Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Оксид кадмия ГОСТ 11120-75: технические характеристики и применение
Оксид кадмия ГОСТ 11120-75 — неорганическое соединение CdO, выпускаемое в виде порошка от светло-жёлтого до тёмно-коричневого цвета. Стандарт регламентирует два сорта: высший (марка «ч») и первый. Массовая доля основного вещества в высшем сорте — не менее 99,0 %, в первом — не менее 98,0 %. Потери при прокаливании при 800 C не превышают 0,5 % для высшего сорта. Продукт практически нерастворим в воде, растворяется в минеральных кислотах и аммиачных растворах с образованием комплексных соединений.
Кристаллическая решётка — кубическая типа NaCl с параметром a = 4,695 . Плотность — 8,15 г/см. Температура сублимации — 900–1000 C; при нагреве выше 700 C наблюдается интенсивное испарение с диссоциацией на пары кадмия и кислорода. Гигроскопичен: при хранении во влажной атмосфере поглощает влагу и карбонизируется с поверхности, что снижает реакционную способность в шихтовых процессах.
Нормируемые показатели по ГОСТ 11120-75
| Показатель | Высший сорт | Первый сорт | Метод контроля | Влияние на процесс |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля CdO, % | 99,0 | 98,0 | Комплексонометрия | Выход целевого продукта |
| Потери при прокаливании, % | 0,5 | 1,0 | Гравиметрия, 800 C | Точность шихтовки |
| Массовая доля железа, % | 0,005 | 0,01 | Фотоколориметрия | Цветность стёкол, плёнок |
| Массовая доля свинца, % | 0,005 | 0,01 | Полярография | Токсикология, чистота сплавов |
| Массовая доля меди, % | 0,002 | 0,005 | Атомно-абсорбционный | Электрофизические свойства |
| Остаток на сите № 05, % | 0,1 | 0,5 | Ситовой анализ | Однородность шихты |
Технологические свойства и поведение в переработке
Дисперсность порошка определяет скорость растворения в электролитах и равномерность распределения в шихте. Удельная поверхность высшего сорта — 3–6 м/г. При введении в стекломассу CdO выполняет функцию глушителя и одновременно активатора кристаллизации; ввод осуществляется в составе шихты при 1300–1450 C. В производстве оксидных кадмиевых электродов никель-кадмиевых аккумуляторов материал дозируется в пасту с последующей формовкой и пропиткой.
При работе с порошком учитывают класс опасности — вещество относится к 1-му классу по ГОСТ 12.1.007. ПДК в воздухе рабочей зоны — 0,05 мг/м (аэрозоль). Технологические линии оснащают местной вытяжной вентиляцией, пылеулавливающими фильтрами и средствами индивидуальной защиты органов дыхания. Транспортировка — в герметичной таре; хранение — в сухих закрытых складах, исключающих контакт с кислотами и восстановителями.
Области применения
- Производство никель-кадмиевых аккумуляторов: активная масса положительных электродов, ламельные и sintered-пластины.
- Стекольная промышленность: глушение и окрашивание стёкол, эмалей, глазурей для керамической плитки и санитарно-технических изделий.
- Полупроводниковая техника: исходный компонент для синтеза CdTe, CdSe, CdS в тонкоплёночных фотопреобразователях и детекторах ИК-диапазона.
- Каталитические системы: носитель и промотор в реакциях гидрирования, синтеза метанола, очистки газовых выбросов.
- Пигментная и лакокрасочная отрасль: кадмиевые пигменты жёлтого и красного спектра для термостойких покрытий.
- Металлургия: легирующая добавка при получении контактных сплавов и припоев с пониженной температурой плавления.
Условия эксплуатации в составе изделий
В никель-кадмиевых аккумуляторах оксид кадмия работает в щелочном электролите (KOH, 20–30 %) при температурах –40…+50 C. Обратимость электродной реакции Cd Cd(OH) обеспечивает циклическую стабильность свыше 1000 зарядно-разрядных циклов. В стекломассе CdO устойчив до температур варки 1450 C, однако при наличии сульфидов возможно образование сульфида кадмия, изменяющего цветовой тон. В тонкоплёночных приборах плёнки CdO, полученные магнетронным распылением или пиролизом, демонстрируют ширину запрещённой зоны 2,2–2,5 эВ и применяются как прозрачные проводящие покрытия.
Вопросы и ответы
Чем отличается высший сорт от первого по ГОСТ 11120-75?
Высший сорт содержит не менее 99,0 % CdO и ограничивает железо, свинец и медь на уровне 0,005; 0,005 и 0,002 % соответственно. Первый сорт допускает 98,0 % основного вещества и удвоенные лимиты по примесям, что отражается на цветности стёкол и электрофизических параметрах плёнок.
Как хранить оксид кадмия, чтобы сохранить реакционную способность?
В герметичной таре в сухом отапливаемом складе при относительной влажности не выше 60 %. Контакт с кислотами, аммиачными парами и восстановителями исключается: поверхностная карбонизация и восстановление до металлического кадмия снижают активность в шихтовых и электродных процессах.
Какая температура сублимации оксида кадмия?
Интенсивное испарение с диссоциацией начинается выше 700 C, полная сублимация наблюдается в интервале 900–1000 C. Этот параметр учитывают при выборе температурного режима варки стёкол и синтеза кадмийсодержащих полупроводниковых соединений.
Применяется ли CdO в тонкоплёночной фотовольтаике?
Да, как прекурсор для получения CdTe и CdS методами вакуумного напыления, магнетронного распыления и пиролиза аэрозолей. Плёнки на основе оксида кадмия служат прозрачными проводящими слоями с шириной запрещённой зоны 2,2–2,5 эВ.