Никель в строительстве - VSEDLYADOMA-SPB.RU

Никель в строительстве

Особенности и свойства никеля, сферы применения

За десятки лет до появления никеля в Саксонии знали о медной руде, но извлечь ее у горняков не получалось. Позже этим вопросом заинтересовался Аксель Крондстедт, ему удалось получить новый металл. Очистить его и установить, что он похож на железо, удалось Бергману.

Основные сведения

Никель есть в мельхиоровых монетах, а также в перезаряжаемых аккумуляторах смартфонов. Металл не так высоко ценится, как золото, серебро или титан, но ему находится применение во многих областях, даже в аэрокосмической сфере.

Этот материал на протяжении тысячелетий добавлялся в сплавы, но официально его признал только в 1751 году. Металл проявляет щелочные, кислотные свойства, он пластичный, но имеет твердую структуру, легкий.

После выплавления в листы материал становится малоактивным веществом, а после измельчения в порошок он самовоспламеняется на воздухе. В основном вещества в этом состоянии покрываются оксидной пленкой, которая выступает прочным защитным слоем. По этой причине металл используют для никелирования разных предметов. То есть, на них наносится тонкий слой, защищающий другие материалы от коррозии.

Предметы из одного никеля используются только на ответственных участках. В промышленных производствах его добавляют в сплавы, чтобы материал получил такую же высокую стойкость к коррозии. Содержится в основе всех нержавеющих конструкций. Даже его низкая концентрация обеспечивает долговечность и прочность.

Никелевые сплавы считаются жаростойкими, устойчивыми к силовым нагрузкам, высокой температуре, износостойкими. Сырье используется лишь в 9% случаев. Около 6% из них тратится на никелирование, а все остальное уходит на сплавы. В сравнении с металлами этот материал легче и дешевле, помимо этого, обладает следующими особенностями:

  • Его тяжело добывать, поскольку в природе он встречается связанным. Самородки встречаются в метеоритах, поэтому для получения элементов требуются дорогие технологии.
  • Из никеля получаются тонкие листы, поскольку при высокой прочности он еще и вязкий.
  • Металл устойчив к коррозии. Он передает это свойство сплаву, в состав которого сам входит.
  • Никелирование используется в промышленности для посуды и столовых приборов, а также в сфере строительства. Покрытые этим элементом материалы долговечны, гигиеничны и безвредны для человека.
  • Сплавы на основе никеля имеют уникальные качества, поэтому их используют для атомных реакторов, реактивных двигателей и прочей техники. Сплавов с использованием никеля существует более 3000.
  • Металл самостоятельно намагничивается, в связи с этим его применяют для создания постоянных магнитов.
  • На производстве никелем заменяют свинец и серебро, поскольку он дешевле и имеет более высокие характеристики электропроводности.

Обработка

При использовании никеля выбирают способ нанесения защитного слоя. Для этого существует химическая и электролитическая технология.

Электролитическая

Покрытие наносится в ванне с заготовкой, электродом и электролитом. Ток подается из трансформатора или лабораторного источника. Покрытие получается однородным, наличие дефектов сводится к минимуму, поры отсутствуют. Нанесение выполняется следующим образом:

  1. Возьмите емкость, в которую без труда поместится деталь.
  2. Положите электрод и закрепите заготовку на кронштейне так, чтобы они не дотрагивались до стенок.
  3. Добавьте электролит.
  4. Найдите источник питания с мощностью до 6В и силой тока 1,2 А.
  5. Прикрепите к детали отрицательный заряд, а к аноду положительный.
  6. Включите источник питания. Помните, что в зависимости от времени подачи тока формируется разная толщина покрытия.
  7. Выключите ток, как только желаемый эффект получен.
  8. Отшлифуйте изделие, если в этом есть необходимость.

Химическая

Благодаря этому методу никелевый слой получается более прочным. Его проще реализовать дома, поскольку опыт или специальные навыки не требуются. У химической обработки есть свои недостатки: она не используется для деталей сложной формы или с шершавой поверхностью, а также неравномерно распределяется в труднодоступных местах.

Процесс нанесение слоя:

  1. Смешайте реактивы с водой в глубокой емкости. Важно, чтобы она не повредилась от используемых компонентов.
  2. Нагрейте раствор, а после закипания добавьте NaPO2H2.
  3. Возьмите металлическую емкость, покрытую эмалью, сделайте диэлектрический держатель. Конструкцию формируют так, чтобы деталь не касалась стенок.
  4. Добавьте электролит, а затем опустите на держателе деталь.
  5. Доведите смесь до закипания, а затем оставьте на 2–3 часа в растворе. Время регулируется в зависимости от желаемого эффекта.
  6. Вытащите деталь и промойте гашеной известью.

Помимо описанных способов существует черное никелирование. Его используют в декоративных или технических целях. Высокими защитными свойствами оно не обладает, но придает глубокий черный цвет из-за большого количества цинка.

Сплавы

На основе никеля выполняют множество сплавов, они крайне важны для народного хозяйства. Перечислим основные компоненты, с которым соединяется металл:

  • С хромом. Это сверхпрочные материалы, которые устойчивы к коррозии, высокой температуре. Их используют для атомных реакторов, камер сгорания, реактивных двигателей.
  • С железом. Твердые растворы делятся на жаропрочные, магнитные, упругие, антикоррозийные. Их используют для создания химического оборудования, электротехники, газовых турбин.
  • С медью. В этих сплавах металлы полностью растворяются друг в друге. Коррозионные и остальные качества определяются пропорциями веществ.
  • С молибденом. Эти составы устойчивы к кислотам и высокой температуре. Благодаря своим качествам сплав используется в химической промышленности.

В чистом виде материал используют в основном для никелирования. За счет этого от коррозии защищается мебельная фурнитура, металлические трубы, столовые предметы, краны, смесители и пр. Обработанные металлом изделия сохранят привлекательный внешний вид и будут защищены от влаги.

Металл никель

Никель является жарпочрочным, жаростойким и коррозионностойким металлом, что определяет его применение в качестве конструкционного материала для изделий, подверженных воздействию различных агрессивных сред в том числе при повышенных температурах, а также подверженных механическим нагрузкам при высоких температурах. Помимо этого никель служит является популярным легирующим элементом для сталей и сплавов. На странице представлено описание данного металла: физические свойства, области применения, марки никеля, виды продукции.

Основные сведения о никеле

Никель (Ni) (Niccolum) — химический элемент с атомным номером 28 в периодической системе, ковкий и пластичный металл. Имеет серебристый цвет с желтоватым оттенком, хорошо полируется, притягивается магнитом. Плотность никеля составляет 8,902 г/см 3 , температура плавления tпл. = 1453°С, температура кипения tкип. = 2730-2915°С, данный металл является ферромагнетиком, точка Кюри около 358 °C. На воздухе компактный никель стабилен. Поверхность никеля покрыта тонкой пленкой оксида NiO, которая прочно предохраняет металл от дальнейшего окисления.

В земной коре содержание никеля составляет около 8·10 -3 % по массе. Возможно, громадные количества никеля — около 17·10 19 тонн — заключены в ядре Земли, которое, по одной из распространенных гипотез, состоит из железоникелевого сплава. В морской воде содержание никеля составляет примерно 1·10 -8 -5·10 -8 %.

История открытия никеля

Свойства никеля

Физические свойства никеля

Свойство Никель
Атомный номер 28
Атомная масса, а.е.м 58,69
Атомный диаметр, пм 248
Плотность, г/см³ 8,902
Удельная теплоемкость, Дж/(K·моль) 0,443
Теплопроводность, Вт/(м·K) 90,9
Температура плавления, °С 1453
Температура кипения, °С 2730-2915
Теплота плавления, кДж/моль 17,61
Теплота испарения, кДж/моль 378,6
Молярный объем, см³/моль 6,6
Группа металлов Тяжелый металл

Химические свойства никеля

Свойство Никель
Ковалентный радиус, пм 115
Радиус иона, пм (+2e) 69
Электроотрицательность (по Полингу): 1,91
Электродный потенциал: 0
Степени окисления: 3, 2, 0

Марки никеля и сплавов

Достоинства / недостатки никеля

    Достоинства:
  • обладает высокой жаропрочностью и жаростойкостью;
  • имеет высокую коррозионную стойкость во многих агрессивных средах.
    Недостатки:
  • имеет высокую стоимость.

Применение никеля

Никель по большей части является составным компонентом различных сплавов. Все нержавеющие стали обязательно содержат никель, так как никель повышает химическую стойкость сплава. Также сплавы никеля характеризуются высокой вязкостью и используются при изготовлении прочной брони. При изготовлении важнейших деталей различных приборов используется сплав никеля с железом (36-38% никеля), обладающий низким коэффициентом термического расширения.

При изготовлении сердечников электромагнитов широкое применение находят сплавы под общим названием пермаллои. Эти сплавы, кроме железа, содержат от 40 до 80% никеля. Из никелевых сплавов чеканятся монеты. Общее число различных сплавов никеля, находящих практическое применение, достигает нескольких тысяч.

Различные металлы никелируют, что позволяет защитить их от коррозии. На металл наносится тонкий никелевый слой, обладающий высокой коррозионной стойкостью. Вместе с этим никелирование придает изделиям красивый внешний вид.

Никель широко используют при изготовлении различной химической аппаратуры, в кораблестроении, в электротехнике, при изготовлении щелочных аккумуляторов, для многих других целей. Специально приготовленный дисперсный никель находит широкое применение как катализатор самых разных химических реакций. Оксиды никеля используют при производстве ферритных материалов и как пигмент для стекла, глазурей и керамики; оксиды и некоторые соли служат катализаторами различных процессов. Производство железо-никелевых, никель-кадмиевых, никель-цинковых, никель-водородных аккумуляторов.

Применение никеля в быту, строительстве и других отраслях

Никель – серебристо-серый, пластичный, ковкий металл. Относится к переходным металлам, то есть, может проявлять и кислотные, и щелочные свойства. В нормальных условиях никель покрывается оксидной пленкой, а потому и малоактивен. Отличие от других схожих элементов состоит в том, что его оксидная пленка не уменьшает блеск. И сегодня мы расскажем вам об использовании никеля в промышленности, применении его сплавов в строительстве и иных сферах жизни.

Области применения никеля

Оксидная пленка защищает металл, придавая ему высокую коррозионную стойкость. Причем действие ее настолько сильно, что не только сам никель оказывается малоактивным, но и любые другие предметы, покрытые тончайшим слоем никеля. Именно это качество и обуславливает один из самых распространенных способов применения.

О применении никеля в быту поведает этот видеосюжет:

Никелирование

Никелирование – получение никелевого покрытия гальваническим методом на поверхности других металлов – железных сплавов, как правило, с целью защитить последние от коррозии. В 2015 году 7% добытого металла ушло на никелирование. С такой «обработкой» сталкиваются повсеместно: посуда, столовые приборы, металлические трубы, используемые при изготовлении мебели или в декоративных целях. Кроме того, что металл защищает основной сплав, он еще и придает красивый серебристый блеск, не тускнеющий со временем.

Никель используется для защиты чугуна, железа, магния и даже цинка и алюминия, которые сами по себе считаются достаточно стойкими к коррозии. Однако никель отличается еще одним особым свойством – исключительной стойкостью к щелочам. Никелирование изделий из металла активно применяют в химической промышленности – для производства резервуаров для хранения и перевозки химически агрессивных веществ, например, а также для производства деталей, предназначенных работать в самых опасных условиях: например, для защиты от коррозии дюралюминиевых самолетных лопастей.

Иные сферы

  • Металл используют при производстве аккумуляторов – никель-кадмиевых, железо-никелевых, никель-цинковых, никель-водородных. Никелевые электроды устойчивы в электролите, имеют долгий срок службы и доступны по стоимости. Так, цинково-серебряный аккумулятор демонстрирует более высокие характеристики, однако по стоимости намного дороже.
  • Металл применяется в химической промышленности для получения разнообразных реактивов.
  • В медицине никель используют при изготовлении протезов и брекет-систем, поскольку металл совершенно инертен и безопасен. То же свойство позволяет использовать вещество при изготовлении аппаратуры для пищевой промышленности.
  • Однако куда большая доля никеля расходуется на получение разнообразных сплавов. На железные сплавы приходится 67% добытого вещества, а на не железные – 17%.

Связано это с тем, что никель придает сплавам едва ли не такую же антикоррозийную стойкость, которой сам и обладает. В результате большая часть металла применяется для получения всего разнообразия нержавеющих сталей. Те же железные сплавы, которые не легировались никелем, для защиты подвергаются оцинковке или никелированию. Перечислить же сферы применения нержавеющих и конструкционных сталей попросту нереально: нет такой области народного хозяйства, где не использовалась бы эта продукция.

Не меньший интерес представляют собой другие составы-никелевые сплавы, например, сплав никеля с железом, медью, оловом, алюминием, титаном, хромом и иными металлами.

Сплавы на его основе

Сплавы никеля исключительно разнообразны, а свойства их для различных отраслей народного хозяйства настолько важны, что едва ли не все составы образуют собой отдельные группы.

С медью

Никель-медные сплавы – редкой особенностью, присущей такому твердому раствору является взаимная полная растворимость металлов друг в друге. При сплавлении в любой пропорции получают однофазный однородный сплав, изменяющий свои свойства закономерно и предсказуемо. Коррозионные качества таких сплавов определяются только пропорциями веществ: при доле меди более 50% свойства ближе к качествам самой меди, при доле никеля более 50%, сплав проявляется качества присущие никелю.

Никель-медные сплавы устойчивы к действию и кислот, и щелочей. Их применяют при производстве деталей и резервуаров для аппаратуры, работающей в среде фосфорной, серной, хлорной кислот, а также деталей машин, испытывающих высокие несущие нагрузки.

  • К наиболее известным составам такого рода относят монели: 70% никеля, 28% меди и 1,5–2% железа.
  • Из медно-никелевых сплавов изготавливаются монеты.
  • Константан – сплав из 40% никеля и 59% меди, применяется в изготовлении высокоточной аппаратуры, так как отличается износостойкостью и переносит высокие нагрузки.

Применение никеля в современной технике представлено в этом видеосюжете:

Никель и сплавы никеля: химический состав, свойства, применение

Что такое никель и никелевые сплавы

Никель – пластичный металл серебристо-белого цвета с характерным блеском. Относится к тяжелым цветным металлам. Никель ценная легирующая добавка. В природе в чистом виде никель не встречается, обычно входит в состав руд. Чистый никель (Nickel/Никель), Nickel 200 и Nickel 201, добывают путем специальных технологий.

