Novinky - Komerčne čistý nikel

Chemický vzorec

Preberané témy

Pozadie

Komerčne čistý alebonízkolegovaný nikelnachádza svoje hlavné uplatnenie v chemickom spracovaní a elektronike.

Odolnosť proti korózii

Vďaka odolnosti čistého niklu voči korózii, najmä voči rôznym redukčným chemikáliám a najmä voči žieravým zásadám, sa nikel používa na udržanie kvality výrobkov v mnohých chemických reakciách, najmä pri spracovaní potravín a výrobe syntetických vlákien.

Vlastnosti komerčne čistého niklu

V porovnaní sniklové zliatinyKomerčne čistý nikel má vysokú elektrickú vodivosť, vysokú Curieovu teplotu a dobré magnetostrikčné vlastnosti. Nikel sa používa na výrobu elektronických prívodných vodičov, súčiastok batérií, tyratrónov a iskrových elektród.

Nikel má tiež dobrú tepelnú vodivosť. To znamená, že sa môže používať vo výmenníkoch tepla v korozívnom prostredí.

Tabuľka 1. VlastnostiNikel 200, komerčne čistá trieda (99,6 % Ni).

Nehnuteľnosť	Hodnota
Pevnosť v ťahu po žíhaní pri 20 °C	450 MPa
Žíhaná medza klzu 0,2 % pri 20 °C	150 MPa
Predĺženie (%)	47
Hustota	8,89 g/cm3
Rozsah topenia	1435 – 1446 °C
Merná tepelná kapacita	456 J/kg °C
Curieova teplota	360 °C
Relatívna priepustnosť	Počiatočné	110
	Maximálne	600
Koeficient účinnosti pri expanzii (20 – 100 °C)	13,3 × 10⁻⁶ m/m.°C
Tepelná vodivosť	70 W/m.°C
Elektrický odpor	0,096 × 10⁻⁶ ohmov.m

Výroba niklu

Žíhanénikelmá nízku tvrdosť a dobrú ťažnosť. Nikel, podobne ako zlato, striebro a meď, má relatívne nízku mieru spevnenia, t. j. nemá tendenciu sa stávať tak tvrdým a krehkým, keď sa ohýba alebo inak deformuje ako väčšina ostatných kovov. Tieto vlastnosti v kombinácii s dobrou zvariteľnosťou umožňujú ľahké spracovanie kovu na hotové výrobky.

Nikel v chrómovaní

Nikel sa tiež často používa ako podkladová vrstva pri dekoratívnom chrómovaní. Surový produkt, ako napríklad mosadzný alebo zinkový odliatok alebo výlisok z oceľového plechu, sa najprv pokovuje vrstvounikelpribližne 20 µm hrubý. Vďaka tomu je odolný voči korózii. Konečná vrstva je veľmi tenká „blesková“ vrstva (1 – 2 µm) chrómu, ktorá mu dodáva odolnosť voči farbe a zašpineniu, čo sa všeobecne považuje za vhodnejšie pri pokovovanom tovare. Samotný chróm by mal neprijateľnú odolnosť voči korózii kvôli všeobecne pórovitej povahe galvanického pokovovania chrómom.

Tabuľka vlastností

Materiál	Nikel – vlastnosti, výroba a použitie komerčne čistého niklu
Zloženie:	>99 % Ni alebo lepšie

