الصيغة الكيميائية
Ni
المواضيع التي تمت تغطيتها
خلفية
نقية تجاريا أونيكل منخفض السبائكيستخدم تطبيقه الرئيسي في المعالجة الكيميائية والإلكترونيات.
مقاومة التآكل
بسبب مقاومة النيكل النقي للتآكل، وخاصة للمواد الكيميائية المختزلة المختلفة وخاصة القلويات الكاوية، يتم استخدام النيكل للحفاظ على جودة المنتج في العديد من التفاعلات الكيميائية، وخاصة معالجة الأغذية وتصنيع الألياف الاصطناعية.
خصائص النيكل النقي تجاريًا
مقارنة بسبائك النيكليتميز النيكل النقي تجاريًا بموصلية كهربائية عالية، ودرجة حرارة كوري عالية، وخواص مغناطيسية ممتازة. يُستخدم النيكل في أسلاك الرصاص الإلكترونية، ومكونات البطاريات، والثيراترونات، وأقطاب الشرارة.
يتميز النيكل أيضًا بموصلية حرارية جيدة، ما يعني إمكانية استخدامه في المبادلات الحرارية في البيئات المسببة للتآكل.
الجدول 1. خصائصنيكل 200، الدرجة التجارية النقية (99.6٪ نيكل).
ملكية | قيمة | |
قوة الشد الملدنة عند 20 درجة مئوية | 450 ميجا باسكال | |
مُلَدَّد بنسبة 0.2% من إجهاد الإثبات عند 20 درجة مئوية | 150 ميجا باسكال | |
الاستطالة (%) | 47 | |
كثافة | 8.89 جرام/سم3 | |
نطاق الذوبان | 1435-1446 درجة مئوية | |
الحرارة النوعية | 456 جول/كجم درجة مئوية | |
درجة حرارة كوري | 360 درجة مئوية | |
النفاذية النسبية | أولي | 110 |
الحد الأقصى | 600 | |
كفاءة التمدد (20-100 درجة مئوية) | 13.3×10-6م/م.°م | |
الموصلية الحرارية | 70 واط/م² درجة مئوية | |
المقاومة الكهربائية | 0.096×10-6 أوم.م |
تصنيع النيكل
مُلَدَّنالنيكليتميز النيكل بصلابة منخفضة وقابلية جيدة للسحب. كما هو الحال مع الذهب والفضة والنحاس، يتميز النيكل بمعدل تصلب منخفض نسبيًا، أي أنه لا يميل إلى أن يصبح صلبًا وهشًا عند ثنيه أو تشويهه، كما هو الحال مع معظم المعادن الأخرى. هذه الخصائص، بالإضافة إلى قابليته العالية للحام، تجعل من السهل تصنيع هذا المعدن وتحويله إلى منتجات نهائية.
طلاء النيكل بالكروم
يُستخدم النيكل أيضًا بكثرة كطبقة أساسية في طلاء الكروم الزخرفي. يُطلى المنتج الخام، مثل مصبوبات النحاس أو الزنك أو صفائح الفولاذ المضغوطة، أولًا بطبقة منالنيكليبلغ سُمكه حوالي ٢٠ ميكرومترًا، مما يمنحه مقاومةً للتآكل. الطبقة النهائية عبارة عن طبقة رقيقة جدًا (١-٢ ميكرومتر) من الكروم لمنحه لونًا ومقاومةً للتآكل، وهو ما يُعتبر أكثر جاذبيةً في الأواني المطلية. يتمتع الكروم وحده بمقاومةٍ غير مقبولةٍ للتآكل نظرًا لطبيعة الكروم المسامية عمومًا.
جدول الخصائص
مادة | النيكل - خصائص وتصنيع وتطبيقات النيكل النقي تجاريًا |
---|---|
تعبير: | >99% نيكل أو أفضل |
ملكية | القيمة الدنيا (SI) | القيمة القصوى (النظام الدولي للوحدات) | الوحدات (النظام الدولي للوحدات) | القيمة الدنيا (إمب) | القيمة القصوى (إمب) | الوحدات (إمب) |
---|---|---|---|---|---|---|
الحجم الذري (المتوسط) | 0.0065 | 0.0067 | م3/كيلومول | 396.654 | 408.859 | in3/kmol |
كثافة | 8.83 | 8.95 | ملغ/م3 | 551.239 | 558.731 | رطل/قدم مكعب |
محتوى الطاقة | 230 | 690 | ميجا جول/كجم | 24917.9 | 74753.7 | كيلو كالوري/رطل |
معامل الحجم | 162 | 200 | المعدل التراكمي | 23.4961 | 29.0075 | 106 رطل لكل بوصة مربعة |
قوة الضغط | 70 | 935 | ميجا باسكال | 10.1526 | 135.61 | كسي |
اللدونة | 0.02 | 0.6 | 0.02 | 0.6 | ||
حد المرونة | 70 | 935 | ميجا باسكال | 10.1526 | 135.61 | كسي |
حد التحمل | 135 | 500 | ميجا باسكال | 19.5801 | 72.5188 | كسي |
صلابة الكسر | 100 | 150 | ميجا باسكال.م1/2 | 91.0047 | 136.507 | ksi.in1/2 |
صلابة | 800 | 3000 | ميجا باسكال | 116.03 | 435.113 | كسي |
معامل الخسارة | 0.0002 | 0.0032 | 0.0002 | 0.0032 | ||
معامل الكسر | 70 | 935 | ميجا باسكال | 10.1526 | 135.61 | كسي |
نسبة بواسون | 0.305 | 0.315 | 0.305 | 0.315 | ||
معامل القص | 72 | 86 | المعدل التراكمي | 10.4427 | 12.4732 | 106 رطل لكل بوصة مربعة |
قوة الشد | 345 | 1000 | ميجا باسكال | 50.038 | 145.038 | كسي |
معامل يونغ | 190 | 220 | المعدل التراكمي | 27.5572 | 31.9083 | 106 رطل لكل بوصة مربعة |
درجة حرارة الزجاج | K | درجة فهرنهايت | ||||
الحرارة الكامنة للانصهار | 280 | 310 | كيلوجول/كجم | 120.378 | 133.275 | وحدة حرارية بريطانية/رطل |
أقصى درجة حرارة للخدمة | 510 | 640 | K | 458.33 | 692.33 | درجة فهرنهايت |
نقطة الانصهار | 1708 | 1739 | K | 2614.73 | 2670.53 | درجة فهرنهايت |
الحد الأدنى لدرجة حرارة الخدمة | 0 | 0 | K | -459.67 | -459.67 | درجة فهرنهايت |
الحرارة النوعية | 452 | 460 | جول/كجم.كلفن | 0.349784 | 0.355975 | وحدة حرارية بريطانية/رطل فهرنهايت |
الموصلية الحرارية | 67 | 91 | وات/مك | 125.426 | 170.355 | وحدة حرارية بريطانية/قدم مربع/ساعة |
التمدد الحراري | 12 | 13.5 | 10-6/ك | 21.6 | 24.3 | 10-6/°ف |
احتمالية الانهيار | م ف/م | فولت/مل | ||||
ثابت العزل الكهربائي | ||||||
المقاومة | 8 | 10 | 10-8 أوم.م | 8 | 10 | 10-8 أوم.م |
الخصائص البيئية | |
---|---|
عوامل المقاومة | 1= ضعيف 5= ممتاز |
قابلية الاشتعال | 5 |
المياه العذبة | 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: مستخلص من كتاب دليل المواد الهندسية، الطبعة الخامسة.
لمزيد من المعلومات حول هذا المصدر يرجى زيارةمعهد هندسة المواد في أستراليا.
لقد قدّم النيكل، سواءً كان عنصريًا أو ممزوجًا بمعادن ومواد أخرى، مساهماتٍ كبيرةً لمجتمعنا المعاصر، ويُبشّر بمواصلة توفير المواد اللازمة لمستقبلٍ أكثر تقدّمًا. لطالما كان النيكل معدنًا حيويًا لمجموعةٍ واسعةٍ من الصناعات، وذلك لسببٍ بسيطٍ وهو أنه مادةٌ متعددة الاستخدامات، ويمكن خلطه مع معظم المعادن الأخرى.
النيكل عنصر متعدد الاستخدامات، ويمكن خلطه مع معظم المعادن. سبائك النيكل هي سبائك يكون النيكل عنصرها الرئيسي. يتميز النيكل والنحاس بذوبان تام في المواد الصلبة. تتيح نطاقات الذوبان الواسعة بين الحديد والكروم والنيكل إمكانية تصنيع العديد من تركيبات السبائك. وقد أدى تعدد استخداماته، بالإضافة إلى مقاومته الفائقة للحرارة والتآكل، إلى استخدامه في مجموعة متنوعة من التطبيقات؛ مثل توربينات الغاز في الطائرات، والتوربينات البخارية في محطات الطاقة، واستخدامه الواسع في أسواق الطاقة والطاقة النووية.
تطبيقات وخصائص سبائك النيكل
Nسبيكة الإيكل والنيكلsتُستخدم في مجموعة واسعة من التطبيقات، ومعظمها يتعلق بمقاومة التآكل و/أو مقاومة الحرارة. من هذه التطبيقات:
- توربينات الغاز للطائرات
- محطات توليد الطاقة التوربينية البخارية
- التطبيقات الطبية
- أنظمة الطاقة النووية
- الصناعات الكيميائية والبتروكيماوية
- أجزاء التسخين والمقاومة
- العوازل والمحركات للاتصالات
- شمعات الإشعال للسيارات
- مواد استهلاكية للحام
- كابلات الطاقة
عدد من الآخرينتطبيقات سبائك النيكلتتضمن الخصائص الفيزيائية الفريدة لسبائك النيكل المخصصة للأغراض الخاصة أو سبائك النيكل العالية. وتشمل هذه:
- سبائك المقاومة الكهربائية
- سبائك النيكل والكروموسبائك النيكل والكروم والحديد
- سبائك النحاس والنيكللكابلات التدفئة
- سبائك الثرموكبللأجهزة الاستشعار والكابلات
- سبائك النيكل والنحاسللنسيج والحياكة
- سبائك مغناطيسية ناعمة
- سبائك التمدد المتحكم فيه
- مواد حشو اللحام
- سلك دوميتلختم الزجاج والمعدن
- فولاذ مطلي بالنيكل
- سبائك الإضاءة
وقت النشر: 4 أغسطس 2021