В соединении с другими металлами никель способен образовывать твердые и прочные никелевые сплавы:

  • никель-медный сплав (Monel/Монель) – сплав на медной основе с никелем в качестве легирующей добавки. В составе обычно до 67% никеля и до 38% меди. К этой группе сплавов относят: Monel 400, Monel 401, Monel 404, Monel R-405, Monel K-500 и др.
  • никель-хромовый сплав (Inconel/Инконель) – аустенитный жаропрочный сплав. К этой группе относят: Inconel 600, Inconel 601, Inconel 617, Inconel 625, Inconel 690, Inconel 718, Inconel 725, Inconel X-750 и др.
  • никель-железо-хромовый сплав (Inconloy/Инколой) – возможно добавление в сплав молибдена, меди, титана. К этой группе относят: Incoloy 20, Incoloy 800, Incoloy 800H, Incoloy 800HT, Incoloy 825, Incoloy 925 и др.
  • никель-молибденовый сплав (Hastelloy/Хастеллой) – возможно присутствие в составе хрома, железа и углерода. К этой группе относят: Hastelloy C-4, Hastelloy C-22, Hastelloy C-276, Hastelloy B-2 и др.

Свойства никеля

Никель – ферромагнетик, точка Кюри – 358°C, температура плавления – 1455°C, температура кипения – 2730-2915°C. Плотность – 8,9 г/см 3 , коэффициент теплового расширения -13,5∙10 −6 K −1. На воздухе компактный никель – стабилен, а высокодисперсный – пирофорен.

Никель обладает такими свойствами, как:

  • пластичность и ковкость;
  • прочность при высоких температурных режимах;
  • устойчивость к окислению в воде и на воздухе;
  • твердость и достаточная вязкость;
  • высокая коррозионная стойкость;
  • ферромагнетик;
  • хороший катализатор;
  • хорошо полируется.

Поверхность никеля покрыта тонким слоем оксида NiO, защищающим металл от окисления.

Преимущества и недостатки

Главные плюсы никеля и сплавов — жаропрочность, жаростойкость и повышенная механическая прочность (давление до 440 МПа). К достоинствам также можно отнести эксплуатацию в раскаленных концентрированных щелочных и кислотных растворах. Помимо этого никель способен сохранять магнитные свойства при пониженных температурах.

Главным недостатком никеля является значительное снижение показателей термоЭДС при быстром охлаждении после отжига (до 600°C). Также к минусам никеля можно отнести тот факт, что в природе чистый никель не встречается. Его получают путем дорогих технологий, что сказывается на его стоимости.

Область применения

Основная сфера применения никеля – металлургия. В ней он задействован в производстве высоколегированных нержавеющих сталей. Добавляя в расплав железа никель, металлурги получают прочные и пластичные сплавы, которые обладают повышенной коррозионной стойкостью и устойчивостью к высоким температурам. Стоит отметить, что никелевые сплавы сохраняют свои качества при многократном длительном нагревании.

Благодаря этим свойствам нержавеющая и термостойкая никелевая сталь применяется:

  • в пищевой и химической промышленности;
  • в нефтехимической промышленности и строительстве;
  • в медицине и фармацевтике;
  • в авиа- и машиностроении;
  • в изготовлении подводных кабелей;
  • в изготовлении нагревательных элементов промышленного оборудования;
  • в производстве постоянных магнитов;
  • в производстве станков и специального оборудования;
  • в изготовлении интерьерных элементов зданий;
  • в мебельной промышленности;
  • в изготовлении бытовых приборов и домашней утвари;

Благодаря своей пластичности и легкости в ковке из никеля получают очень тонкие изделия, например, полосы, ленты и листы из никеля. Также никель активно используют в производстве проволоки и прутков.

Никель вокруг нас

О металле рассказывает Валентин Быстров, профессор, доктор технических наук, заслуженный деятель науки и техники РФ, который более 30 лет возглавлял кафедру цветных и благородных металлов Национального исследовательского технологического университета МИСИС

Серебристо-белый никель, который не тускнеет на воздухе и одарен многими полезными для человека свойствами, с самого своего рождения оказался пасынком в семье похожих по внешнему виду металлов. Серебро и платина получили статус драгоценных, стали любимцами королей, знати и монетных дворов. Дешевый и удивительно легкий алюминий обрел почетный статус «крылатого металла». Более юный палладий тоже причислен к драгметаллам. Его все более широко применяют в ювелирной промышленности, а в автоиндустрии его используют в качестве основного катализатора выхлопных газов. А вот на никель несправедливо клеветали задолго до его официального рождения в 1751 году. Тогда его исследовал и внес в галерею химических элементов шведский минералог Кронштедт. Он дал металлу имя злого духа гор немецкой мифологии – Nicolaus, или «хитрый бездельник».

