Область застосування кадмію завдяки його цінним властивостям розширюється з кожним роком.
Велика частина виробленого в світі кадмію витрачається на електропокритія і для приготування сплавів. Кадмій в якості захисного покриття володіє істотними перевагами перед цинком і нікелем, так як він більш коррозіонностоек в тонкому шарі; кадмій щільно пов'язаний з поверхнею металевого виробу і не відстає від неї при її пошкодженні.
До недавніх пір у кадмієвих покриттів був «недуга», час від часу давав про себе знати. Справа в тому, що при електролітичному нанесенні кадмію на сталеву деталь в метал може проникнути що міститься в електроліті водень. Цей вельми небажаний гість викликає у високоміцних сталей небезпечне «захворювання» -водородную крихкість, що приводить до несподіваного руйнування металу під навантаженням. Виходило, що, з одного боку, кадміювання надійно оберігало деталь від корозії, а з іншого - створювало загрозу передчасного виходу деталі з ладу. Ось чому конструктори часто були змушені відмовлятися від «послуг» кадмію.
Вченим Інституту фізичної хімії Академії наук СРСР вдалося усунути цю «хворобу» кадмієвих покриттів. У ролі ліки виступив титан. Виявилося, що, якщо в шарі кадмію на тисячу його атомів припадає всього один атом титану, сталева деталь застрахована від виникнення водневої крихкості, оскільки титан в процесі нанесення покриття витягає зі сталі весь водень.
Кадмій, також, використовується у англійських криміналістів: за допомогою найтоншого шару цього металу, напиляного на обследуемую поверхню, вдається швидко виявити чіткі відбитки пальців.
Кадмій, також, застосовують у виготовленні кадмієво-нікелевих акумуляторів. Роль негативного електрода в них виконують залізні сітки з губчастим кадмієм, а позитивного пластини покриті окисом нікелю; електролітом служить розчин їдкого калію. Такі джерела струму відрізняються високими електричними характеристиками, великою надійністю, тривалим терміном експлуатації, а їх підзарядка займає всього 15 хвилин.
Властивість кадмію поглинати нейтрони зумовило ще одну сферу застосування кадмія- в атомної енергетики.
Подібно до того як автомобіль не обходиться без гальм, реактор не може працювати без регулюючих стрижнів, які збільшують або зменшують потік нейтронів.
В кожному реакторі передбачений також масивний аварійний стрижень, який приступає до справи в тому випадку, якщо регулюючі стрижні чомусь не справляються з покладеними на них обов'язками.
Повчальний випадок виник на АЕС в Каліфорнії. Через якихось конструктивних неполадок аварійний стрижень не зміг вчасно зануритися в котел - ланцюгова реакція стала некерованою, виникла серйозна аварія. Реактор з розбурханим нейтронами представляв величезну небезпеку для навколишнього населення. Довелося терміново евакуювати людей з небезпечної зони, поки ядерний «багаття» не згас. На щастя, обійшлося без жертв, але збитки були дуже великі, та й реактор на деякий час вийшов з ладу.
Головна вимога, що пред'являється до матеріалу регулюючих і аварійних стрижнів, - здатність поглинати нейтрони, а кадмій-один з «найбільших фахівців» в цій галузі. З одним тільки застереженням: якщо мова йде про теплових нейтронах, енергія яких дуже мала (вона вимірюється сотими частками електрон-вольта). У перші роки атомної ери ядерні реактори працювали саме на теплових нейтронах і кадмій довгий час вважався «першою скрипкою» серед стрижневих матеріалів. Пізніше, правда, йому довелося поступитися провідну роль бору та його сполук. Але для кадмію фізики-атомники знаходять все нові і нові сфери діяльності: так, наприклад, за допомогою кадмиевой пластинки, яка встановлюється на шляху нейтронного пучка, досліджують його енергетичний спектр, визначають, наскільки він однорідний, яка в ньому частка теплових нейтронів.
Особливий інтерес вчених викликало вирощування в невагомості кристала КРТ, що представляє собою твердий розчин теллуридов кадмію і ртуті. Цей напівпровідниковий матеріал незамінний для виготовлення теплевізіров - найточніших інфрачервоних приладів, які застосовуються в медицині, геології, астрономії, електроніці, радіотехніці і багатьох інших важливих областях науки і техніки. Отримати це з'єднання в земних умовах надзвичайно важко: його компоненти через велику різницю в щільності ведуть себе як герої відомої байки І. А. Крилова - лебідь, рак і щука, і в результаті замість однорідного сплаву виходить листковий «пиріг». Заради крихітного кришталика КРТ доводиться вирощувати великий кристал і вирізати з нього найтоншу платівку прикордонного шару, а все інше йде у відходи. Інакше не можна: адже чистота і однорідність кристала КРТ оцінюються в стомільйонний частках відсотка. Не дивно, що на світовому ринку один грам цих кристалів коштує «всього» вісім тисяч доларів.
Найкраща жовта фарба являє собою з'єднання кадмію з сіркою. Великі кількості кадмію витрачаються на виготовлення цієї фарби.
Поки медики і біологи визначають, чи шкідливий кадмій, і шукають шляхи зниження його вмісту в навколишньому середовищі, представники техніки вживають усіх заходів до збільшення його виробництва. Якщо за всю другу половину минулого сторіччя було видобуто лише 160 тонн кадмію, то в кінці 20-х років нашого століття щорічне виробництво його в капіталістичних країнах становило вже приблизно 700 тонн, а в 50-х роках воно досягло 7000 тонн (адже саме в цей час кадмій набув статусу стратегічного матеріалу, призначеного для виготовлення стрижнів атомних реакторів). І в XXI столітті використання кадмію тільки зросте, завдяки його незамінним властивостям.
1) Дзліев І.І. Металургія кадмію. М. Металлургиздат, 1962.
2) Крестовников А.Н. Кадмій. М. Цветметіздат, 1956.
3) Крестовников А.Н. Каретникова В. П. Рідкісні метали. М. Цветметіздат, 1966.
4) Лебедєв Б.Н. Кузнєцова В.А. Кольорові метали. М. Наука, 1976.
5) Любченко В.А. Кольорові метали. М. Наука, 1963.
6) Максимова Г.В. Кадмій // Журнал неорганічна хімія, № 3, 1959, С-98.
7) Плаксін І.М. Юхтанов Д.М. Гідрометалургія. М. Металлургиздат, 1949.
8) Пейсахов І.Л. Кольорові метали. М. Наука, 1950.
9) Планер В.І. Кадмій як запобіжник від корозії. М. Цветметіздат, 1952.