Cádmio / cádmio em pó

Metal de cádmio

Cádmio

O cádmio é mais comumente encontrado na natureza como um componente menor dos minérios de zinco. Esse fato levou a 1817 à sua descoberta por Samuel Leberecht Hermann e Friedrich Stromeyer, que estudaram impurezas em uma amostra do mineral carbonato de zinco Calamin (ou Cadmia em latim), do qual o nome do elemento foi derivado posteriormente.

O cádmio encontrou uma variedade de aplicações logo após sua descoberta. As primeiras utilizações dignas de nota do cádmio foram os pigmentos vermelhos, laranja e amarelo-sulfato de cádmio, já nos anos quarenta do 19. Century foram usados ​​em pequena escala. Os pigmentos de cádmio são valorizados pela sua vivacidade e durabilidade e, no momento de sua introdução, havia poucas opções de pigmentos estáveis ​​nessa faixa de cores. Como a produção de metal de cádmio em escala industrial no início 20. Século começou, pigmentos de cádmio tornou-se mais popular e outras aplicações seguidas. Como o cádmio é resistente à corrosão, ele pode ser eletrodepositado para servir como um revestimento protetor para metais levemente corrosivos, como o aço. As baterias de níquel-cádmio (NiCd) foram inventadas pela 1899, mas foram geralmente fabricadas no meio dos anos 40. Nos cinquenta anos seguintes, eles eram as principais baterias recarregáveis ​​para eletrônicos de consumo. O cádmio também pode ser um componente das ligas de solda à base de prata, que são versáteis, possuem alta resistência e um ponto de fusão excepcionalmente baixo. Compostos de cádmio podem ser usados ​​para estabilizar plásticos de PVC, aumentando significativamente sua resistência ao calor e ao desgaste geral.

Infelizmente, o uso de cádmio teve uma grande desvantagem em todas essas aplicações: o cádmio e muitos de seus compostos são extremamente tóxicos. O envenenamento por vapores de metal ou pó de cádmio é freqüentemente agudo e causa sintomas gripais graves, problemas respiratórios e danos ao fígado e rins dentro de horas de exposição. O dano agudo ao órgão também pode ser causado pela ingestão de grandes quantidades de compostos de cádmio. A exposição de baixo nível a longo prazo, no entanto, também pode levar a danos insidiosos, levando a doença renal progressiva, gota e ossos perigosamente fracos, levando a dor e fraturas graves. O cádmio nos resíduos industriais, aterros sanitários e minas entra facilmente nas águas subterrâneas e pode ser usado na água potável ou recolhido nas culturas. Todas as plantas podem extrair cádmio do solo, mas algumas tendem a concentrar o metal, o que às vezes leva ao envenenamento em massa trágico.

A preocupação com a toxicidade do cádmio levou a regulamentações de segurança no local de trabalho, programas de reciclagem de baterias e um declínio significativo nos usos tradicionais do metal. Pigmentos alternativos como o sulfeto de cério e os pigmentos azo estão agora disponíveis para muitas aplicações, embora algumas tintas ainda contenham cádmio. Para a maioria das aplicações de filmes finos resistentes à corrosão, um revestimento de zinco ou alumínio pode servir ao mesmo propósito que um revestimento de cádmio. Poucas fórmulas de solda ainda contêm cádmio, e estabilizadores alternativos foram desenvolvidos para a fabricação de produtos de PVC. Finalmente, baterias de níquel-hidreto de metal (NiMH) e iões de lítio para baterias recarregáveis ​​em electrónica de consumo estão a tornar-se alternativas económica e funcionalmente comparáveis ​​ao Ni-Cd, embora as baterias Ni-Cd ainda tenham os benefícios que proporcionam para algumas aplicações especiais. recomendada.

Uma aplicação relativamente nova de cádmio em semicondutores compostos está se tornando cada vez mais importante. O cádmio pode formar compostos semicondutores da classe II-VI com selênio, telúrio e enxofre, além de ser parte de vários semicondutores ternários. Atualmente, o maior uso de semicondutores de cádmio é em fotovoltaicos de película fina de telureto de cádmio, mas também em detectores de radiação, moduladores eletro-ópticos, janelas e lentes ópticas, fotoresistores e lasers. Além disso, pesquisas em andamento sobre cristais de semicondutores de cádmio em nanoescala, como pontos quânticos de seleneto de cádmio, produziram resultados promissores para uma variedade de aplicações, incluindo iluminação LED mais eficiente.

O cádmio é relativamente raro e não há minérios comuns de cádmio. Portanto, o elemento ainda é comercialmente obtido hoje como um subproduto da mineração de zinco. Sulfeto de cádmio é o composto mais abundante em minérios de zinco. Porque é fácil isolar e limpar, é a principal fonte de cádmio para aplicações industriais.

Pó de cádmio

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Pó de cádmio altamente puro com os menores tamanhos médios de grão possíveis é usado para a produção de alvos de pulverização catódica prensados ​​e aglutinados, bem como para processos de deposição de vapor químico (CVD) e de deposição de vapor físico (PVD), incluindo processos térmicos e de feixe de elétrons (e-beam), evaporação orgânica a baixa temperatura, atômica Layer Deposition (ALD), organometálico e deposição de vapor químico (MOCVD). Os pós também são adequados para todas as aplicações onde são desejadas grandes áreas de superfície, e. B. para tratamento de água, bem como para células de combustível e aplicações solares. As nanopartículas também produzem áreas de superfície muito altas. Os tamanhos de partícula de pó padrão variam em média na faixa de -325 mesh, -100 mesh, 10-50 mícrons e submicrons (<1 mícron). Materiais na faixa nano também podem ser criados. Existem graus padrão, incluindo Mil Spec (grau militar); ACS, reagente e grau técnico; Qualidade alimentar, agrícola e farmacêutica; Qualidade óptica, USP e EP / BP (European Pharmacopoeia / British Pharmacopoeia) e segue os padrões de teste ASTM aplicáveis. O cádmio também é fabricado em barras, lingotes, peças, pellets, discos, grânulos, fios e em formas compostas como o óxido.

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