的温度下继续工作。钴也是重要的磁性材料原料,钐钴磁体和铝镍钴磁体具有高磁能积和优异的高温稳定性,广泛用于传感器、精密电机和航空航天仪表。此外,钴还用于硬质合金刀具、石油化工催化剂、饲料添加剂和干燥剂,用量虽小却难以替代。

常见化合物及其用途

CoAsS 即辉钴矿(辉砷钴矿),是提炼钴最主要的原生矿石,常与铜镍硫化矿伴生,选矿后经火法或湿法流程回收钴。氧化钴(CoO)为黑色或灰绿色粉末,是制备其他钴盐和钴催化剂的中间体,也用于玻璃和陶瓷的着色,使制品呈现清澈的蓝色。硫酸钴(CoSO4)是电池正极材料前驱体和电镀钴液的主要原料,现代三元正极产能的扩张直接拉动其需求。钴酸锂(LiCoO2)是最早商业化、至今仍广泛用于手机和笔记本电池的正极材料,层状结构让锂离子能够可逆嵌入脱出,决定了电池的能量密度和循环寿命。

元素小史

1735 年 Brandt 发现

基于该元素的合金 (12)

查看全部合金 → Stellite 6 Stellite 21 Haynes 25 Haynes 188 MP35N Stellite 12 Vitallium Elgiloy

相关元素

Sc · Ti · V · Cr · Mn · Fe · Ni · Cu ·

常见问题长尾问答 · 数据驱动

钴的熔点是多少?
1495 °C
钴的沸点是多少?
2927 °C
钴的密度是多少?
8.9 g/cm³
钴的原子序数和元素分类是什么?
27 · 过渡金属
钴主要从哪种矿石中提取?
钴矿,linnaeite
钴的全球储量是多少?
11000000 metric tons
钴的年产量是多少?
290000 metric tons
钴主要用在哪些领域?
钴在高温合金中通过形成碳化物与金属间相显著提高高温强度与抗蠕变,是燃气轮机叶片不可缺少的合金元素;其多价态特性又使其成为锂离子电池三元正极与钴基永磁体(如 SmCo)的关键金属。
钴是谁在什么时候发现的?
Georg Brandt · 1735