Элемент никель: Никель — что это за металл?

Никель — что это за металл?

Никель — металл с атомным номером 28. Обозначается символом Ni. Он имеет серебристо-белый оттенок, в нормальных условиях покрывается оксидной пленкой. Благодаря своей пластичности, никель легко поддается ковке.

Физические свойства

Никель — ферромагнетик, то есть при температуре ниже точки Кюри он обладает намагниченностью при отсутствии внешнего магнитного поля. Для никеля точка Кюри составляет 358 ⁰С. Металл не тускнеет на открытом воздухе.

Основные физические свойства никеля:

  • Структура решетки — кубическая гранецентрированая.

  • Плотность при нормальных условиях — 8,902 г/см3.

  • Температура плавления — 1453 ⁰С.

  • Удельная теплота плавления — 17,61 кДж/моль.

  • Температура кипения – 3000 ⁰С.

  • Удельная теплота испарения — 378,6 кДж/моль.

  • Молярная теплоемкость — 26,1 Дж/(K*моль)

  • Удельная теплоемкость — 0,440 кдж/(кг*К).

  • Теплопроводность — 90,9 Вт/(м*К).

  • Удельное электрическое сопротивление — 0,0684 мкОм*м.

История

Никель был официально открыт в 1751 году химиком Акселем Кронстедтом, который нашел его в кобальтовой земле. Однако еще раньше его раскапывали в горах Саксонии. Горняки использовали руду, содержащую никель, для изготовления стекла. По внешним признакам саксонцы сначала принимали эту руду за серебряную и пытались переплавить ее в драгоценный металл, но этого не получалось. Кроме того, при плавлении из руды выделялся ядовитый газ, который наносил вред горнякам. Неудачу потерпели и попытки добыть из этой руды медь.

В итоге в конце XVII в. саксонцы назвали руду «купферникель», что в переводе означает «медный дьявол». Это связано с тем, что горняки считали выделение ядовитого газа происками злых духов, обитавших в горах. Именно купферникель исследовал Аксель Кронстедт в 1751 году. Он получил из него окисел зеленого цвета и восстановил его до металла, который до этого не был известен науке. Химик назвал этот металл никелем.

В 1775 году Торберн Улаф Бергман получил никель в более чистом виде и подробнее описал его свойства. Он выяснил, что по своему составу этот металл больше похож на железо, чем на медь. В конце XVIII – начале XIX вв. многие химики, начиная с Жозефа Луи Пруста, детально изучали никель. В 1804 году немецкий химик Иеремия Вениамин Рихтер получил наконец чистый металл, и никель окончательно утвердился как химический элемент.

Биологическая роль

Никель — микроэлемент, который необходим всем живым организмам. Его среднее содержание в растениях — 0,00005 %, в наземных животных — 0,000001 %, в морских — 0,00016 % массы тела.

Роль никеля в организме изучена не до конца. Известно, что он участвует в ферментативных реакциях и влияет на окислительные процессы. Он содержится в легких, печени, мышцах, поджелудочной и щитовидной железах, некоторых отделах головного мозга. Микроэлемент также накапливается в ороговевших тканях человека, животных и птиц, в том числе в волосах и перьях.

Избыточное содержание никеля в растениях приводит к уродливым формам, в организме животных — к различным глазным заболеваниям (кератоконъюнктивитам, кератитам).

Пары и пыль никеля токсичны и могут вызывать поражения кожи, легких и носоглотки, а частое вдыхание паров металла опасно появлением злокачественных новообразований.

Нахождение в природе и производство

Больше всего никеля содержится в глубоких слоях. В земной коре — его 0,0058%, в ультраосновных породах — 0,2 %. Если верить гипотезе, что земное ядро состоит из никелистого железа, общее содержание никеля в земле составляет примерно 3%. Никель также обнаружен в некоторых метеоритах.

В земной коре этот металл соседствует с железом и магнием, с которыми он имеет сходную валентность. В минералах магния и железа никель содержится в виде изоморфной примеси. Также существует 53 известных науке минерала никеля. Большая часть из них была образована под воздействием давления и высоких температур, например, при застывании магмы. Сульфидные руды, содержащие данный металл, имеют в своем составе медь. Некоторые руды никеля включают железо, серу, мышьяк, кобальт, магний.

Больше всего этого металла добывается на территории России. Крупные никелевые рудники также находятся в Канаде, Австралии, Новой Каледонии, Индонезии и на Кубе.

Больше всего никеля (около 80%) получают из сульфидных медно-никелевых руд, значительно меньше — из силикатных (окисленных) руд.

Химические свойства

Никель химически малоактивен. Он образует поверхностную оксидную пленку, из-за чего устойчив в атмосфере, щелочи, многих кислотах и воде. Металл не подвергается коррозии. Образует два оксида (NiO и Ni2O3) и два гидроксида (Ni(OH)2 и Ni(OH)3).

Хлорид, нитрат, сульфат и нитрат никеля — четыре растворимые соли. Они имеют желтый или желто-коричневый оттенок и окрашивают растворы в зеленый цвет. Фосфат, оксалат и сульфиды никеля (черный, зеленый и бронзовый) — нерастворимые соли.

Металл поглощает газы (углерод, водород и многие другие), которые ухудшают его механические свойства. С кислородом взаимодействует при температуре выше 500 ⁰С.

В мелкодисперсном состоянии никель самовоспламеняется на воздухе. При нагревании соединяется с галогенами. Образует сульфид при горении в сере, а при нагревании оксида NiO с серой получается моносульфид. Металл также вступает в реакцию с азотной кислотой: образуются нитрат никеля и оксид азота.

По химическим свойствам больше всего похож на железо и кобальт, в меньшей степени — на благородные металлы и медь. Он горит только в виде порошка, проявляет переменную валентность в соединениях (чаще всего двухвалентен). Образует комплексные и координационные соединения.

Применение

Наиболее широкая область применения никеля — изготовление сплавов различных металлов. Его сплавляют:

  • Со сталью. Это повышает химическую стойкость сплава: все нержавеющие стали содержат в своем составе никель.

  • С железом. Этот сплав имеет низкий коэффициент термического расширения, благодаря чему он успешно используется для изготовления различных деталей для электроприборов.

  • С кобальтом и магнием. Образуется жаростойкий сплав, который выдерживает высокие температуры до 500 ⁰С и отличается устойчивостью к коррозии.

  • С золотом и серебром. Это так называемое «белое золото» — прочный ювелирный сплав.

  • С хромом. В результате образуется нихром — жаропрочный, крипоустойчивый, пластичный сплав, который хорошо держит форму.

  • С железом, медью и хромом. Этот сплав характеризуется высокой магнитной восприимчивостью.

Сплавы никеля отличаются высокой степенью вязкости, благодаря чему находят применение при изготовлении брони. Многие сплавы используются в газотурбинных установках, конструкциях атомных реакторов. Из них также делают нагревательные элементы и монеты. Сплавы получили широкое применение в производстве аккумуляторов.

Никель используется и в чистом виде: из него изготавливают трубы, листы и др., а в химических лабораториях он служит катализатором многих реакций. Из металла также производят специализированную химическую аппаратуру. Оксид никеля применяется в производстве стекла, керамики и глазурей. Для многих металлов используется никелирование — создание никелевого покрытия с целью защитить от коррозии.

Из никеля делают спирали электронных сигарет, им обматывают струны музыкальных инструментов. В медицине этот элемент используется для протезирования и изготовления брекет-систем.

Никель — Продукция — Норникель

ОАО «Кольская ГМК»

ПНК-УТ1, УТ2, УТ3, УТ3 ПМ, УТ4, Л6,8

  • Порошковая металлургия
  • Сварочные электроды
  • Химическая промышленностьоi>

ПНК-УТ3 ХП (ХПЛ)

  • Химическая промышленность

ПНК-УТ1
3,0-3,5

ПНК-УТ2
2,51-2,99

ПНК-УТ3
1,91-2,50

ПНК-УТ3 ПМ
1,91-2,60

ПНК-УТ3 ХП
1,91-2,60

ПНК-УТЗ ХПЛ
1,60-2,60

ПНК-УТ4
1,41-1,90

ПНК-Л6
0,81-1,00

ПНК-Л8
0,45-0,60

ПНК-УТ1
5,0-10,0 <20 80% min

ПНК-УТ2
3,5-9,0 <20 80% min

ПНК-УТ3
3,0-6,0 <20, 80% min

ПНК-УТ3-ПМ
3,0-6,0 <11,4 50% min, <120 99,99% min

ПНК-УТ3-ХП
2,0-6,0 <20 50% min

ПНК-УТЗ-ХПЛ
1,5-6,0 <20 50% min

ПНК-УТ4 1,0-4,5<20 80% min

ПНК-Л6
0,8-3,0 <20 85% min

ПНК-Л8
0,6-2,5 <20 85% min

Описание:

ПНК-УT1, ПНК-УТ2, ПНК-УТ3, ПНК-УТ4 в
полиэтиленовых бочках

Объем бочки:

48 и 65 л

Вес бочки:

75-100 кг

Описание:

ПНК-Л6, ПНК-Л8 в полиэтиленовых бочках

Объем бочки:

48 и 65 л

Вес бочки:

50-75 кг

Никель, поставка от производителя «НКМ Норд»

ООО «НКМ Норд», выступая прямым представителем крупного холдинга по производству и поставке цветных металлов и сплавов, которые используются с целью легирования сталей, представляет на рынке Санкт-Петербурга и Москвы никель и его сплавы по доступным ценам.

Оглавление

Никель – элемент, который широко применяется в производстве конструкционных материалов. Он жаропрочен, невосприимчив к коррозионным воздействиям, демонстрирует хорошую устойчивость к интенсивным механическим нагрузкам в условиях высоких температур. Поговорим об этих и других характеристиках никеля более подробно.

Краткая информация о никеле

Никель (Ni) – элемент, определенное количество которого содержится в морской воде, а также в земной коре. Очень много Ni присутствует в составе расплавленного ядра нашей планеты. По сути – это достаточно распространенный металл, обладающий превосходной ковкостью и пластичностью. В жидкое состояние он переходит при температуре 1453°С. Находясь в твердом состоянии, никель демонстрирует выраженные ферромагнитные характеристики, которые пропадают при температуре 358°С. В периодическую систему элемент внесен под номером 28.

При контакте с воздухом поверхность металла покрывается тонкой оксидной пленкой, которая делает материал стабильным в воздушной среде и защищает его от глубокого окисления.

История открытия никеля

Чистый никель был выделен в 1804 году в процессе химической реакции, направленной на восстановление его сульфата. Сделал это химик из Германии по имени Иеремия Рихтер. До той поры присутствие Ni в составе некоторых химических соединений уже ни у кого не вызывало сомнений. Однако в научных кругах никто не осмеливался полностью причислить элемент к категории металлов, ведь дополнительно элемент демонстрировал свойства, которые для металлов совершенно нехарактерны.

Физические свойства никеля














СвойствоНикель
Атомный номер28
Атомная масса, а.е.м58,69
Атомный диаметр, пм248
Плотность, г/см³8,902
Удельная теплоемкость, Дж/(K·моль)0,443
Теплопроводность, Вт/(м·K)90,9
Температура плавления, °С1453
Температура кипения, °С2730-2915
Теплота плавления, кДж/моль17,61
Теплота испарения, кДж/моль378,6
Молярный объем, см³/моль6,6
Группа металловТяжелый металл

Химические свойства никеля







СвойствоНикель
Ковалентный радиус, пм115
Радиус иона, пм(+2e) 69
Электроотрицательность (по Полингу):1,91
Электродный потенциал:0
Степени окисления:3, 2, 0

Сплавы из никеля и марки никелевых сталей

Марки сплавов, в состав которых входит Ni, поражают своим многообразием:

  • катодные листы, пластины и полосы из никеля марок Н0 и Н1 – содержат смесь кобальта и никеля, производятся путем электролиза;
  • полосы, катодные листы, гранулы, обрезы и прочая продукция из никеля марок Н2, Н3, