نیکل

nickel

 

بهتر است اول یک توضیح مختصر راجب نیکل بدهیم :

نیکل یک عنصر شیمیایی با نماد Ni و عدد اتمی 28 است. این عنصر در جدول تناوبی در گروه 10 و دوره 4 قرار دارد. نیکل یک فلز متوسط‌شدت است و خواص فیزیکی و شیمیایی ویژه‌ای دارد که از آن در مختلف صنایع استفاده می‌شود.

 

ویژگی‌های نیکل :

 

مقاومت به زنگ زدگی : نیکل به‌طور طبیعی مقاوم به زنگ زدگی است، که به این معناست که در معرض هوا و رطوبت، لایه‌ای از اکسید نیکل تشکیل می‌شود که از ایجاد خوردگی جلوگیری می‌کند.

 

خواص مغناطیسی : نیکل یک فلز مغناطیسی است و در مواردی می‌توان از آن به‌عنوان یک مغناطیس استفاده کرد.

 

خواص الکتروشیمیایی : نیکل به‌طور گسترده در تولید باطری‌ها و سلول‌های الکتروشیمیایی استفاده می‌شود. این خواص الکتروشیمیایی باعث می‌شود نیکل به‌عنوان یک انتخاب مناسب در صنعت باطری باشد.

 

مقاومت در برابر خوردگی : نیکل به‌عنوان یک جزء اصلی در تشکیل آلیاژهای مقاوم به خوردگی مانند فولادهای ضدزنگ مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

کاتالیزور : نیکل در برخی فرایندهای کاتالیتیک، به‌خصوص در فرآیندهای هیدروژناسیون، به‌کار می‌رود.

 

نیکل به‌طور گسترده در صنایع مختلف مانند تولید فولاد، صنایع الکترونیک، باطری‌سازی، صنایع آبکاری، و صنایع شیمیایی استفاده می‌شود.

 

کاربرد نیکل در صنایع

ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی استثنایی نیکل باعث شده است که در کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار گیرد.
در زیر، برخی از کاربردهای نیکل در صنایع مختلف آورده شده است:

 

صنایع تولید استیل :

حدود 65% از مصرف جهانی نیکل به منظور ساخت فولادهای ضدزنگ مورد استفاده قرار می‌گیرد. علاوه بر این، 12 درصد از مقدار کل نیکل مصرفی برای تولید سوپر آلیاژها، از جمله آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی، مصرف می‌شود.

فولادهای ضدزنگ شامل :

میلگرد استیل 304

میلگرد استیل 316

میلگرد استیل 321

میلگرد استیل 410

میلگرد استیل 4057

میلگرد استیل 1.4923

میلگرد استیل نسوز 309

میلگرد استیل نسوز 310

میلگرد استیل 4PH-17

لوله استیل 304

لوله استیل 316

لوله استیل 321

لوله استیل نسوز 309

لوله استیل نسوز 310

ورق استیل 309

ورق استیل 304

ورق استیل 310

ورق استیل 316

ورق استیل 410

صنایع تولید باطری : نیکل به عنوان یک ماده کلیدی در تولید باطری‌ها به‌خصوص باطری‌های قابل شارژ مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ویژگی باعث مقاومت بالا و طولانی‌مدت باطری‌ها می‌شود.

ضرب سکه : به دلیل ویژگی‌های فیزیکی و استحکام مکانیکی، نیکل در ساخت سکه‌ها و سکه‌های جشنی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

صنایع آبکاری کروم : در صنعت آبکاری کروم، نیکل به‌عنوان یک لایه حافظه از رویه کرومیوم برای افزودن خواص مانع از خوردگی و افزایش استحکام استفاده می‌شود.

صنایع دریایی و پروژه‌های شیرین‌سازی آب شور دریا : نیکل در ساخت قطعات دریایی، کشتی‌ها و در پروژه‌های شیرین‌سازی آب شور دریا به‌دلیل مقاومت بالا در محیط‌های کریساکوروزیون مورد استفاده قرار می‌گیرد.

باتری‌های قابل شارژ : نیکل در تولید باتری‌های قابل شارژ به‌دلیل خواص الکتروشیمیایی برجسته خود، به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

محصولات ریخته‌گری و ورق‌سازی : در صنایع ریخته‌گری و ورق‌سازی، نیکل به‌صورت آلیاژها و ورق‌ها برای تولید قطعات با استحکام و مقاومت مناسب به‌کار می‌رود.

ساخت وسایل آشپزخانه : به‌دلیل مقاومت در برابر زنگ زدگی و خوردگی، نیکل در ساخت وسایل آشپزخانه مانند ظروف و سرویس‌های غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

صنایع الکترونیک : نیکل در تولید اجزاء الکترونیکی به‌ویژه در ساخت قطعات الکتریکی با خواص مغناطیسی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

صنایع خودروسازی : در صنعت خودروسازی، نیکل در ساخت قطعات مقاوم در برابر خوردگی و مواد به‌کاررفته در ساخت وسایل نقلیه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ساخت آلیاژهای ویژه : نیکل به‌صورت آلیاژهای خاص مانند آلنیکو برای استفاده در آهن‌ربا و دیگر کاربردهای ویژه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کاتالیزور برای هیدروژن‌دار کردن روغن‌های گیاهی : نیکل به‌عنوان یک کاتالیزور در فرایند هیدروژن‌دار کردن روغن‌های گیاهی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

استفاده از آلیاژ نیکل – آهن در چارچوب‌های سربی : آلیاژهای نیکل – آهن در ساخت چارچوب‌های سربی به‌منظور افزایش استحکام و مقاومت در برابر فشار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

سیم‌های هوشمند و آلیاژهای حافظه‌دار : نیکل در تولید سیم‌های هوشمند و آلیاژهای حافظه‌دار که در ربات‌ها و دستگاه‌های مخابراتی به‌کار می‌روند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

صنایع آبکاری : در صنایع آبکاری، نیکل به‌عنوان یک پوشش مقاوم به زنگ زدگی در ساخت قطعات مختلف مورد استفاده قرار میگیرد.

