Kemisk formel
Ni
Emner dækket
Baggrund
Kommercielt rent ellerlavlegeret nikkelfinder sin primære anvendelse inden for kemisk forarbejdning og elektronik.
Korrosionsbestandighed
På grund af ren nikkels korrosionsbestandighed, især over for forskellige reducerende kemikalier og især kaustiske alkalier, anvendes nikkel til at opretholde produktkvaliteten i mange kemiske reaktioner, især forarbejdning af fødevarer og fremstilling af syntetiske fibre.
Egenskaber ved kommercielt rent nikkel
Sammenlignet mednikkellegeringer, kommercielt rent nikkel har høj elektrisk ledningsevne, en høj Curie-temperatur og gode magnetostriktive egenskaber. Nikkel bruges til elektroniske ledninger, batterikomponenter, thyratroner og gnistelektroder.
Nikkel har også god varmeledningsevne. Det betyder, at det kan bruges til varmevekslere i korrosive miljøer.
Tabel 1. Egenskaber forNikkel 200, den kommercielt rene kvalitet (99,6% Ni).
Ejendom | Værdi | |
Udglødet trækstyrke ved 20°C | 450 MPa | |
Udglødet 0,2% prøvespænding ved 20°C | 150 MPa | |
Forlængelse (%) | 47 | |
Tæthed | 8,89 g/cm3 | |
Smelteområde | 1435-1446°C | |
Specifik varme | 456 J/kg °C | |
Curie-temperatur | 360°C | |
Relativ permeabilitet | Initial | 110 |
Maksimum | 600 | |
Koefficient ved ekspansion (20-100°C) | 13,3 × 10-6 m/m °C | |
Termisk ledningsevne | 70W/m²°C | |
Elektrisk resistivitet | 0,096 × 10⁻⁶ ohm.m |
Fremstilling af nikkel
Udglødetnikkelhar lav hårdhed og god duktilitet. Nikkel har, ligesom guld, sølv og kobber, en relativt lav hærdningshastighed, dvs. det har ikke tendens til at blive så hårdt og sprødt, når det bøjes eller på anden måde deformeres, som de fleste andre metaller. Disse egenskaber, kombineret med god svejsbarhed, gør metallet let at fremstille til færdige emner.
Nikkel i forkromning
Nikkel bruges også ofte som underlag i dekorativ forkromning. Råproduktet, såsom et messing- eller zinkstøbegods eller en stålpladepresning, belægges først med et lag afnikkelcirka 20 µm tyk. Dette giver den dens korrosionsbestandighed. Det sidste lag er et meget tyndt 'glimt' (1-2 µm) krom, der giver den en farve- og anløbningsbestandighed, der generelt anses for at være mere ønskværdig i forkromet varer. Krom alene ville have uacceptabel korrosionsbestandighed på grund af den generelt porøse natur af kromelektroplettering.
Egenskabstabel
Materiale | Nikkel – Egenskaber, fremstilling og anvendelser af kommercielt rent nikkel |
---|---|
Sammensætning: | >99% Ni eller bedre |
Ejendom | Minimumsværdi (SI) | Maksimal værdi (SI) | Enheder (SI) | Minimumsværdi (import) | Maksimal værdi (imp.) | Enheder (Imp.) |
---|---|---|---|---|---|---|
Atomvolumen (gennemsnit) | 0,0065 | 0,0067 | m3/kmol | 396.654 | 408.859 | in³/kmol |
Tæthed | 8,83 | 8,95 | Mg/m3 | 551.239 | 558,731 | lb/ft3 |
Energiindhold | 230 | 690 | MJ/kg | 24917,9 | 74753,7 | kcal/lb |
Bulkmodul | 162 | 200 | GPa | 23,4961 | 29,0075 | 106 psi |
Trykstyrke | 70 | 935 | MPa | 10.1526 | 135,61 | ksi |
Duktilitet | 0,02 | 0,6 | 0,02 | 0,6 | ||
Elastisk grænse | 70 | 935 | MPa | 10.1526 | 135,61 | ksi |
Udholdenhedsgrænse | 135 | 500 | MPa | 19,5801 | 72,5188 | ksi |
Brudstyrke | 100 | 150 | MPa.m³ | 91,0047 | 136.507 | ksi.in1/2 |
Hårdhed | 800 | 3000 | MPa | 116,03 | 435,113 | ksi |
Tabskoefficient | 0,0002 | 0,0032 | 0,0002 | 0,0032 | ||
Bristmodul | 70 | 935 | MPa | 10.1526 | 135,61 | ksi |
Poissons forhold | 0,305 | 0,315 | 0,305 | 0,315 | ||
Forskydningsmodul | 72 | 86 | GPa | 10,4427 | 12,4732 | 106 psi |
Trækstyrke | 345 | 1000 | MPa | 50,038 | 145.038 | ksi |
Youngs modul | 190 | 220 | GPa | 27,5572 | 31,9083 | 106 psi |
Glastemperatur | K | °F | ||||
Latent smeltevarme | 280 | 310 | kJ/kg | 120.378 | 133.275 | BTU/lb |
Maksimal driftstemperatur | 510 | 640 | K | 458,33 | 692,33 | °F |
Smeltepunkt | 1708 | 1739 | K | 2614,73 | 2670,53 | °F |
Minimum driftstemperatur | 0 | 0 | K | -459,67 | -459,67 | °F |
Specifik varme | 452 | 460 | J/kg.K | 0,349784 | 0,355975 | BTU/lb.F |
Termisk ledningsevne | 67 | 91 | W/mK | 125.426 | 170.355 | BTU.ft/h.ft2.F |
Termisk ekspansion | 12 | 13,5 | 10-6/K | 21.6 | 24.3 | 10-6/°F |
Potentiel nedbrud | MV/m | V/mil | ||||
Dielektrisk konstant | ||||||
Modstandsevne | 8 | 10 | 10-8 ohm.m | 8 | 10 | 10-8 ohm.m |
Miljømæssige egenskaber | |
---|---|
Modstandsfaktorer | 1=Dårlig 5=Fremragende |
Brandbarhed | 5 |
Ferskvand | 5 |
Organiske opløsningsmidler | 5 |
Oxidation ved 500°C | 5 |
Havvand | 5 |
Stærk syre | 4 |
Stærke alkalier | 5 |
UV | 5 |
Slid | 4 |
Svag syre | 5 |
Svage alkalier | 5 |
Kilde: Resumé fra Handbook of Engineering Materials, 5. udgave.
For mere information om denne kilde, besøg venligstInstitut for Materialeteknik Australasien.
Nikkel i elementær form eller legeret med andre metaller og materialer har ydet betydelige bidrag til vores nutidige samfund og lover fortsat at levere materialer til en endnu mere krævende fremtid. Nikkel har altid været et vigtigt metal for en bred vifte af industrier af den simple grund, at det er et meget alsidigt materiale, der legeres med de fleste andre metaller.
Nikkel er et alsidigt element og legerer med de fleste metaller. Nikkellegeringer er legeringer med nikkel som hovedelement. Fuldstændig opløselighed i faste stoffer eksisterer mellem nikkel og kobber. Brede opløselighedsintervaller mellem jern, krom og nikkel muliggør mange legeringskombinationer. Dens høje alsidighed kombineret med dens enestående varme- og korrosionsbestandighed har ført til dets anvendelse i en bred vifte af applikationer; såsom gasturbiner i fly, dampturbiner i kraftværker og dets omfattende anvendelse på energi- og atomkraftmarkederne.
Anvendelser og egenskaber ved nikkellegeringer
Nnikkel- og nikkellegeringsbruges til en bred vifte af anvendelser, hvoraf størstedelen involverer korrosionsbestandighed og/eller varmebestandighed. Nogle af disse omfatter:
- Flygassturbiner
- Dampturbinekraftværker
- Medicinske anvendelser
- Atomkraftsystemer
- Kemisk og petrokemisk industri
- Varme- og modstandsdele
- Isolatorer og aktuatorer til kommunikation
- Tændrør til biler
- Svejseforbrugsvarer
- Strømkabler
En række andreanvendelser af nikkellegeringerinvolverer de unikke fysiske egenskaber ved specialformåls nikkelbaserede eller højnikkellegeringer. Disse omfatter:
- Elektriske modstandslegeringer
- Nikkel-krom legeringerogNikkel-krom-jernlegeringer
- Kobber-nikkellegeringertil varmekabler
- Termoelementlegeringertil sensorer og kabler
- Nikkel-kobberlegeringertil vævning og strikning
- Bløde magnetiske legeringer
- Legeringer med kontrolleret ekspansion
- Svejsefyldmaterialer
- Dumet-trådtil glas-til-metal-tætning
- Forniklet stål
- Lyslegeringer
Opslagstidspunkt: 4. august 2021