Chemische Formel
Ni
Behandelte Themen
- Hintergrund
- Korrosionsbeständigkeit
- Eigenschaften von kommerziell reinem Nickel
- Herstellung von Nickel
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 Ausdehnung (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 |
---|---|
Zusammensetzung: | >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 Fusionswärme | 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, auch in Zukunft 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
- Schweißzusatzstoffe
- Stromkabel
Eine Reihe andererAnwendungen für Nickellegierungenbeinhalten die einzigartigen physikalischen Eigenschaften von Speziallegierungen auf Nickelbasis oder mit hohem Nickelgehalt. Dazu gehören:
- Legierungen mit elektrischem Widerstand
- Nickel-Chrom-LegierungenUndNickel-Chrom-Eisen-Legierungen
- Kupfer-Nickel-Legierungenfür Heizkabel
- Thermoelementlegierungenfür Sensoren und Kabel
- Nickel-Kupfer-Legierungenzum Weben-Stricken
- Weichmagnetische Legierungen
- Legierungen mit kontrollierter Ausdehnung
- Schweißzusatzstoffe
- Dumet-Drahtfür Glas-Metall-Dichtung
- Vernickelter Stahl
- Beleuchtungslegierungen
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 04.08.2021