این مصارف نشان از اهمیت نیکل در تولید فولادهای با عمر طولانی و مقاوم در برابر زنگ زدگی و خوردگی دارد.

 

ترکیبات شیمیایی

ترکیبات شیمیایی نیکل شامل اکسیدها، سولفیدها، هیدراژیدها و آلیاژهایی با دیگر عناصر می‌شوند. در زیر چند ترکیب شیمیایی نیکل ذکر شده است:

 

اکسید نیکل (II) :

فرمول : NiO

این ترکیب یکی از اکسیدهای اساسی نیکل است و به‌عنوان یک فراورده شیمیایی مهم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

سولفید نیکل (II) :

فرمول : NiS

این ترکیب به‌عنوان یکی از ترکیبات سولفید نیکل مورد استفاده در صنایع مختلف مانند فرآیند استخراج نیکل است.

 

کربنات نیکل (II) :

فرمول : NiCO3

این ترکیب به‌عنوان یک نمک کربنات نیکل استفاده می‌شود و در برخی فرآیندهای شیمیایی نقش دارد.

 

نیکل کلرید :

فرمول : NiCl2

این ترکیب به‌عنوان یک نمک آنیونی نیکل در فرآیندهای شیمیایی استفاده می‌شود.

 

هیدراژید نیکل :

فرمول : NiH2

ترکیبات هیدراژیدی نیز می‌توانند با نیکل تشکیل شوند.

 

آلیاژهای نیکل با دیگر فلزات :

نیکل به‌عنوان عنصر اصلی در آلیاژهای مهمی مانند استیل نیکل (در فولادهای ضدزنگ)، نیکل-تیتانیوم (برای مقاومت در محیط‌های خاص)، و آلنیکو (برای کاربردهای مغناطیسی) استفاده می‌شود.

این ترکیبات و آلیاژها از تنوع استفاده نیکل در صنایع مختلف و تولید مواد مختلف نشان می‌دهند.

 

خواص مکانیکی نیکل

خواص مکانیکی نیکل به ویژگی‌هایی اشاره دارد که این فلز در پاسخ به نیروها و تنش‌های مکانیکی عمل می‌کند. در زیر، تعدادی از خواص مکانیکی نیکل آورده شده‌اند :

 

مقاومت به خمش و کشش :

نیکل دارای مقاومت خوبی در برابر نیروهای خمش و کشش است. این ویژگی اهمیت زیادی در صنایع مختلف از جمله صنایع خودروسازی، هوافضا و صنعت ساخت‌وساز دارد.

 

مقاومت به خستگی :

نیکل به‌خصوص در آلیاژهای مختلف، مقاومت خوبی در برابر تنش‌های مکانیکی متغیر و تکراری دارد. این ویژگی در کاربردهایی که تحت تنش‌های مکانیکی متغیر قرار می‌گیرند، مانند قطعات مکانیکی در حالت حرکت، حائز اهمیت است.

 

سختی :

نیکل به‌طور عمومی دارای سختی مناسبی است که به تولید قطعات سخت و مقاوم می‌تواند کمک کند. این ویژگی مهم در تولید ابزارهای سخت و قطعات دیگر است.

 

مقاومت در برابر خوردگی :

خواص مقاومت به زنگ زدگی و خوردگی نیکل باعث می‌شود که در بسیاری از کاربردها که در معرض عوامل خوردگی قرار دارد، مثل صنایع آبکاری و تولید فولادهای ضدزنگ، کاربرد داشته باشد.

 

تاثیرات حرارتی :

نیکل مقاومت حرارتی خوبی دارد و می‌تواند در دماهای بالا و تحت شرایط حرارتی خاص عمل کند. این ویژگی در صنایعی که نیاز به مقاومت در برابر دماهای بالا دارند، از اهمیت بالایی برخوردار است.

 

رفتار الاستیک :

نیکل به‌طور کلی رفتار الاستیک مناسبی دارد که به این معناست که پس از اعمال نیروهای مکانیکی، به حالت اولیه خود باز می‌گردد. این ویژگی در تولید اجزاء دقیق و قطعاتی که نیاز به استحکام و استحکام الاستیک دارند، حائز اهمیت است.

 

مقاومت به تغییر شکل :

نیکل در برابر تغییرات شکل به‌خصوص در دماهای مختلف، مقاوم است. این ویژگی در صنایعی که تحت تغییرات دمایی قرار دارند، مانند صنایع الکترونیک، اهمیت دارد.

ترکیب این خواص مکانیکی نیکل با ویژگی‌های دیگر این عنصر، از جمله زنگ‌زدگی کم و مقاومت در برابر خوردگی، نیکل را به یک فلز متعدد الزمانه با کاربردهای گسترده در صنایع مختلف تبدیل کرده است.