Синдром Франца-Иосифа
Впрочем, недоброе имя – еще не приговор. В XVIII веке никель оставался настолько экзотическим металлом, что ценился на вес золота. Антикоррозийные и антибактерицидные свойства никеля оказались замечены, люди зажиточные стали заказывать изделия из него для домашних нужд. В частности, для монархов, занимавших трон Австро-Венгерской империи, пищу готовили исключительно в никелированной посуде, на зависть многим другим королевским дворам Европы. Лишь к концу столетия удалось наладить достаточно широкое производство никеля, и он перестал считаться предметом роскоши. Однако когда император Франц-Иосиф неожиданно заболел, а придворные врачи не смогли установить, от чего именно, всю вину свалили на никель. Его буквально объявили вне закона: специальным указом официально запретили использовать этот металл для изготовления посуды. И лишь через двадцать лет после специальных исследований запрет оказался снят.

Зловредный замысел придворной медицинской камарильи, пытавшейся оправдать свою профессиональную несостоятельность «кознями» никеля, ярче всего опровергла судьба самого Франца-Иосифа, ставшего старейшим правящим монархом Европы. Он занимал трон Австро-Венгрии 68 лет и скончался в 1916 году, в 86 лет, пережив всех горе-лекарей, заклеймивших никель. Итак, в качестве кухонного благодетеля никель полностью реабилитировали. В наших домах медно-никелевый сплав, дополнительно одеваемый в никелированную «рубашку», полновесно заменил столовое серебро. При этом никель не просто ярко блестит, похваливая добросовестность домохозяйки. Никелированная посуда отличается высокой стойкостью к коррозии и отличными бактерицидными свойствами, щадит витамины и другие полезные вещества.

Известна характеристика популярной посуды немецкой фирмы Zepter: «Наборы кухонной посуды “Цептер” сделаны из высококачественной нержавеющей стали с использованием новейших технологий. Кастрюли и скороварки этого бренда имеют термоаккумулирующее дно, позволяющее равномерно распределять тепло, а также встроенный термоэлемент, контролирующий температурный режим при приготовлении пищи. “Цептер”-посуда позволяет готовить еду без дополнительного использования воды, соли и жиров. В итоге питательная ценность еды возрастает, а продукты сохраняют витамины, минеральные вещества, природный вкус и аромат». Возразить тут нечего. А вот добавить нужно: формула цептеровской нержавейки – 18 частей хрома на 10 частей никеля.

Двойной стандарт
Диетологи пишут трактаты о важной роли в пищевых продуктах кальция, магния, калия, железа и других микроэлементов. Никель практически игнорируют. Между тем биологическая роль никеля архиважная: он активно участвует в структурной организации и функционировании основных клеточных компонентов – ДНК, РНК и белка. Кроме того, занимается гормональной регулировкой организма.

По кроветворной роли никель сродни кобальту: он является мощным стимулятором образования эритроцитов в кроветворной ткани костного мозга, синтеза гемоглобина, повышает усвоение организмом железа. В сочетании с кобальтом, железом, медью участвует в других процессах кроветворения, а самостоятельно — в обмене жиров и обеспечении клеток кислородом. Так называемый дивалентный никель занимается внутриклеточным транспортом и связями. Кроме того, никель служит важным структурным компонентом некоторых ферментов.

Ежедневное потребление никеля должно составлять 100–300 мкг. Никелем богаты такие продукты, как какао, шоколад, орехи, высушенные бобы, горох, зерно, семечки и яйца. Немало его также в гречихе, моркови и листовом салате, луке и укропе, в смородине, вишне и грибах, Но тут следует учитывать, что в желудочно-кишечном тракте человека успешно всасывается только от 1 до 10% никеля, поступившего с пищей. С водой никель усваивается лучше – на 20–25%. Однако целый ряд продуктов сильно снижает абсорбцию никеля: молоко, кофе, чай, апельсиновый сок, а также все, что богато аскорбиновой кислотой. Поскольку именно они наиболее частые гости на обеденном столе, переизбыток никеля нам явно не грозит. Природа, впрочем, мудра и устроила так, что при дефиците железа, беременности и кормлении грудью человеческий организм начинает усваивать никель гораздо лучше.

В медицине никелевые сплавы наиболее широко применяются при изготовлении имплантатов. И в этой сфере, где никель столько доброго сделал человеку, его сейчас пытаются ошельмовать. Особенно жаркая полемика идет вокруг металлокерамических зубных протезов. Те, кто ведет на них атаку – а это главным образом стоматологические ассоциации ряда западноевропейских стран — Германии, Голландии, Швейцарии, Швеции и Норвегии, — утверждают, что никель, составляющий металлическую основу коронок, опасен для здоровья и жизни. В прессе по этому поводу уже высказался заведующий кафедрой госпитальной ортопедической стоматологии Московского государственного медико-стоматологического института, доктор медицинских наук, профессор Игорь Лебеденко: «…Мы живем в век нечистоплотной информации. Свою кандидатскую диссертацию, множество научных работ и изобретений в области материаловедения я посвятил именно стоматологическим сплавам… И могу со всей ответственностью сказать, что металлокерамические зубные протезы, изготовленные без нарушения технологий, из разрешенных к применению Минздравом России стоматологических материалов абсолютно безвредны для организма. Единственное “но” — индивидуальная непереносимость. Ведь и на золотые изделия бывает аллергия. Металлы, входящие в состав стоматологических сплавов, — нормальные компоненты нашего организма. А потому, в отличие от синтетических материалов, не могут вызвать непредсказуемую реакцию. Человеческий организм содержит массу ферментов, и внутри почти каждого — металлы, в том числе хром, кобальт и никель. Говорить о том, что они опасны, просто некорректно.

…В тот момент, когда я писал кандидатскую диссертацию по никель-хромовым сплавам, вышел переводной труд, в котором говорилось, что никель вызывает рак. Это “открытие” должно было перечеркнуть всю мою научную работу. Тогда я нашел первоисточник, он назывался: «Никель вызывает рак?» Именно так, с вопросительным знаком. В нем речь шла о том, что нет ни одного документально подтвержденного случая, когда никелевые сплавы, используемые для зубных протезов, у кого-либо вызвали бы перерождение. В 100% случаев, где были никелевые сплавы, никакой вредной реакции, которая отличалась бы от реакции на имплантацию известных сплавов, не содержащих никель, я не обнаружил. Клинически для людей, у которых нет аллергических реакций, сплавы с никелем хороши и доступны по цене. В США они были базовыми для протезирования военнослужащих. Это серьезный аргумент в их пользу: в высокоразвитых странах армия и дети — святое, и для них наверняка не будут использовать вредные компоненты».

А вот результаты тестирования дентальных имплантатов, которое провели врач-стоматолог высшей категории, главврач московского инновационного стоматологического центра «НАНО-ДЕНТ» Р.Гизатуллин и врач-стоматолог высшей категории, заслуженный изобретатель РФ Л.Гурфинкель. Цитируем: «Интерметаллиды никеля, включая популярный в стоматологии никелид титана, устойчивы к коррозии, жаропрочны и окалиностойки. Материалы на их основе не проявляют никаких канцерогенных действий».

Резюме из всего вышесказанного простое: хороший зубной протез по доступным ценам – металлокерамический, в том числе – содержащий никелевые сплавы. А западноевропейские стоматологи сейчас усиленно внедряют целый ряд новых, более дорогостоящих материалов. Идет ожесточенная конкурентная борьба, в которой все средства хороши. В том числе – двойные стандарты. Профессор Лебеденко не без иронии отмечает: «Сейчас, например, в России, как и во всем мире, сплавы из бериллия запрещены для применения в медпрактике. Хотя некоторые фирмы втихую ввозят их из-за рубежа, в том числе из Швейцарии, больше всех кричащей о вреде бериллия. Почему они до сих пор выпускаются? Да потому, что бериллий опасен лишь при литье. Если он переплавляется неправильно, без соблюдения правил техники безопасности, то бериллиевая пыль, попадая при дыхании в организм, может вызвать нежелательные реакции. В остальном сплавы с бериллием, например “Ультратек”, замечательные. Бериллий улучшает литейные свойства сплава, его беленькая оксидная пленка идеально подходит для облицовочных процессов, керамика на нее прекрасно “ложится”. В 1970-е годы в клиниках Четвертого управления сильным мира сего делали не только коронки из содержащего золото сплава “Дегудент”, но и из “Ультратека”, в основе которого никель и бериллий. Главное, чтобы в соответствии с решением, принятым Европейским комитетом по нормам, максимально допустимая доля бериллия в зуботехнических сплавах не превышала 0,02%».

Тысячи профессий
Никелевые сплавы, число которых перевалило уже на четвертую тысячу, окружают нас со всех сторон. Так, во многих бытовых нагревательных приборах установлены нихромовые спирали. Платинит заменяет дорогостоящую платину, когда нужно впаять металл в стекло, например, в шприцах и электролампах. Упругий элинвар — отличный материал для пружин, особенно часовых. Пермаллой находит все более широкое применение в телефонии и радиотехнике. Обладающий «памятью» и поэтому не поддающийся деформации нитинол упорно возвращается к прежней форме – он полюбился изготовителям современных, особо прочных оправ для очков. Из никелевых сплавов делают швейные иголки, заклепки для джинсов и модной одежды. Различные никелевые соединения нашли активное применение в косметике и бытовой химии. А никель-кадмиевые аккумуляторы и батарейки мы вообще используем буквально на каждом шагу.

Медно-никелевые сплавы широко задействованы многими странами в чеканке монет, и современные российские не исключение. Любопытно, что именно в этом качестве никель служил людям задолго до своего официального открытия. Древние китайцы еще во II веке до н.э. начали выплавлять сплав никеля с медью и цинком – пакфонг. С легкой руки китайцев он стал пользоваться спросом и в других странax, включая Бактрию — государство, расположенное на месте современных постсоветских среднеазиатских республик. Именно бактрийцам, судя по всему, принадлежит приоритет в чеканке монет из медно-никелевых сплавов, а именно из китайского памфонга. Сейчас, конечно же, такие монеты – нумизматическая редкость. Одна из них, выпущенная в 235 году до н.э., хранится в Британском музее в Лондоне.

Известны случаи аллергических реакций в виде кожной сыпи при частом контакте с монетами, содержащими никель. Но их не так уж много, никакого сравнения с арахисовым маслом или цветочной пыльцой. А вот если никеля в кожных покровах не хватает – дерматит практически гарантирован. Примечательно, что многие страны Евросоюза, всячески призывающего ограничить содержание никеля в продукции, контактирующей с кожей человека, невозмутимо продолжают чеканить монеты в 1 евро и других достоинств именно из медно-никелевых сплавов.

Напомним также, что в США монетка в 5 центов носит обиходное название «никель». Пятицентовики из медно-никелевого сплава с изображением одного из авторов Декларации независимости (1776 г.) и третьего президента США Томаса Джефферсона выпускают с 1938 г. многомиллионными тиражами. А вот счет даймам (десятицентовым монетам) и квотерам (25-центовым) ежегодно идет на миллиарды. Обе эти монеты с 1965 г. тоже делают из медно-никелевого сплава.

Нас не обманешь
Обратите внимание: на никель, как правило, клевещут недобросовестные «специалисты». Но наш народ не обманешь, ему этот металл, оклеветанный саксонцами, австрийскими айболитами и некоторыми алчными дантистами, пришелся по душе. По народной традиции, через 12 лет семейной жизни супружеская пара отмечает особый юбилей — никелевую свадьбу. Поскольку это стойкий к внешним воздействиям металл, он подтверждает, что любовь супругов выдержала испытания, что их единство не удалось разрушить никаким невзгодам. Вместе с тем никелевая свадьба служит им напоминание о том, что отношения следует и впредь поддерживать в блестящей форме. На никелевую свадьбу лучшие подарки – кастрюли, кофейники, самовары из нержавеющей хромоникелевой стали, столовые приборы из сплавов никеля и серебра, мельхиора.

Никель: производство, марки, виды продукции, промышленное применение

Никель Ni

Никель — это металл серебристого цвета, довольно тяжелый в чистом виде (около 8.9 грамм/см3), имеющий комплекс уникальных физико-химических свойств. Сплавы на основе никеля обладают высокой жаропрочностью, стойкостью к длительным и весьма интенсивным механическим нагрузкам, воздействию химически-агрессивных веществ. Благодаря этому металл никель и никелевые сплавы широко используются в различных областях человеческой деятельности.

Основные способы промышленного производства никеля

  1. Восстановление силикатной никелевой руды угольной пылью с промежуточным получением никелево-железных окатышей. В дальнейшем из полуфабрикатов прокаливанием и аммиачной обработкой удаляют примеси, а электролизом получают чистый металл.
  2. Карбонильный способ — вместо железно-никелевых окатышей промежуточной стадией является медно-никелевый полуфабрикат, исходная руда имеет высокое содержание сульфидных соединений. Продувкой углекислым газом высокого давления из медно-никелевого штейна получают соединение Ni(CO)4. За счет высокой летучести данного соединения при его нагреве выделяется чистый металл никель.
  3. Из оксидной руды Ni получают алюминотермическим способом, по базовой формуле 3NiO + 2Al = 3Ni +Al2O3. Метод выгоден одновременным производством никеля и алюминия.

Марки никеля и методика их обозначения

  • Н0, Н1 — Никель первичный в чистом виде (не менее 99.99%), выпускаемый в виде пластин, полос и катодных листов и предназначенный только для никелирования других металлических деталей и изделий. Метод изготовления — электролиз.
  • Н2, Н3, Н4 — Никель первичный с меньшей степенью чистоты, выпускаемый в виде пластин, полос катодных листов, гранул, обрезов и слитков. С ростом порядкового номера после буквы «Н» степень чистоты снижается до 99 % (у никеля марки Н4). Метод изготовления — переплавка и огневое рафинирование.
  • НП1, НП2, НП3, НП4 — Никель полуфабрикатный, чистотой от 99.9 до 99.0 % соответсвенно маркам, производится в виде никелевых проволок, прутков, листов, лент и полос. Является промежуточным изделиям во многих технологических циклах цветной металлургии.
  • НПА1 и НПА2 — Никель полуфабрикатный анодный, чистотой 99.7 и 99.0 % соответственно маркам. Марки характеризуются меньшим количеством примесей по сравнению с марками Н и НП. Выпускаются в виде полос и стержней овального сечения.
  • НПАН — никель полуфабрикатный анодный непассивирующийся (на поверхности листа из никеля данной марки не образуется тонкая пленка с высоким сопротивлением). Допускает небольшое содержание меди, кислорода и серы (в марках Н, НП, и НПА этих элементов быть не должно), содержание чистого никеля — не менее 99.4 %, выпускается в виде овальных стержней и полос прямоугольного сечения.
  • НК — никель кремниевый, с допустимым содержанием Si до 0.4 %, что обозначается как НК 0.2, НК 0.07 и т.д.
  • НМц — готовый к промышленному применению никелевый сплав, легированный марганцем (массовая доля Mn до 5 %).
  • ПНК — Порошок никелевый карбонильный (изготовлен карбонильным способом). Обширная линейка никелевых порошков с содержанием основного металла не менее 99.7 %.
  • ПНЭ — Порошок никелевый электролитический. Представляет собой мелкодисперсную никелево-кобальтовую смесь с нормированными значениями размеров частиц и содержанием основного металла не менее 99.5 % (ПНЭ-1) и 99.3 % (ПНЭ-2).

Металл никель высокой чистоты марок Н0, Н1 и НП1 предназначен для специальных промышленных задач. Марки Н2, Н3, Н4, НП2, НП3 и НП4 используются в машиностроении и точном приборостроении. Никель НПА и НПАН предназначен для создания электролитических покрытий. Марки НМц широко применяются в производстве автомобильных свечей и других деталей для двигателей внутреннего сгорания. Порошковый никель ПНЭ и ПНК используется в технологических цепочках производства магнитов, различных фильтров, аккумуляторов, электродов, композитных клеев и в порошковой металлургии.

Основная номенклатура никелевых изделий

  1. Никелевые листы имеют толщину от 5 до 20 мм, ширину 50-800 мм и длину от 0.5 до 2 метров. Производятся обычно из марок серии НП, используются в приборостроении. Подвергаются электрорафинированию для очистки от примесей серы. При использовании никеля НПАН получают непассивирующиеся листы — на их поверхности не образуется окисная пленка, что обеспечивает высокую электропроводность. Толщина листов НПАН должна быть не менее 10 мм.
  2. Никелевая проволока производится из никеля марок НП2, НП3 и НП4 марок, бывает твердой (диаметром меньше 0.09 мм) и мягкой (отожженной). Должна иметь чистую поверхность, высокое соответствие номинальному диаметру и малую шероховатость. Возможно производство никелевой проволоки по ГОСТам либо в соответствии со специальными требованиями заказчика — обычно это касается продукции микронных диаметров для высокотехнологичного оборудования.
  3. Никелевые ленты и полосы. Никелевая лента выпускается толщиной в пределах 0.05-2 мм, с отклонением не более 0.1 мм (а в специальных случаях отклонение по толщине не допускается больше, чем 0.01 мм). Ширина никелевой ленты варьируется от 10 до 30 м, с отклонением в строго плюсовую сторону — от 0.2 до 1 мм. Длина ленты может составлять сотни метров (плотность сварных швов согласуется между заводом и заказчиком особо), не допускается выпуск никелевой ленты менее 2.5 метров в длину, вес квадратного метра данной продукции колеблется от 0.4 до 17.7 кг. Никелевая полоса является заданным отрезком ленты, ее конкретная длина согласуется в техническом задании на поставку. Поверхность никелевых полос и лент обязана быть гладкой и чистой, допускаются незначительные вмятины, риски и колебания цвета.
  4. Никелевый пруток. Его производят из марок Н1, НП2, НП3 и НК 0.2. Тянутые никелевые прутки имеют длину от 1.5 до 4 метров, катанные диаметром менее 60 мм от метра до трех, катанные диаметром свыше 60 мм – от 70 до 140 см. Никелевые прутки обязаны быть прямыми и гладкими, не содержать трещин, пустот и пор.
  5. Никелевые порошки. Электролитические и карбонильные порошки на основе никеля выпускаются самой широкой номенклатуры по химическому составу примесей, формой поставки являются банки, мешки и бочки весом до 250 кг.

Промышленное применение никеля

Даже краткий перечень использования тугоплавкого металла никеля и сплавов на его основе весьма обширен:

  • Жаропрочные «суперсплавы» для космического и авиационного производства.
  • Никелирование других металлов как способ активного и длительного противодействия коррозии.
  • Производство автономных источников питания — никель-цинковых, никель-кадмиевых, железоникелевых и никель-водородных аккумуляторов, свечей для двигателей внутреннего сгорания.
  • Протезирование в хирургии, изготовление брекетов для стоматологических целей.
  • Приборостроение. Инвар с пренебрежимо малым термическим удлинением, пермаллой с высокой магнитной восприимчивостью, нихром и константан для сплавов сопротивления, алюмель в качестве компенсационных проводов — все эти и многие другие соединения никеля широко используются в точных механизмах и измерительных приборах, гальванопластике и производстве электролизных сеток.
  • Монетное и ювелирное производство. Кроме известных сплавов для производства разменных и юбилейных монет, никель входит в состав стандартных золотых соединений. Например, золото 585 или 785 пробы содержит лигатуру из никеля и серебра.
  • Восстановление изношенных узлов и агрегатов в машиностроении, производство красителей и специальных покрытий.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: