کبالت یکی از عناصر شیمیایی جدول مندلیف می باشد که نماد آن Co و عدد اتمی آن ۲۷ است. این عنصر همانند عناصری نظیر نیکل فقط در پوسته زمین موجود می باشد. عنصر کبالت به وسیله فرآیند گدازگری احیایی تولید می گردد. کبالت فلزی بسیار سخت و براق می باشد که رنگی خاکستری – نقره ای دارد. استفاده از کبالت در سفالگری به دوران باستان برمی‌گردد. شواهد نشان می‌دهد که در دوره‌های مختلف، از جمله دوران مصر باستان و چین، از کبالت برای رنگ‌دهی به سرامیک‌ها و لعاب‌ها استفاده شده است.
همچنین در دوران اسلامی، هنرمندان از کبالت به عنوان رنگ‌دهنده‌ای برای تزئین کاشی‌ها و ظروف سفالی استفاده میکردند. رنگ‌های آبی کبالت به ویژه در معماری اسلامی محبوبیت زیادی پیدا کرده بود. هنرمندان هلندی و علی الخصوص سفالگران چینی برای ایجاد نقاشی‌های آبی و سفید از کبالت بهره می بردند. در قرن ۱۹، با پیشرفت‌های صنعتی، تولید کبالت و استفاده از آن در سفالگری به مراتب تسهیل شد. این امر به تولید انبوه لعاب‌ها و رنگ‌های متنوع کمک کرد.
آنچه می خوانید:
تاریخچه کبالت
واژه کبالت از کلمه آلمانی kobalt یا kobold به معنای روح شیطان اخذ شده است. علت نام گذاری این اسم توسط کارگران معدن، سمی بودن این عنصر و تولید بخارات سمی آرسنیک در هنگام ذوب این عنصر بود. در زمان های قدیم از رنگدانه‌های آبی کبالت برای جواهرات و دادن رنگ آبی به شیشه استفاده می نمودند. کارگران معدن تا مدت‌ها از نام سنگ معدن کوبولد برای برخی از مواد معدنی که رنگ‌دانه های آبی تولید می کردند استفاده می نمودند. این نامگذاری به این دلیل بود که فلزات شناخته شده کمتری وجود داشتند که در هنگام ذوب شدن بخارات سمی به نام آرسنیک تولید کنند. در سال ۱۷۳۵ معلوم شد که این سنگ معدنی قابلیت تبدیل به فلزی جدید را دارد و نهایتا این سنگ معدن کوبولد نامگذاری گردید.این عنصر هنگام استخراج نیکل و مس تولید می شود. باتوجه به این مطلب کنگو و زامبیا بیشترین ظرفیت تولید کبالت در جهان را دارند.
کاربرد کبالت در سفالگری
استفاده از اکسید کبالت در سفالگری بسیار محبوب است و به سبب ویژگی های این عنصر بسیار مورد توجه هنرمندان عرصه سفالگری قرار گرفته است.بیشترین مصرف کبالت در صنعت تولید سرامیک است اما برای لعابکاری های آبی رنگ و میناکاری نیز استفاده می شود.
در ادامه به برخی از ویژگی های کبالت برای استفاده در سفالگری اشاره می کنیم:
رنگ دهی
یکی از کاربردهای اصلی کبالت در صنعت سفالگری، استفاده از آن به عنوان یک عامل رنگی است. ترکیب کبالت در لعاب می تواند رنگ آبی تولید کند. سفالگران برای استفاده از رنگ آبی در سفالگری تمایل زیادی از خود نشان می دهند. این رنگ زیبایی چشم نوازی به اثر می بخشد.
همچنین ترکیب اکسید منیزیم با کبالت طیف وسیعی از رنگ صورتی تا بنفش مایل به آبی در لعاب سفالگریایجاد می کند.
ترکیب کبالت با روتیل نیز لعابی رگه رگه و یا اصطلاحا ابر و بادی ایجاد می کند. کبالت می‌تواند با دیگر مواد ترکیب شود تا رنگ‌های سبز تولید کند. این رنگ معمولاً از ترکیب کبالت با آهن یا دیگر فلزات به دست می‌آید.
مقاومت بالا
همانطور که می دانیم لعاب‌ها برای پوشش سطوح سفالی، استفاده می شوند. کبالت در همه دماها با ایجاد رنگ متالیک فلزی در لعابکاری استفاده می شود. این عنصر قوی ترین رنگ در صنایع تولید سرامیک می باشد که در طول فرآیند اکسیداسیون مانند مس ذوب می شود. کبالت یکی از عناصر تشکیل‌دهنده در لعاب می باشد که به سطوح ظروف سفالی لطافت، درخشندگی و ضد خوردگی می‌بخشند.
لعاب‌های حاوی کبالت معمولاً در برابر مواد شیمیایی مقاوم‌تر هستند
ضد زنگی
در برخی موارد، کبالت به عنوان یک عنصر ضد زنگ برای سطوح سفالی استفاده می‌شود، که به افزایش دوام و مقاومت ظروف در برابر خوردگی کمک می‌کند.
استفاده از کبالت در موارد پزشکی
استفاده از نانوذرات اکسید کبالت یک دستاورد بسیار بزرگ در علوم پزشکی می باشد. نانوذرات کبالت قابلیت ضد باکتریایی متفاوتی در برابر سویه های مختلف باکتری های بیماری زا از خود نشان می دهند. این ترکیبات نسبت به ماکروفاژ ها با گلبولهای قرمز سازگاری بیشتری دارند. همچنین خواص آنتی اکسیدانی، قدرت احیاء کنندگی و مهار آنزیم ها را دارند. به علاوه تجهیزات و وسایل پزشکی متعددی مانند انواع ایمپلنت های دندانی و پروتز های ارتوپدی مخصوص زانو به وسیله این عنصر ساخته می شود.
روش های تولید اکسید کبالت
- با واکنش نیترات کبالت با اسید اگزالیک
- نیترات کبالت با رسوب کربنات سدیم
- با استفاده از سدیم دودسیل سولفات سدیم به عنوان سورفکتانت آلی است.
مضرات کبالت
عنصر کبالت جز عناصری می باشد که می تواند باعث ایجاد سرطان شود. هنگام استخراج وفرآوری این عنصر گازهایی متساعد می شود که می توانند بر روی سیستم تنفسی انسان تاثیر منفی بگذارد و سبب ایجاد سرطان گردد. همچنین مادامی که عنصر کبالت به صورت کنترل نشده و در شرایط غیر استاندارد با پوست تماس داشته باشد ، منجر به مشکلات پوستی قابل توجهی در افراد می شود. در نتیجه هنگام استفاده از عنصر کبالت در صنایع مختلف دارویی، فلزی و … باید به موارد ایمنی توجه ویژه ای داشته باشیم.
روش‌های ایمنی هنگام کار با کبالت
- استفاده از تجهیزات حفاظتی مانند ماسک تنفسی، دستکش ، عینک
- تهویه مناسب محیط
- بسته بندی ایمن
- آموزش و آگاهی از دستورالعمل های ایمنی
- مدیریت ضایعات
سخن پایانی
در این مطلب تلاش کردیم شما را با عنصر کبالت و کاربرد آن در سفالگری آشنا کنیم. همانطور که در بالا به آن اشاره شد کبالت به دلیل ویژگی‌های خاصی که دارد از جمله رنگ‌پذیری بالا، پایداری در دماهای بالا و مقاومت در برابر شرایط مختلف، یکی از مواد محبوب در صنعت سفالگری بوده و در ایجاد طرح‌ها و ظروف سرامیکی متنوع مورد استفاده قرار می‌گیرد
اینکه کبالت رو در سفالگری چطوری استفاده کنیم هم آموزش بزارید