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Kommerziell reines Nickel

Chemische Formel

Ni

Behandelten Themen

Hintergrund

Handelsüblich rein bzwNiedriglegiertes Nickelfindet seine Hauptanwendung in der chemischen Verarbeitung und Elektronik.

Korrosionsbeständigkeit

Aufgrund der Korrosionsbeständigkeit von reinem Nickel, insbesondere gegenüber verschiedenen reduzierenden Chemikalien und vor allem gegenüber Ätzalkalien, wird Nickel zur Aufrechterhaltung der Produktqualität bei vielen chemischen Reaktionen verwendet, insbesondere bei der Verarbeitung von Lebensmitteln und der Herstellung synthetischer Fasern.

Eigenschaften von kommerziell reinem Nickel

Im Vergleich zuNickellegierungenhandelsüblich reines Nickel hat eine hohe elektrische Leitfähigkeit, eine hohe Curie-Temperatur und gute magnetostriktive Eigenschaften.Nickel wird für elektronische Leitungen, Batteriekomponenten, Thyratrons und Funkenelektroden verwendet.

Nickel hat außerdem eine gute Wärmeleitfähigkeit.Dadurch kann es für Wärmetauscher in korrosiven Umgebungen eingesetzt werden.

Tabelle 1. Eigenschaften vonNickel 200, die kommerziell reine Qualität (99,6 % Ni).

Eigentum Wert
Zugfestigkeit im Glühzustand bei 20 °C 450 MPa
0,2 % Dehngrenze bei 20 °C geglüht 150 MPa
Dehnung (%) 47
Dichte 8,89 g/cm3
Schmelzbereich 1435–1446 °C
Spezifische Wärme 456 J/kg.°C
Curie-Temperatur 360°C
Relative Permeabilität Anfänglich 110
  Maximal 600
Koeffizient bei Expansion (20–100 °C) 13,3×10-6m/m.°C
Wärmeleitfähigkeit 70W/m.°C
Elektrischer widerstand 0,096×10-6ohm.m

Herstellung von Nickel

GeglühtNickelhat eine geringe Härte und eine gute Duktilität.Nickel hat wie Gold, Silber und Kupfer eine relativ geringe Kaltverfestigungsrate, das heißt, es neigt nicht dazu, so hart und spröde zu werden, wenn es gebogen oder anderweitig verformt wird, wie dies bei den meisten anderen Metallen der Fall ist.Diese Eigenschaften, kombiniert mit einer guten Schweißbarkeit, erleichtern die Verarbeitung des Metalls zu fertigen Artikeln.

Nickel in Chrombeschichtung

Nickel wird auch häufig als Grundierung bei der dekorativen Verchromung verwendet.Das Rohprodukt, beispielsweise ein Messing- oder Zinkguss oder ein Stahlblechpressling, wird zunächst mit einer Schicht beschichtetNickelca. 20 µm dick.Dadurch erhält es seine Korrosionsbeständigkeit.Die letzte Schicht ist ein sehr dünner „Flansch“ (1–2 µm) Chrom, der ihm eine Farbe und Anlaufbeständigkeit verleiht, die bei plattierter Ware allgemein als wünschenswerter angesehen wird.Chrom allein hätte aufgrund der im Allgemeinen porösen Natur der Chromgalvanisierung eine inakzeptable Korrosionsbeständigkeit.

Eigenschaftstabelle

Material Nickel – Eigenschaften, Herstellung und Anwendungen von kommerziell reinem Nickel
Komposition: >99 % Ni oder besser

 

Eigentum Mindestwert (SI) Maximalwert (SI) Einheiten (SI) Mindestwert (Imp.) Maximalwert (Imp.) Einheiten (Imp.)
Atomvolumen (Durchschnitt) 0,0065 0,0067 m3/kmol 396.654 408.859 in3/kmol
Dichte 8,83 8,95 Mg/m3 551.239 558.731 lb/ft3
Energiegehalt 230 690 MJ/kg 24917.9 74753.7 kcal/lb
Volumenmodul 162 200 GPa 23.4961 29.0075 106 psi
Druckfestigkeit 70 935 MPa 10.1526 135,61 ksi
Duktilität 0,02 0,6   0,02 0,6  
Elastizitätsgrenze 70 935 MPa 10.1526 135,61 ksi
Ausdauergrenze 135 500 MPa 19.5801 72.5188 ksi
Bruchzähigkeit 100 150 MPa.m1/2 91.0047 136.507 ksi.in1/2
Härte 800 3000 MPa 116.03 435.113 ksi
Verlustkoeffizient 0,0002 0,0032   0,0002 0,0032  
Bruchmodul 70 935 MPa 10.1526 135,61 ksi
Poissonzahl 0,305 0,315   0,305 0,315  
Schermodul 72 86 GPa 10.4427 12.4732 106 psi
Zugfestigkeit 345 1000 MPa 50.038 145.038 ksi
Elastizitätsmodul 190 220 GPa 27.5572 31.9083 106 psi
Glastemperatur     K     °F
Latente Schmelzwärme 280 310 kJ/kg 120.378 133.275 BTU/lb
Maximale Betriebstemperatur 510 640 K 458,33 692,33 °F
Schmelzpunkt 1708 1739 K 2614,73 2670,53 °F
Minimale Betriebstemperatur 0 0 K -459,67 -459,67 °F
Spezifische Wärme 452 460 J/kg.K 0,349784 0,355975 BTU/lb.F
Wärmeleitfähigkeit 67 91 W/mK 125.426 170.355 BTU.ft/h.ft2.F
Wärmeausdehnung 12 13.5 10-6/K 21.6 24.3 10-6/°F
Pannenpotenzial     MV/m     V/mil
Dielektrizitätskonstante            
Widerstand 8 10 10-8 Ohm.m 8 10 10-8 Ohm.m

 

Umwelteigenschaften
Widerstandsfaktoren 1=Schlecht 5=Ausgezeichnet
Entflammbarkeit 5
Frisches Wasser 5
Organische Lösungsmittel 5
Oxidation bei 500 °C 5
Meerwasser 5
Starke Säure 4
Starke Alkalien 5
UV 5
Tragen 4
Schwache Säure 5
Schwache Alkalien 5

 

Quelle: Auszug aus Handbook of Engineering Materials, 5. Auflage.

Weitere Informationen zu dieser Quelle finden Sie unterDas Institut für Werkstofftechnik Australasien.

 

Nickel in elementarer Form oder in Legierungen mit anderen Metallen und Materialien hat einen bedeutenden Beitrag zu unserer heutigen Gesellschaft geleistet und verspricht, weiterhin Materialien für eine noch anspruchsvollere Zukunft zu liefern.Nickel war schon immer ein wichtiges Metall für eine Vielzahl von Branchen, und zwar aus dem einfachen Grund, weil es ein äußerst vielseitiges Material ist, das sich mit den meisten anderen Metallen legieren lässt.

Nickel ist ein vielseitiges Element und lässt sich mit den meisten Metallen legieren.Nickellegierungen sind Legierungen mit Nickel als Hauptelement.Zwischen Nickel und Kupfer besteht eine vollständige Feststofflöslichkeit.Große Löslichkeitsbereiche zwischen Eisen, Chrom und Nickel ermöglichen viele Legierungskombinationen.Seine hohe Vielseitigkeit in Kombination mit seiner hervorragenden Hitze- und Korrosionsbeständigkeit hat zu seinem Einsatz in einer Vielzahl von Anwendungen geführt;wie Flugzeuggasturbinen, Dampfturbinen in Kraftwerken und deren weitreichender Einsatz auf den Energie- und Kernkraftmärkten.

Anwendungen und Eigenschaften von Nickellegierungen

NIckel- und Nickellegierungswerden für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, bei denen es in den meisten Fällen um Korrosionsbeständigkeit und/oder Hitzebeständigkeit geht.Einige davon umfassen:

  • Flugzeuggasturbinen
  • Dampfturbinenkraftwerke
  • Medizinische Anwendungen
  • Kernenergiesysteme
  • Chemische und petrochemische Industrie
  • Heiz- und Widerstandsteile
  • Isolatoren und Aktoren für die Kommunikation
  • Kfz-Zündkerzen
  • Schweißzusätze
  • Stromkabel

Eine Reihe andererAnwendungen für Nickellegierungenbeinhalten die einzigartigen physikalischen Eigenschaften von Speziallegierungen auf Nickelbasis oder mit hohem Nickelgehalt.Diese beinhalten:

 


Zeitpunkt der Veröffentlichung: 04.08.2021