Ce este Nichel
Acesta este un metal de tranziție, adică, proprietăți și acidă și alcalină prezentând. Are un alb-argintiu luciu, ductil, maleabil, dar ferm. Greutatea moleculară este mică - 28, deci este o substanță de lumină.
Concept și caracteristici
nichel punct de vedere chimic - metal este un foarte interesant și neobișnuit. Pe de o parte, el este capabil să reacționeze cu acizi și baze, dar alte inerției chimice diferite și chiar acizi și alcalii concentrați refuză să răspundă. În plus, proprietatea este atât de pronunțat că nichelul folosit la fabricarea unei varietăți de echipamente și tancuri rezistente la acide pentru baze.
Metalul este topit și apoi utilizat sub formă de tije, foi și așa mai departe. Și în această stare prezintă proprietățile obișnuite ale substanței de metal mai puțin activă. Dar sa transformat într-o pulbere foarte fină de nichel devine piroforice și se poate aprinde spontan în aer.
Cheia este ca materia obișnuită în aer, cum ar fi aluminiu, de exemplu, este acoperită cu o peliculă de oxid, iar acest film acționează ca un strat protector permanent.
Aceasta determină calitatea uneia dintre cele mai vechi aplicatii din metal - nichel, care este depus pe suprafața obiectelor strat subțire de nichel. Un astfel de strat este complet protejat împotriva coroziunii din oțel, fontă, magneziu, aluminiu și așa mai departe.
Produsele realizate din nichel pur sunt rare și sunt utilizate numai pe zonele sensibile. Utilizarea sa în industria datorită calității unice a celuilalt: în materialul de nichel din aliaj conform aceeași rezistență excelentă la coroziune, care în sine are. Cele mai multe oțeluri inoxidabile structurale și cuprinde nichel ca o componentă aliere. Că el asigură rezistența oțelului și durabilitatea acestuia.
aliaje pe bază de nichel sunt foarte diverse și diferite proprietăți remarcabile: rezistență, rezistență la căldură, capacitatea de a rezista la sarcini de mare putere la temperaturi ridicate, durabilitate, insensibilitate la chimic substanțe agresive și așa mai departe. Din materialul total extras de aproximativ 9% este utilizată în formă pură. Un alt 7% este petrecut în placarea, în timp ce restul volumului consumat pentru obținerea aliajelor.
Nichel este fier și cobalt fier triada. Grupul include, de asemenea, platina si - osmiu, platina, rodiu. Cu toate acestea, în ciuda apropierii relative a metalelor proprietăți diferă în mod semnificativ. Prin putin inferior de fier putere nichel, are o densitate mai mare, dar spre deosebire de acesta din urmă este foarte rezistent la coroziune, în timp ce fierul în aer, și în special atunci când intră în contact cu apa se coroda rapid.
Comparativ cu metale platină nichel este mult mai ușor, mult mai ieftin și mult mai activi platină, osmiu și altele aparțin metalelor prețioase, care sunt un potențial de electrod pozitiv și sunt extrem de inerte.
Urmează o descriere a avantajelor și dezavantajelor nichel.
Argumente pro și contra
- Nichelul are o bună rezistență și duritate, menținând în același timp capacitatea de forjare și vâscozitate ridicată: acestea pot fi preparate mai subțiri foi și tije.
- Metal are o rezistență remarcabilă la coroziune. Mai mult decât atât, această calitate transmite aliaje a căror compoziție este prezentă ca element de aliere.
- aliaje pe bază de nichel sunt foarte diverse și performanțe deosebite. Astfel, aliajele de fier-nichel rezistente la căldură, sunt utilizate la fabricarea de piese ale reactoarelor nucleare și motoare cu reacție. În prezent, este descris și utilizat aproximativ 3000 diferite aliaje de nichel.
- Acoperirea de nichel și este utilizat în mod activ nu numai în instrument și a mașinilor-unelte, dar și în viața de zi cu zi, în clădire. Placat veselă, tacâmuri, accesorii, etc nu sunt doar estetic atrăgătoare, dar, de asemenea, absolut igienic, inofensiv și extrem de durabil. Inerția și igiena metalului determină utilizarea acesteia în industria alimentară.
- Nichelul este feromagnetic, adică o substanță predispuse la magnetizare spontană. Această proprietate permite utilizarea de metal pentru producția de magneți permanenți.
- Metal este relativ ieftin pentru a obține și are caracteristici bune de conductivitate electrică. Nichel înlocui argint scump sau plumb dăunător în fabricarea bateriilor.
Compoziția chimică a structurii și nichelul discutat mai jos.
Structura și compoziția
Nichel, ca și alte metale pure, are o uniformă, structură ordonată, care furnizează aceste substanțe și capacitatea de a efectua curent. Cu toate acestea, compoziția fazei a materialului poate fi diferit, care afectează proprietățile sale.
- În condiții normale cazul cu nichel au β-modificare. Acesta este caracterizat printr-o rețea cubică cu fețe centrate și determină proprietățile obișnuite ale unui metal - ductilitate, formabilitatea, prelucrabilitatea, feromagnetismului și așa mai departe.
- Există, de asemenea, un alt tip de material. Nichel supus catod pulverizare într-o atmosferă de hidrogen, reacția nu vine, ci se schimbă, de asemenea, structura, care trece în α-modificare. Acesta din urmă are un grilaj hexagonal dens. Când este încălzit la 200 ° C α-fază se transformă în faza β. In industria care se ocupă cu nichel β-modificare.
În continuare, proprietățile de bază și caracteristici, cum ar fi elementul de nichel chimic și ca un metal.
Caracteristici și specificații
Caracteristici ale β faze ca principal, sunt de interes mai mare, întrucât existența α faze este limitată. proprietăți metalice sunt:
- Densitatea la temperatura normală - 8,9 g / cc. cm;
- punct de topire - 1453 C;
- temperatura de fierbere - 3000 C;
- coeficient foarte scăzut de dilatare termică - 13,5 ∙ 10 -6 K -1
- modulul - 196-210 GPa;
- limita elastică este de 80 MN / sq. m;
- punct de randament - 120 MN / m². m:
- limita de curgere de 40-50 kgf / sq. mm;
- căldură specifică a substanțelor - 0440 kJ / (kg · K);
- conductivitate termică - 90,1 W / (m · K);
- rezistivitate electrică - 0.0684 ∙ m mo.
Nichelul este feromagnetic, punctul Curie - 358 S.
La fabricarea și producător din aliaje de nichel discutat mai jos.
producere
nichel nativ pe Pământ nu este găsit. Într-o formă necesară, este prezent în minereu de cupru-nichel - și sulfura de arsen. Acesta Nichelină - Red Nichel pirita, același care minerii au preluat minereul de cupru. hloantit - pirita alb nichel, garnierite, calcopirita, și așa mai departe.
Materia primă servește adesea minereu sulfurat și include cupru. și nichel, astfel încât circuitul de producție include etape suplimentare de separare a metalelor.
- minereuri sulfuroase conțin în mod tipic o mulțime de umiditate și substanțe argiloase. Pentru a scăpa de ele, minereul este zdrobit, uscat și brichetate. La conținut prea ridicat de sulf în minereu este concediat.
- Topirea matei - realizată în arborele sau cuptoare cu reverberație. sulfură de nichel preparat și aliaje de fier, inclusiv o cantitate mică de cupru.
- Separarea nichel și cupru.
- Calcinarea nichel reducere concentrat topire și electroliza rafinare.
O metodă de producere a unui minereu de oxid de nichel este oarecum diferită.
- Sulfidiziruyuschey minereu de topire este supus reducerii parțiale.
- mată pregătită - mată topită este purjat cu aer în convertoarele.
- Feinstein calcinate și purificată din cupru;
- Apoi nichelul redus este topit sau ars floare pe fero.
sfera de aplicare
Nichel în sine este rar utilizat. gamă mult mai largă de aplicare a aliajelor sale.
- În viața de zi cu zi este cel mai des întâlnită cu produse placate cu nichel - supape, robinete, mobilier. Componentele metalice de mobilier este adesea acoperit cu un strat de argint metalic nu este întunecare. Același lucru este valabil pentru tacâmuri și veselă.
- Un alt mod de bine-cunoscut de a utiliza - aur alb. Se compune dintr-un anumit aliaj de aur eșantion și nichel.
- În ingineria electrică, cea mai largă distribuire a găsit catozii de nichel. Numeroase baterii - nichel-cadmiu. Nichel-zinc. fier-nichel, și așa mai departe concura cu baterii plumb-acid, și, astfel, mult mai sigur.
Cu toate acestea, nichel este un mare consumator de metalurgia feroasă și neferoase 67% din metalul produs este utilizat pentru a produce oțel inoxidabil. A 17% - pentru fabricarea altor aliaje neferoase.
- din oțel inoxidabil structurale și este utilizat practic peste tot: construcții și inginerie mecanică, inginerie electrică și conducte de fabricație, instrumente și plăci de bază de construcție. Se atașează nichel oțelurile rezistența lor la coroziune.
- Aliaje de nichel-cupru, sunt cel mai des utilizate în fabricarea de echipamente rezistente la acid și o varietate de piese care trebuie să lucreze într-un mediu chimic agresiv.
- Aliaje de nichel și crom sunt cunoscute pentru rezistența termică și rezistență la alcalii și acizi. Acestea sunt utilizate în cuptoare, reactoare nucleare, motoare și așa mai departe.
- Aliaje de nichel, crom și fier, în plus, păstrează rezistența la sarcină ridicată la temperaturi foarte ridicate - până la 900 C. Aceasta este un material indispensabil pentru turbinele cu gaz.
Nichel - metal cu proprietăți surprinzătoare. Durabil, maleabil, rezistent la acizi și baze și capabile să transfere aceste proprietăți la aproape orice aliaj. Deloc surprinzător, nichelul este utilizat atât de larg.
StroyRes.NET - o revistă online despre materiale de construcții. Aici veți găsi o descriere și fizico-chimice proprietăți. Noi vorbim despre domenii de utilizare cu lecții practice, precum și atingerea pe probleme de producție, livrare și depozitare a materialelor.