Nieuws - Commercieel zuiver nikkel

Chemische formule

Behandelde onderwerpen

Achtergrond

Commercieel zuiver oflaaggelegeerd nikkelHet vindt zijn voornaamste toepassing in de chemische verwerking en de elektronica.

Corrosiebestendigheid

Vanwege de corrosiebestendigheid van zuiver nikkel, met name tegen diverse reducerende chemicaliën en vooral tegen bijtende alkaliën, wordt nikkel gebruikt om de productkwaliteit te behouden in veel chemische reacties, met name bij de verwerking van voedingsmiddelen en de productie van synthetische vezels.

Eigenschappen van commercieel zuiver nikkel

Vergeleken metnikkellegeringenCommercieel zuiver nikkel heeft een hoge elektrische geleidbaarheid, een hoge Curie-temperatuur en goede magnetostrictieve eigenschappen. Nikkel wordt gebruikt voor elektronische aansluitdraden, batterijcomponenten, thyratrons en vonkelektroden.

Nikkel heeft ook een goede thermische geleidbaarheid. Dit betekent dat het gebruikt kan worden voor warmtewisselaars in corrosieve omgevingen.

Tabel 1. Eigenschappen vanNikkel 200, de commercieel zuivere kwaliteit (99,6% Ni).

Eigendom	Waarde
Treksterkte na gloeien bij 20 °C	450 MPa
Gegloeid, 0,2% rekgrens bij 20 °C	150 MPa
Rek (%)	47
Dikte	8,89 g/cm³
Smeltbereik	1435-1446°C
Soortelijke warmte	456 J/kg. °C
Curie-temperatuur	360°C
Relatieve permeabiliteit	Voorletter	110
	Maximum	600
Coëfficiënt van uitzetting (20-100°C)	13,3 × 10⁻⁶ m/m.°C
Thermische geleidbaarheid	70W/m.°C
Elektrische weerstand	0,096 × 10⁻⁶ ohm.m

Fabricage van nikkel

GegloeidnikkelNikkel heeft een lage hardheid en een goede vervormbaarheid. Net als goud, zilver en koper heeft nikkel een relatief lage werkverhardingssnelheid, wat betekent dat het niet zo hard en broos wordt als de meeste andere metalen wanneer het wordt gebogen of vervormd. Deze eigenschappen, in combinatie met een goede lasbaarheid, maken het metaal gemakkelijk te verwerken tot eindproducten.

Nikkel in chroomplating

Nikkel wordt ook vaak gebruikt als grondlaag bij decoratief verchromen. Het basisproduct, zoals een messing of zinken gietstuk of een geperst stalen plaat, wordt eerst voorzien van een laag nikkel.nikkelDe laag is ongeveer 20 µm dik. Dit geeft het zijn corrosiebestendigheid. De laatste laag is een zeer dunne 'flash' (1-2 µm) chroomlaag om het een kleur en aanslagbestendigheid te geven die over het algemeen als wenselijker wordt beschouwd bij verchroomd materiaal. Chroom alleen zou een onacceptabele corrosiebestendigheid hebben vanwege de doorgaans poreuze aard van de chroomlaag.

Eigenschappentabel

Materiaal	Nikkel – Eigenschappen, fabricage en toepassingen van commercieel zuiver nikkel
Samenstelling:	>99% Ni of beter

Eigendom	Minimumwaarde (SI)	Maximale waarde (SI)	Eenheden (SI)	Minimumwaarde (Imp.)	Maximale waarde (Imp.)	Eenheden (Important)
Atoomvolume (gemiddeld)	0,0065	0,0067	m3/kmol	396.654	408.859	in3/kmol
Dikte	8.83	8,95	Mg/m3	551.239	558.731	lb/ft3
Energie-inhoud	230	690	MJ/kg	24917.9	74753.7	kcal/lb
Volumemodulus	162	200	GPA	23.4961	29.0075	106 psi
Druksterkte	70	935	MPa	10.1526	135,61	ksi
Ductiliteit	0,02	0,6		0,02	0,6
Elastische limiet	70	935	MPa	10.1526	135,61	ksi
Uithoudingsvermogensgrens	135	500	MPa	19.5801	72.5188	ksi
Breuktaaiheid	100	150	MPa.m1/2	91.0047	136.507	ksi.in1/2
Hardheid	800	3000	MPa	116.03	435.113	ksi
Verliescoëfficiënt	0,0002	0,0032		0,0002	0,0032
Breukmodulus	70	935	MPa	10.1526	135,61	ksi
Poisson-verhouding	0,305	0,315		0,305	0,315
Schuifmodulus	72	86	GPA	10.4427	12.4732	106 psi
Treksterkte	345	1000	MPa	50.038	145.038	ksi
Youngs modulus	190	220	GPA	27.5572	31.9083	106 psi
Glastemperatuur			K			°F
Latente smeltwarmte	280	310	kJ/kg	120.378	133.275	BTU/lb
Maximale bedrijfstemperatuur	510	640	K	458.33	692.33	°F
Smeltpunt	1708	1739	K	2614.73	2670.53	°F
Minimale bedrijfstemperatuur	0	0	K	-459,67	-459,67	°F
Soortelijke warmte	452	460	J/kg.K	0.349784	0.355975	BTU/lb.F
Thermische geleidbaarheid	67	91	W/mK	125.426	170.355	BTU.ft/h.ft2.F
Thermische uitzetting	12	13.5	10-6/K	21.6	24.3	10-6/°F
Storingspotentieel			MV/m			V/mil
Diëlektrische constante
Soortelijke weerstand	8	10	10-8 ohm.m	8	10	10-8 ohm.m

Milieu-eigenschappen
Weerstandsfactoren	1=Slecht 5=Uitstekend
Ontvlambaarheid	5
Zoetwater	5
Organische oplosmiddelen	5
Oxidatie bij 500°C	5
Zeewater	5
Sterk zuur	4
Sterke alkaliën	5
UV	5
Dragen	4
Zwak zuur	5
Zwakke alkaliën	5

Bron: Samenvatting uit Handbook of Engineering Materials, 5e editie.

Voor meer informatie over deze bron kunt u terecht opHet Instituut voor Materiaaltechniek Australazië.

Nikkel, in elementaire vorm of gelegeerd met andere metalen en materialen, heeft een belangrijke bijdrage geleverd aan onze huidige samenleving en zal naar verwachting ook in de toekomst, met een nog hogere vraag, materialen blijven leveren. Nikkel is altijd een essentieel metaal geweest voor een breed scala aan industrieën, simpelweg omdat het een zeer veelzijdig materiaal is dat met de meeste andere metalen gelegeerd kan worden.

Nikkel is een veelzijdig element en kan met de meeste metalen legeringen vormen. Nikkellegeringen zijn legeringen met nikkel als hoofdbestanddeel. Er bestaat volledige vaste oplosbaarheid tussen nikkel en koper. De grote oplosbaarheidsverschillen tussen ijzer, chroom en nikkel maken veel legeringscombinaties mogelijk. De grote veelzijdigheid, gecombineerd met de uitstekende hitte- en corrosiebestendigheid, heeft geleid tot een breed scala aan toepassingen, zoals gasturbines in vliegtuigen, stoomturbines in energiecentrales en het uitgebreide gebruik ervan in de energie- en kernenergiesector.

Toepassingen en kenmerken van nikkellegeringen

Nnikkel- en nikkellegeringsworden gebruikt voor een breed scala aan toepassingen, waarvan de meeste betrekking hebben op corrosiebestendigheid en/of hittebestendigheid. Enkele voorbeelden hiervan zijn:

Vliegtuiggasturbines
Stoomturbine-krachtcentrales
Medische toepassingen
Kernenergiesystemen
Chemische en petrochemische industrieën
Verwarmings- en weerstandsonderdelen
Isolatoren en actuatoren voor communicatie
Bougies voor auto's
Lasverbruiksartikelen
Stroomkabels

Een aantal anderetoepassingen voor nikkellegeringenHet gaat hierbij om de unieke fysische eigenschappen van speciale nikkellegeringen of legeringen met een hoog nikkelgehalte. Deze omvatten: