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コバルト
Co 27

コバルト Cobalt

コバルト(コバルト)は化学元素であり、元素記号 Co、原子番号 27 である。銀灰色の硬く脆い遷移金属である。コバルトの最大の工業用途は高温合金(航空機タービンブレード)と超硬合金(コバルトが結合材)である。磁石分野ではサマリウムコバルト磁石がネオジム鉄ホウ素に次いで重要で、より優れた高温特性を持つ。電池分野ではコバルトが NMC 三元リチウムイオン電池の安定成分である。

遷移金属 USGS 2025 硬く光沢のある灰色の金属
原子番号 27Z
原子量 58.933u
価電子 2
電子配置 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7
密度
8.9g/cm³
融点
1495°C
地殻存在量
25.0ppm
年間生産量
290000metric tons
リサイクル率
30%(成長中

なぜ使われるか

コバルトは希少だが戦略的に代替不能:その極端な温度安定性によりジェットエンジンの超合金に不可欠であり、独特の磁気的性質が永久磁石を支え、リチウムイオン電池の高容量カソード化学を安定させる能力により新エネルギー時代の「重要鉱物」となっている。

用途

Lithium batteriesSuperalloysMagnets

用途の詳細単体と化合物の用途

元素単体の主な用途

コバルトは戦略的な希薄金属であり、その取扱量は小さいながらいくつもの重要なサプライチェーンを横断し、「産業のビタミン」の一つとも称される。最もよく知られた用途はリチウムイオン電池であり、コバルト酸リチウムやNMC正極材料中のコバルト層が結晶構造を安定化させ、サイクル寿命を延ばし、スマートフォン・ノートパソコン・電気自動車の電池はいずれもこれに依存している。超合金では、コバルト基合金が高温強度と耐熱食蝕性を併せ持ち、ガスタービン翼、航空機エンジンの燃焼器、燃料噴射ノズルに用いられ、他の金属なら軟化する温度域でも動作を続ける。コバルトは重要な磁性材料の原料でもあり、サマリウムコバルト磁石やアルニコ磁石は高い最大エネルギー積と優れた高温安定性を持ち、センサー、精密モーター、宇宙航行情計器に広く使われる。さらに超硬工具、石油化学触媒、飼料添加剤、乾燥剤にも使われ、取扱量は少ないながら代替が難しい。

主な化合物とその用途

CoAsS、すなわちコバルト鉱は、コバルトが精錬される主要な一次鉱石である。銅・ニッケル硫化鉱と伴生することが多く、選鉱後は乾式製錬または湿式製錬フローによりコバルトが回収される。酸化コバルト(II)(CoO)は黒色または灰緑色の粉末で、他のコバルト塩やコバルト触媒を調製する中間原料であり、ガラスや陶磁器を鮮やかな青色に着色する用途もある。硫酸コバルト(II)(CoSO4)は正極材料前駆体とコバルトめっき浴の主原料であり、NMC正極容量の近代的な拡大がその需要を直接押し上げてきた。コバルト酸リチウム(LiCoO2)は初めて製品化された正極材料で、現在もスマートフォンやノートパソコンの電池に広く使われている。層状構造を持ち、リチウムイオンが可逆的に挿入・脱離でき、電池のエネルギー密度とサイクル寿命を決定づける。

元素小史

1735年にゲオルク・ブラントがドイツのザクセン産銅鉱石から単離し——コバルトがビスマスや銅の変種ではなく明確な元素であることを証明した。ブラントはまた、コバルト化合物が何世紀にもわたって職人に知られていたコバルトガラスの特徴的な青色を生成することも実証した。現在、世界のコバルト生産の70%はコンゴ民主共和国から来ている。

この元素を基にした合金 (12)

すべての合金を見る → Stellite 6 Stellite 21 Haynes 25 Haynes 188 MP35N Stellite 12 Vitallium Elgiloy

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 · Ni · ニッケル Cu ·

よくある質問ロングテールQ&A・データ駆動

コバルトの融点は何度ですか?
1495 °C
コバルトの沸点は何度ですか?
2927 °C
コバルトの密度はどのくらいですか?
8.9 g/cm³
コバルトの原子番号と分類は何ですか?
27 · 遷移金属
コバルトは主にどの鉱物から採取されますか?
コバルト鉱、リンナイト
コバルトの世界埋蔵量はどのくらいですか?
11000000 metric tons
コバルトの年間生産量はどのくらいですか?
290000 metric tons
コバルトは主に何に使われますか?
コバルトは希少だが戦略的に代替不能:その極端な温度安定性によりジェットエンジンの超合金に不可欠であり、独特の磁気的性質が永久磁石を支え、リチウムイオン電池の高容量カソード化学を安定させる能力により新エネルギー時代の「重要鉱物」となっている。
コバルトは誰がいつ発見しましたか?
ゲオルク・ブラント · 1735