Propiedades químicas, físicas y mecánicas

Propiedades físicas y químicas. Con un número atómico de 27, el cobalto (símbolo Co) se encuentra entre el hierro y el níquel en la tabla periódica. Su densidad es de 8.85 g / cm3, que es similar a la del níquel (8.902). Es ferromagnético, exhibiendo una permeabilidad inicial a temperatura ambiente de 68, una permeabilidad máxima de 245 y una temperatura de Curie de 1121 ° C (2050 ° F), que es considerablemente más alta que la del hierro (770 ° C o 1418 ° C). F) o níquel (358 ° C o 676 ° F). El cobalto per se y sus compuestos tienen elevada toxicidad, además de que puro en polvo es inflamable. Es un metal de reducción débil, razón por la cual forma una fina capa de óxido superficial durante el proceso de pasivación. Presenta una reactividad nula al interactuar con agua y aire en condiciones ambientales, pero es susceptible a los ataques de halógenos y sulfuros. Otras propiedades físicas y químicas importantes incluyen:

• Atómicamente está compuesto por 27 electrones y protones, y 32 neutrones.

• La nube cobáltica de electrones oscila en 4 niveles de energía.

• 8 estados de oxidación: -3, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5.

• Punto de fusión: 1493 ° C (2719 ° F)

• Punto de ebullición: 3100 ° C (5612 ° F)

• Coeficiente de expansión térmica: 13,8 μm / m · K a temperatura ambiente

• Calor específico: 0,414 kJ / kg · K a ambiente

• Conductividad térmica: 69,04 W / m · K a temperatura ambiente

• Conductividad eléctrica: 27,6% IACS a 20 ° C (68 ° F)

• Resistividad eléctrica: 52,5 nΩ · m a 20 ° C (68 ° F)

• Fuerza coercitiva: 8,9 Oe (708 A / m)

• Magnetización residual: 0,49 T (4900 G)

• El cobalto es un metal resistente a la corrosión.

Estructura cristalina. A temperaturas por debajo de 417 ° C (783 ° F), el cobalto exhibe una estructura hexagonal compacta (HCP) (∈-cobalto). Entre 417 ° C (783 ° F) y su punto de fusión de 1493 ° C (2719 ° F), el cobalto tiene una estructura cúbica centrada en las caras (FCC) (α-cobalto).

Propiedades mecánicas. La dureza a temperatura ambiente del cobalto se encuentra entre 140 y 250 HV, y para muestras bien recocidas de metal de alta pureza entre 140 y 160 HV. La variación de la dureza con la temperatura se muestra en la Fig. 1. Los módulos elásticos del cobalto son 211 GPa (30,6 × 106 psi) para el módulo de Young, 82 GPa (11,9 × 106 psi) para el módulo de corte y 183 GPa (26,5 × 106 psi). psi) para módulo de compresión. Para el cobalto fundido al vacío de alta pureza (99,5%) que ha sido trabajado en caliente, seguido de un recocido a temperaturas que oscilan entre 800 y 1000 ° C (1470-1830 ° F), las propiedades de tracción se encuentran en los siguientes rangos:

• Límite elástico del 0,2%: 305 a 345 MPa (44–50 ksi)

• Resistencia a la tracción: 800 a 875 MPa (116-127 ksi)

• Alargamiento: 15 a 30%

Como nota importante, los materiales fundidos al aire son mucho menos dúctiles.

Figura 1. Dureza del cobalto en función de la temperatura.