أخبار - النيكل النقي تجارياً

الصيغة الكيميائية

المواضيع التي تم تناولها

خلفية

نقي تجارياً أونيكل منخفض السبائكيُستخدم بشكل رئيسي في المعالجة الكيميائية والإلكترونيات.

مقاومة التآكل

بسبب مقاومة النيكل النقي للتآكل، وخاصة تجاه المواد الكيميائية المختزلة المختلفة وخاصة تجاه القلويات الكاوية، يستخدم النيكل للحفاظ على جودة المنتج في العديد من التفاعلات الكيميائية، وخاصة معالجة الأغذية وتصنيع الألياف الاصطناعية.

خصائص النيكل النقي تجارياً

مقارنة بسبائك النيكليتميز النيكل النقي تجارياً بموصلية كهربائية عالية، ودرجة حرارة كوري مرتفعة، وخصائص مغناطيسية انفعالية جيدة. يُستخدم النيكل في أسلاك التوصيل الإلكترونية، ومكونات البطاريات، والثايراترونات، وأقطاب الشرارة.

يتميز النيكل أيضاً بموصلية حرارية جيدة، مما يعني أنه يمكن استخدامه في المبادلات الحرارية في البيئات المسببة للتآكل.

الجدول 1. خصائصنيكل 200، وهي الدرجة النقية تجارياً (99.6٪ نيكل).

ملكية	قيمة
قوة الشد بعد التلدين عند درجة حرارة 20 درجة مئوية	450 ميجا باسكال
إجهاد الخضوع بعد التلدين بنسبة 0.2% عند درجة حرارة 20 درجة مئوية	150 ميجا باسكال
الاستطالة (%)	47
كثافة	8.89 جم/سم3
نطاق الانصهار	1435-1446 درجة مئوية
الحرارة النوعية	456 جول/كجم درجة مئوية
درجة حرارة كوري	360 درجة مئوية
النفاذية النسبية	أولي	110
	الحد الأقصى	600
معامل التمدد (20-100 درجة مئوية)	13.3×10-6 م/م.°م
الموصلية الحرارية	70 واط/م.درجة مئوية
المقاومة الكهربائية	0.096×10-6 أوم.متر

تصنيع النيكل

مُلدّنالنيكليتميز النيكل بانخفاض صلابته وليونته العالية. ومثل الذهب والفضة والنحاس، يتميز بمعدل تصلب منخفض نسبيًا، أي أنه لا يميل إلى أن يصبح صلبًا وهشًا عند ثنيه أو تشكيله كما هو الحال مع معظم المعادن الأخرى. هذه الخصائص، بالإضافة إلى سهولة لحامه، تجعل من النيكل معدنًا سهل التشكيل إلى منتجات نهائية.

طلاء النيكل بالكروم

يُستخدم النيكل أيضًا بشكل متكرر كطبقة أساسية في طلاء الكروم الزخرفي. يتم أولاً طلاء المنتج الخام، مثل مصبوبات النحاس الأصفر أو الزنك أو صفائح الفولاذ المضغوطة، بطبقة منالنيكليبلغ سمكها حوالي 20 ميكرومترًا، مما يمنحها مقاومة للتآكل. أما الطبقة النهائية فهي طبقة رقيقة جدًا (1-2 ميكرومتر) من الكروم، تُكسبها لونًا ومقاومةً للتشوه، وهي ميزة مرغوبة عمومًا في الأواني المطلية. فالكروم وحده لا يوفر مقاومة كافية للتآكل نظرًا لطبيعة طلاء الكروم المسامية.

جدول الخصائص

مادة	النيكل - خصائص وتصنيع وتطبيقات النيكل النقي تجارياً
تعبير:	نقاء النيكل >99% أو أفضل