Nehnuteľnosť	Minimálna hodnota (SI)	Maximálna hodnota (SI)	Jednotky (SI)	Minimálna hodnota (zobr.)	Maximálna hodnota (zobr.)	Jednotky (Imp.)
Atómový objem (priemerný)	0,0065	0,0067	m3/kmol	396,654	408,859	in3/kmol
Hustota	8,83	8,95	Mg/m3	551,239	558,731	lb/ft3
Energetický obsah	230	690	MJ/kg	24917,9	74753,7	kcal/lb
Objemový modul	162	200	GPA	23,4961	29,0075	106 psi
Pevnosť v tlaku	70	935	MPa	10.1526	135,61	ksi
Ťažkosť	0,02	0,6		0,02	0,6
Elastický limit	70	935	MPa	10.1526	135,61	ksi
Limit vytrvalosti	135	500	MPa	19,5801	72,5188	ksi
Lomová húževnatosť	100	150	MPa.m1/2	91,0047	136,507	ksi.in1/2
Tvrdosť	800	3000	MPa	116,03	435,113	ksi
Koeficient straty	0,0002	0,0032		0,0002	0,0032
Modul pevnosti v lome	70	935	MPa	10.1526	135,61	ksi
Poissonov pomer	0,305	0,315		0,305	0,315
Modul šmyku	72	86	GPA	10,4427	12,4732	106 psi
Pevnosť v ťahu	345	1000	MPa	50,038	145,038	ksi
Youngov modul	190	220	GPA	27,5572	31,9083	106 psi
Teplota skla			K			°F
Latentné teplo topenia	280	310	kJ/kg	120,378	133,275	BTU/lb
Maximálna prevádzková teplota	510	640	K	458,33	692,33	°F
Bod topenia	1708	1739	K	2614,73	2670,53	°F
Minimálna prevádzková teplota	0	0	K	-459,67	-459,67	°F
Merná tepelná kapacita	452	460	J/kg·K	0,349784	0,355975	BTU/lb.F
Tepelná vodivosť	67	91	W/mK	125,426	170,355	BTU.ft/h.ft²F
Tepelná rozťažnosť	12	13,5	10-6/K	21,6	24,3	10-6/°F
Potenciál poruchy			MV/m			V/mil
Dielektrická konštanta
Odpor	8	10	10⁻⁶ ohm.m	8	10	10⁻⁶ ohm.m

Environmentálne vlastnosti
Faktory odporu	1=Slabé 5=Výborné
Horľavosť	5
Sladká voda	5
Organické rozpúšťadlá	5
Oxidácia pri 500 °C	5
Morská voda	5
Silná kyselina	4
Silné alkálie	5
UV	5
Noste	4
Slabá kyselina	5
Slabé alkálie	5

Zdroj: Výňatok z Príručky technických materiálov, 5. vydanie.

Viac informácií o tomto zdroji nájdete naInštitút materiálového inžinierstva Austrálie a Oceánie.

Nikel v elementárnej forme alebo v zliatinách s inými kovmi a materiálmi významne prispel k našej súčasnej spoločnosti a sľubuje, že bude naďalej dodávať materiály aj v ešte náročnejšej budúcnosti. Nikel bol vždy dôležitým kovom pre širokú škálu priemyselných odvetví z jednoduchého dôvodu, že je to veľmi všestranný materiál, ktorý sa zliatinuje s väčšinou ostatných kovov.

Nikel je všestranný prvok a vytvára zliatiny s väčšinou kovov. Niklové zliatiny sú zliatiny s niklom ako hlavným prvkom. Medzi niklom a meďou existuje úplná rozpustnosť v tuhom stave. Široké rozpätie rozpustnosti medzi železom, chrómom a niklom umožňuje mnoho kombinácií zliatin. Jeho vysoká všestrannosť v kombinácii s vynikajúcou tepelnou a koróznou odolnosťou viedla k jeho použitiu v širokej škále aplikácií, ako sú napríklad plynové turbíny lietadiel, parné turbíny v elektrárňach a jeho rozsiahle využitie na energetickom a jadrovom trhu.

Aplikácie a vlastnosti niklových zliatin

Nzliatina niklu a ikelussa používajú na širokú škálu aplikácií, z ktorých väčšina zahŕňa odolnosť proti korózii a/alebo tepelnú odolnosť. Medzi ne patria:

Plynové turbíny lietadiel
Parné turbínové elektrárne
Medicínske aplikácie
Jadrové energetické systémy
Chemický a petrochemický priemysel
Vykurovacie a odporové časti
Izolátory a akčné členy pre komunikáciu
Automobilové zapaľovacie sviečky
Zvárací spotrebný materiál
Napájacie káble

Množstvo ďalšíchaplikácie pre niklové zliatinyzahŕňajú jedinečné fyzikálne vlastnosti špeciálnych zliatin na báze niklu alebo s vysokým obsahom niklu. Patria sem: