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カドミウム
Cd 48

カドミウム Cadmium

カドミウム(カドミウム)は化学元素であり、元素記号 Cd、原子番号 48 である。青白色の柔らかい遷移金属で、カドミウム粉塵症や痛痛病を引き起こすため世界的に使用が制限されている。残りの産業用途は主にニッケルカドミウム再充電電池であり、リチウムイオン電池により段階的に代替されている。

遷移金属 USGS 2025 銀青灰色の金属
原子番号 48Z
原子量 112.414u
価電子 2
電子配置 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10
密度
8.65g/cm³
融点
321°C
地殻存在量
0.15ppm
年間生産量
24000metric tons unless otherwise specified
リサイクル率
低い(規制あり)

なぜ使われるか

カドミウムは毒性の高い重金属であり、産業的用途はますます規制されてきている。残りのニッチな用途は、ニッケルカドミウム充電式電池の優れた電気化学的性質と鮮やかな顔料を生成する能力に集中している——どちらも毒性の理由で段階的に廃止されつつある。

用途

BatteriesElectroplatingPigments (restricted)

用途の詳細単体と化合物の用途

元素単体の主な用途

カドミウムは柔らかく展性に富むが毒性の強い銀白色の金属である。工業用途は電池、電気めっき、そして歴史的には顔料に集中し、全体として健康・環境圧力のもとで縮小し続けている。最大の用途はニッケル・カドミウム蓄電池である。携帯セルから産業用予備電源、鉄道車両、航空機始動電池まで、ニカド電池はサイクル寿命が長く過充電・過放電に強く低温特性が良好であることで知られ、特定の非常用電源や電動工具でシェアを保っている。ただし民生携帯分野ではニッケル水素蓄電池やリチウムイオン電池にほぼ置き換えられた。カドミウムめっきはかつて航空宇宙・電子用締結具に広く使われた。カドミウム被膜は海洋大気中で抜群の耐食性を示し水素脆化を防ぐからである。しかしカドミウムの毒性のため、欧米や中国で使用が厳しく制限され、ほとんどの用途は現在ジンケートニッケル合金やGeomet(ダクロタイズド)被膜に置き換えられた。カドミウムは原子炉の制御棒材料でもある。中性子吸収が極めて強く原子炉出力調整に役立つからだ。顔料と安定剤はもう一つの歴史的ラインである。カドミウムイエロー、カドミウムレッド、カドミウムオレンジはかつて油絵具、陶磁器、プラスチックで鮮やかで安定した着色剤だったが、カドミウム粉塵や廃棄物の毒性のため、玩具、食品包装、ほとんどの民生用塗料で禁止され、一部の画家用絵具と高温エンプラのみが限定的に使っている。

主な化合物とその用途

硫化カドミウム(CdS)、いわゆるカドミウムイエローは、鮮やかな黄色の半導体顔料で、歴史的に油絵、水彩、陶磁器釉薬、プラスチックに広く使われた。現在は毒性のためほとんどの民生用途で制限されている。同時にそれは重要な光導電材料であり、フォトレジスタ、薄膜太陽電池、蛍光体に用いられる。酸化カドミウム(CdO)は赤褐色または褐黒色の粉末で、主に焼結式ニッケル・カドミウム電池正極や透明導電膜、カドミウム顔料や陶磁器釉薬の原料に使われる。塩化カドミウム(CdCl2)は白色で易溶性の結晶で、カドミウム電気めっき浴、電池電解液、分析試薬に用いられ、他のカドミウム化合物を調製する中間体でもある。水酸化カドミウム(Cd(OH)2)は白色ゼリー状沈殿で、ニッケル・カドミウム電池の正極活物質の主成分であり、充放電時の電池容量とサイクル寿命を決定する。

元素小史

1817年にドイツの化学者フリードリヒ・ストロマイヤーとヨハン・クリスチャン・ヘルマンが独立して発見した——両者が既知の元素には帰属できない黄色をカラミン(炭酸亜鉛)中に見出したためである。炭素で還元して純金属として単離した。生産は完全に亜鉛採掘の副産物であり、現在は中国が主導している。

関連元素

Sc · スカンジウム Ti · チタン V · バナジウム Cr · クロム Mn · マンガン Fe · Co · コバルト Ni · ニッケル

よくある質問ロングテールQ&A・データ駆動

カドミウムの融点は何度ですか?
321 °C
カドミウムの沸点は何度ですか?
767 °C
カドミウムの密度はどのくらいですか?
8.65 g/cm³
カドミウムの原子番号と分類は何ですか?
48 · 遷移金属
カドミウムは主にどの鉱物から採取されますか?
閃亜鉛鉱(副産物)
カドミウムの世界埋蔵量はどのくらいですか?
24000 metric tons unless otherwise specified
カドミウムの年間生産量はどのくらいですか?
24000 metric tons unless otherwise specified
カドミウムは主に何に使われますか?
カドミウムは毒性の高い重金属であり、産業的用途はますます規制されてきている。残りのニッチな用途は、ニッケルカドミウム充電式電池の優れた電気化学的性質と鮮やかな顔料を生成する能力に集中している——どちらも毒性の理由で段階的に廃止されつつある。
カドミウムは誰がいつ発見しましたか?
カール・サムエル・レベレヒト・ヘルマン · 1817