ملكية	القيمة الدنيا (SI)	القيمة القصوى (SI)	الوحدات (SI)	القيمة الدنيا (الأهمية)	القيمة القصوى (الأهمية)	الوحدات (إمبراطوري)
الحجم الذري (المتوسط)	0.0065	0.0067	م3/كيلومول	396.654	408.859	in3/kmol
كثافة	8.83	8.95	ملغم/م3	551.239	558.731	رطل/قدم مكعب
محتوى الطاقة	230	690	ميغا جول/كجم	24917.9	74753.7	كيلو كالوري/رطل
معامل الحجم	162	200	معدل تراكمي	23.4961	29.0075	106 رطل لكل بوصة مربعة
قوة الضغط	70	935	ميجا باسكال	10.1526	135.61	ksi
الليونة	0.02	0.6		0.02	0.6
الحد المرن	70	935	ميجا باسكال	10.1526	135.61	ksi
حد التحمل	135	500	ميجا باسكال	19.5801	72.5188	ksi
مقاومة الكسر	100	150	ميجا باسكال متر 1/2	91.0047	136.507	ksi.in1/2
صلابة	800	3000	ميجا باسكال	116.03	435.113	ksi
معامل الفقد	0.0002	0.0032		0.0002	0.0032
معامل التمزق	70	935	ميجا باسكال	10.1526	135.61	ksi
نسبة بواسون	0.305	0.315		0.305	0.315
معامل القص	72	86	معدل تراكمي	10.4427	12.4732	106 رطل لكل بوصة مربعة
قوة الشد	345	1000	ميجا باسكال	50.038	145.038	ksi
معامل يونغ	190	220	معدل تراكمي	27.5572	31.9083	106 رطل لكل بوصة مربعة
درجة حرارة الزجاج			K			درجة فهرنهايت
الحرارة الكامنة للانصهار	280	310	كيلوجول/كيلوجرام	120.378	133.275	وحدة حرارية بريطانية/رطل
أقصى درجة حرارة تشغيل	510	640	K	458.33	692.33	درجة فهرنهايت
نقطة الانصهار	1708	1739	K	2614.73	2670.53	درجة فهرنهايت
الحد الأدنى لدرجة حرارة التشغيل	0	0	K	-459.67	-459.67	درجة فهرنهايت
الحرارة النوعية	452	460	جول/كجم.ك	0.349784	0.355975	وحدة حرارية بريطانية/رطل فهرنهايت
الموصلية الحرارية	67	91	واط/متر كلفن	125.426	170.355	وحدة حرارية بريطانية/قدم مربعة/ساعة.قدم مربعة.فهرنهايت
التمدد الحراري	12	13.5	10-6/K	21.6	24.3	10-6/°F
احتمالية الانهيار			MV/m			فولت/ميل
ثابت العزل الكهربائي
المقاومة النوعية	8	10	10-8 أوم.م	8	10	10-8 أوم.م

الخصائص البيئية
عوامل المقاومة	1=ضعيف 5=ممتاز
قابلية الاشتعال	5
ماء عذب	5
المذيبات العضوية	5
الأكسدة عند 500 درجة مئوية	5
مياه البحر	5
حمض قوي	4
القلويات القوية	5
UV	5
يرتدي	4
حمض ضعيف	5
القلويات الضعيفة	5

المصدر: مقتبس من كتيب المواد الهندسية، الطبعة الخامسة.

للمزيد من المعلومات حول هذا المصدر، يرجى زيارةمعهد هندسة المواد في أستراليا.

لقد أسهم النيكل، سواءً في صورته العنصرية أو مخلوطاً مع معادن ومواد أخرى، إسهاماً كبيراً في مجتمعنا المعاصر، ويُتوقع أن يستمر في توفير المواد اللازمة لمستقبل أكثر تطلباً. لطالما كان النيكل معدناً حيوياً للعديد من الصناعات، وذلك ببساطة لأنه مادة متعددة الاستخدامات للغاية، إذ يمكن مزجه مع معظم المعادن الأخرى.

يُعدّ النيكل عنصرًا متعدد الاستخدامات، إذ يُمكنه تكوين سبائك مع معظم المعادن. وتُعرف سبائك النيكل بأنها سبائك يكون النيكل عنصرها الأساسي. يوجد ذوبان كامل للنيكل مع النحاس في الحالة الصلبة. كما أن نطاقات الذوبان الواسعة بين الحديد والكروم والنيكل تُتيح إمكانية تكوين العديد من تركيبات السبائك. وقد أدّى تنوّع استخداماته، إلى جانب مقاومته الفائقة للحرارة والتآكل، إلى استخدامه في مجموعة واسعة من التطبيقات، مثل توربينات الغاز في الطائرات، وتوربينات البخار في محطات توليد الطاقة، واستخدامه الواسع في أسواق الطاقة والطاقة النووية.

تطبيقات وخصائص سبائك النيكل

Nاليكل وسبائك النيكلsتُستخدم هذه المواد في مجموعة واسعة من التطبيقات، ومعظمها يتعلق بمقاومة التآكل و/أو مقاومة الحرارة. ومن هذه التطبيقات:

توربينات الغاز للطائرات
محطات توليد الطاقة باستخدام التوربينات البخارية
التطبيقات الطبية
أنظمة الطاقة النووية
الصناعات الكيميائية والبتروكيميائية
أجزاء التسخين والمقاومة
العوازل والمشغلات الخاصة بالاتصالات
شمعات إشعال السيارات
مواد اللحام الاستهلاكية
كابلات الطاقة

عدد من الآخرينتطبيقات سبائك النيكلتتضمن هذه الخصائص الفيزيائية الفريدة لسبائك النيكل أو سبائك النيكل عالية المحتوى ذات الأغراض الخاصة. وتشمل هذه الخصائص ما يلي: