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镉
Cd 48

Cadmium

镉是一种化学元素,符号为 Cd,原子序数为 48。它是蓝白色的软过渡金属,有毒,会导致镉尘病和痛痛病,已被全球限制。工业上剩余用途主要是镍镉可充电电池(被锂离子电池逐步替代)和某些特种合金。

过渡金属 USGS 2025 银蓝灰色
原子序数 48Z
原子量 112.414u
价电子数 2
电子排布 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10
密度
8.65g/cm³
熔点
321°C
地壳丰度
0.15ppm
年产量
24000metric tons unless otherwise specified
回收利用率
低(受限)

为什么用它

镉的电化学平台电压稳定,曾广泛用于镍镉电池与镀镉防腐,其硫化物还是黄色颜料。由于镉剧毒、环境残留期长,全球已逐步限制其使用,仅在少数电池与特殊电镀中保留。

应用

电池电镀颜料(受限)

应用详解单质与化合物用途

元素的主要用途

镉是一种柔软、延展性好但毒性极强的银白色金属,工业用途集中在电池、电镀和历史上的颜料三个方向,整体上正因为健康和环保压力而持续收缩。最大宗的用途是镍镉电池:从便携式电池到工业备用电源、铁路机车和飞机启动电池,镍镉电池以循环寿命长、耐过充放、低温性能好著称,至今仍在某些应急电源和电动工具中保有份额;不过在民用便携领域,它已基本被镍氢和锂离子电池替代。电镀镉曾广泛用于航空、电子紧固件,因为镉镀层在海洋大气中防腐能力极强、还能防止氢脆,但因为镉的毒性,欧美和中国都对其使用施加了严格限制,现在大部分被锌镍合金和达克罗涂层取代。镉还是核反应堆的控制棒材料——镉吸收中子能力极强,用于调节反应功率。颜料和稳定剂是镉的另一条历史线:镉黄、镉红、镉橙一度是油画、陶瓷和塑料里鲜艳稳定的着色剂,但因镉粉尘和镉废液的毒性,已在玩具、食品包装和多数民用涂料中被禁用,只有少数艺术家颜料和高温工程塑料仍在有限使用。

常见化合物及其用途

硫化镉(CdS)即镉黄,是一种亮黄色半导体颜料,历史上广泛用于油画、水彩、陶瓷釉料和塑料着色,如今因毒性在大多数民用领域受限;同时它也是重要的光电导材料,用于光敏电阻、薄膜太阳能电池和荧光粉。氧化镉(CdO)为棕红色或棕黑色粉末,主要用于镍镉电池正极烧结和透明导电薄膜,也作为镉系颜料和陶瓷釉料的原料。氯化镉(CdCl2)是白色易溶晶体,用于电镀镉浴、电池电解液和化学分析试剂,也是制备其他镉化合物的中间体。氢氧化镉(Cd(OH)2)是白色胶状沉淀,是镍镉电池正极活性物质的主要成分,充放电过程中决定了电池的容量和循环寿命。

元素小史

1817 年 Stromeyer 在碳酸锌中发现

相关元素

Sc · Ti · V · Cr · Mn · Fe · Co · Ni ·

常见问题长尾问答 · 数据驱动

镉的熔点是多少?
321 °C
镉的沸点是多少?
767 °C
镉的密度是多少?
8.65 g/cm³
镉的原子序数和元素分类是什么?
48 · 过渡金属
镉主要从哪种矿石中提取?
闪锌矿(副产物)
镉的全球储量是多少?
24000 metric tons unless otherwise specified
镉的年产量是多少?
24000 metric tons unless otherwise specified
镉主要用在哪些领域?
镉的电化学平台电压稳定,曾广泛用于镍镉电池与镀镉防腐,其硫化物还是黄色颜料。由于镉剧毒、环境残留期长,全球已逐步限制其使用,仅在少数电池与特殊电镀中保留。
镉是谁在什么时候发现的?
Karl Samuel Leberecht Hermann · 1817