Novice - Komercialno čisti nikelj

Kemijska formula

Obravnavane teme

Ozadje

Komercialno čista oz.nizko legirani nikeljSvojo glavno uporabo najde v kemični predelavi in elektroniki.

Odpornost proti koroziji

Zaradi korozijske odpornosti čistega niklja, zlasti na različne redukcijske kemikalije in še posebej na jedke alkalije, se nikelj uporablja za ohranjanje kakovosti izdelkov v številnih kemijskih reakcijah, zlasti pri predelavi živil in proizvodnji sintetičnih vlaken.

Lastnosti komercialno čistega niklja

V primerjavi znikljeve zlitineKomercialno čisti nikelj ima visoko električno prevodnost, visoko Curiejevo temperaturo in dobre magnetostriktivne lastnosti. Nikelj se uporablja za elektronske priključne žice, komponente baterij, tiratrone in iskrilne elektrode.

Nikelj ima tudi dobro toplotno prevodnost. To pomeni, da se lahko uporablja za toplotne izmenjevalnike v korozivnih okoljih.

Tabela 1. LastnostiNikelj 200, komercialno čista kakovost (99,6 % Ni).

Nepremičnina	Vrednost
Natezna trdnost po žarjenju pri 20 °C	450 MPa
Žarjena 0,2 % napetost tečenja pri 20 °C	150 MPa
Raztezek (%)	47
Gostota	8,89 g/cm3
Območje taljenja	1435–1446 °C
Specifična toplota	456 J/kg °C
Curiejeva temperatura	360 °C
Relativna prepustnost	Začetnica	110
	Največ	600
Koeficient učinkovitosti pri ekspanziji (20–100 °C)	13,3 × 10⁻⁶ m/m.°C
Toplotna prevodnost	70 W/m.°C
Električna upornost	0,096 × 10⁻⁶ ohmov m

Izdelava niklja

Žarjenonikeljima nizko trdoto in dobro duktilnost. Nikelj ima, tako kot zlato, srebro in baker, relativno nizko stopnjo utrjevanja, tj. pri upogibanju ali drugačni deformaciji ne postane tako trd in krhek kot večina drugih kovin. Zaradi teh lastnosti, skupaj z dobro varivostjo, je kovina enostavna za predelavo v končne izdelke.

Nikelj v kromiranju

Nikelj se pogosto uporablja tudi kot podlaga pri dekorativnem kromiranju. Surov izdelek, kot je medeninasta ali cinkova litina ali jeklena pločevina, se najprej prekrije s plastjonikeljdebeline približno 20 µm. To mu daje odpornost proti koroziji. Končni premaz je zelo tanek 'blisk' (1-2 µm) kroma, ki mu daje barvo in odpornost proti oksidaciji, kar na splošno velja za bolj zaželeno pri galvaniziranem posodju. Krom sam po sebi bi imel nesprejemljivo odpornost proti koroziji zaradi običajno porozne narave kromirane galvanizacije.

Tabela lastnosti

Material	Nikelj – lastnosti, izdelava in uporaba komercialno čistega niklja
Sestava:	>99 % Ni ali boljše

Nepremičnina	Minimalna vrednost (SI)	Največja vrednost (SI)	Enote (SI)	Minimalna vrednost (prikaz)	Največja vrednost (prikaz)	Enote (Imp.)
Atomski volumen (povprečje)	0,0065	0,0067	m3/kmol	396.654	408.859	in3/kmol
Gostota	8,83	8,95	Mg/m3	551.239	558.731	lb/ft3
Energijska vsebnost	230	690	MJ/kg	24917,9	74753,7	kcal/lb
Modul elastičnosti	162	200	GPA	23,4961	29.0075	106 psi
Tlačna trdnost	70	935	MPa	10.1526	135,61	ksi
Duktilnost	0,02	0,6		0,02	0,6
Elastična meja	70	935	MPa	10.1526	135,61	ksi
Meja vzdržljivosti	135	500	MPa	19,5801	72,5188	ksi
Zlomna žilavost	100	150	MPa.m1/2	91.0047	136.507	ksi.in1/2
Trdota	800	3000	MPa	116,03	435.113	ksi
Koeficient izgube	0,0002	0,0032		0,0002	0,0032
Modul lomnosti	70	935	MPa	10.1526	135,61	ksi
Poissonovo razmerje	0,305	0,315		0,305	0,315
Strižni modul	72	86	GPA	10,4427	12,4732	106 psi
Natezna trdnost	345	1000	MPa	50.038	145.038	ksi
Youngov modul	190	220	GPA	27,5572	31,9083	106 psi
Temperatura stekla			K			°F
Latentna toplota fuzije	280	310	kJ/kg	120.378	133.275	BTU/lb
Najvišja delovna temperatura	510	640	K	458,33	692,33	°F
Tališče	1708	1739	K	2614,73	2670,53	°F
Najnižja delovna temperatura	0	0	K	-459,67	-459,67	°F
Specifična toplota	452	460	J/kg·K	0,349784	0,355975	BTU/lb.F
Toplotna prevodnost	67	91	W/mK	125.426	170.355	BTU.ft/h.ft²F
Toplotno raztezanje	12	13,5	10-6/K	21,6	24,3	10–6 °F
Potencial razčlenitve			MV/m			V/mil
Dielektrična konstanta
Upornost	8	10	10⁻⁵ ohm·m	8	10	10⁻⁵ ohm·m

Okoljske lastnosti
Faktorji odpornosti	1=Slabo 5=Odlično
Vnetljivost	5
Sveža voda	5
Organska topila	5
Oksidacija pri 500 °C	5
Morska voda	5
Močna kislina	4
Močne alkalije	5
UV	5
Nosite	4
Šibka kislina	5
Šibke alkalije	5

Vir: Povzeto iz Priročnika za inženirske materiale, 5. izdaja.

Za več informacij o tem viru obiščiteInštitut za materialno inženirstvo Avstralazije.

Nikelj v elementarni obliki ali v zlitinah z drugimi kovinami in materiali je pomembno prispeval k naši današnji družbi in obljublja, da bo še naprej zagotavljal materiale za še bolj zahtevno prihodnost. Nikelj je bil vedno vitalna kovina za najrazličnejše panoge, preprosto zato, ker je zelo vsestranski material, ki se lahko zlije z večino drugih kovin.

Nikelj je vsestranski element in se zlije z večino kovin. Nikljeve zlitine so zlitine, pri katerih je nikelj glavni element. Popolna topnost v trdni snovi obstaja med nikljem in bakrom. Širok razpon topnosti med železom, kromom in nikljem omogoča številne kombinacije zlitin. Njegova visoka vsestranskost v kombinaciji z izjemno odpornostjo na toploto in korozijo je privedla do njegove uporabe v najrazličnejših aplikacijah, kot so plinske turbine za letala, parne turbine v elektrarnah in njegova široka uporaba na trgu energije in jedrske energije.

Uporaba in značilnosti nikljevih zlitin

Nzlitina niklja in nikljasse uporabljajo za široko paleto aplikacij, večina teh pa vključuje odpornost proti koroziji in/ali toplotni odpornosti. Nekatere od teh vključujejo:

Plinske turbine za letala
Parne turbine
Medicinske aplikacije
Jedrski energetski sistemi
Kemična in petrokemična industrija
Ogrevalni in uporovni deli
Izolatorji in aktuatorji za komunikacijo
Avtomobilske svečke
Varilni potrošni material
Napajalni kabli

Številni drugiuporaba nikljevih zlitinvključujejo edinstvene fizikalne lastnosti zlitin na osnovi niklja ali z visoko vsebnostjo niklja za posebne namene. Te vključujejo: