Властивості, характеристики та особливості складу нікелю
Нікель характеризується відмінною корозійною стійкістю, високою міцністю, естетичною привабливістю та здатністю приймати будь-яку задану йому форму. Завдяки своїм властивостям цей метал давно застосовується у будівництві. Понад 60% нікелю йде на виробництво нержавіючої сталі.
За участю нікелю будують будинки, виконують цікавий архітектурний дизайн, роблять оздоблення стін та виготовляють водостічні труби. Нікель є у нашому житті повсюдно. Тому сьогодні ми розглянемо його склад, структуру та властивості нікелю.
Структура та склад
Нікель має білий колір із сріблястим відтінком. Цей метал часто узгоджується з іншими матеріалами. В результаті утворюються сплави.
- Нікель міститься в їжі, земній корі, воді і навіть у повітрі.
- Нікель має гранецентровані кубічні грати (а = 3,5236А). У звичайному стані він представлений у формі β-модифікації. При катодному розпиленні перетворюється на α-модифікацію з гексагональною решіткою. Якщо далі нагріти нікель до 200°C, його решітка стане кубической.
- У нікелю недобудована 3d-електронна оболонка, тому його відносять до перехідних металів.
- Елемент нікель входить до складу найважливіших магнітних сплавів та матеріалів, у яких коефіцієнт теплового розширення мінімальний.
Далі ми погоримо про магнітні, технологічні властивості нікелю, його механічні, фізичні та технічні характеристики.
Властивості нікелю
Щільність та маса
Чисельне значення питомої густини нікелю становить 8902 кг/м3. Атомна маса нікелю: 58,6934 а. е. м. (г/моль).
Механічні характеристики
Нікель має гарну ковкість і тягучість. Завдяки цим характеристикам він легко піддається прокату. З нього досить просто отримати тонкі листи та невеликі труби.
Відомі такі механічні характеристики нікелю:
- Підвищена міцність.
- Межа міцності дорівнює 450 МПа.
- Високопластичність матеріалу.
- Корозійна стійкість.
- Висока температура плавлення.
- Висока каталітична здатність.
Механічні характеристики металу, що описується, залежать від наявності домішок.Найнебезпечнішими та шкідливими вважається сірка, свинець, вісмут, цинк і сурма. Якщо нікель наситити газами, то його механічні властивості стануть гіршими.
Тепло- та електропровідність
- Метал нікель має таку теплопровідність: 90,1 Вт/(мК) (при температурі 25°C).
- Електропровідність нікелю дорівнює 11500000 Сім/м.
Корозійна стійкість
Під корозійною стійкістю розуміється здатність металу при вплив на нього агресивного середовища протистояти руйнуванню.Нікель відноситься до матеріалів з високою стійкістю до корозії.
Нікель не покривається іржею в наступних середовищах:
- Навколишня атмосфера. Нікель має гарну стійкість до високих температур. Якщо нікель перебуває у умовах промислової атмосфери, він завжди покривається тонкою плівкою, що призводить до потьмарення нікелю.
- Луги в гарячому та холодному вигляді, а також їх розплавлені стани.
- органічні кислоти.
- Неорганічні кислоти.
Крім цього, іржею нікель не покривається у гарячих спиртах та жирних кислотах. Завдяки цьому цей метал широко використовують у харчовійпромисловості.
Хімічна промисловість також широко використовує нікель. Це відбувається завдяки корозійній стійкості нікелю до дії високої температури та великої концентрації розчинів.
Нікель схильний до корозії за наступних оточуючих його умов:
- Морська вода.
- Лужні розчини гіпохлоритів.
- Сірка або будь-яке середовище, що містить сірку.
- Розчини окисних солей.
- Гідрат аміаку та аміачна вода.
Токсичність нікелю розглянута нижче.
Температури
- Температура плавлення нікелю: 1726 K або 2647 °F або 1453 °C.
- Температура кипіння: 3005 K або 4949 °F або 2732 °C.
- Температура лиття: 1500–1575 °C.
- Температура відпалу: 750 – 900 °C.
Токсичність та екологічність
Токсичність нікелю є небезпекою тільки у разі потрапляння в організм людини у великих кількостях. Якщо нікель використовується у промисловості та у будівельних справах, то він не небезпечний.
Інші характеристики
Ще нікель має такі характеристики:
- Питомий електричний опір нікелю дорівнює 68,8 ном.
- У хімічному плані нікель схожий із залізом, кобальтом, купрумом та деякими шляхетними металами.
- Нікель взаємодіє з киснем при температурі 500 С.
- Якщо нікель перетворюється на дрібнодисперсний стан, він може самозайматися.
- Нікель не реагує із азотом навіть за умови дуже високої температури.
- Нікель повільніше залізо розчиняється в кислотах.