镉（Cd）的性质、应用及合金制造的详细介绍

镉（Cd）的性质、应用及合金制造的详细介绍

镉（Cd）是一种银白色有光泽的金属，具有韧性和延展性，熔点321℃，沸点765℃，密度8.65g/cm3。原子序数48，原子量112.441，位于第五周期IIB族。原子半径1.71Å，离子半径0.97Å，电子排布，易失去两个最外层电子，常用价数0、+1、+2。目前镉的主要应用领域有以下几种。

制造镉合金

二元或多元镉合金可有效改善合金性能，扩大应用领域。例如，银镉合金具有良好的耐腐蚀性能；锡铅铋镉合金的熔点仅为70℃，是焊接金属、玻璃等部件的良好焊料；含0.5%～1.0%镉的硬铜合金具有很高的抗拉强度和耐磨性；镉（98.65%）镍（1.35%）合金是航空发动机的轴承材料；银（80%）铟（15%）镉（5%）合金可用作原子反应堆的（中子吸收）控制棒。

含镉颜料

一种基于硫化镉的稳定无机染料，颜色范围从淡黄色、红色到紫色。镉染料具有良好的耐热性和强遮盖力，适用于染色陶瓷、塑料和其他高温染料。

涂层和电镀

镉镀层可增强钢、黄铜、铝等金属的耐腐蚀性能，可用于电子、汽车制造等行业的螺丝、紧固件、汽车底盘等结构件的防腐涂层。镉镀层还用于降落伞的生产和飞机起落架紧固件的电镀。

镍镉电池

镍镉电池是1899年瑞典科学家W.发明的，以金属镉为负极活性物质，以氢氧化镍为正极活性物质，其反应方程式为：

Cd(s)+2NiO(OH)(s)+2H2O(l)➞Cd(OH)2(s)+2Ni(OH)2(s)

镍镉电池具有耐温性强、稳定性好、寿命长、不爆炸等优点，非常适合极端环境使用。小型镍镉电池主要用于消费电子产品，大型镍镉电池主要用于航空和铁路。在我国神舟九号上配备的三种电源中，就有镍镉电池，为航天员在太空的工作和生活保驾护航。

镍镉电池（a）及内部结构图（b）

塑料稳定剂

硬脂酸镉是一种很好的稳定剂。在聚氯乙烯及类似的聚合物中添加含镉稳定剂，可以减缓其分解过程，保证透明或半透明的聚氯乙烯制品经多次加工后仍具有良好的色泽，使用寿命长。因此，它在塑料工业中的应用日益增多。

备择方案

由于镉具有污染特性，因此它正在各种应用中被取代。除非涂层的表面特性至关重要（例如飞机紧固件），否则锌、锌镍、铝或锡涂层在许多电镀应用中取代了镉；镉颜料被硫化铈取代；镍镉电池被锂离子和镍氢电池取代。钡锌或钙锌稳定剂可以在柔性 PVC 应用中取代钡镉稳定剂。非晶硅和铜铟镓硒光伏电池在薄膜太阳能电池市场上与 CdTe 竞争。研究继续推进基于钙钛矿材料的新型薄膜技术作为潜在替代品（USGS，2022 年）。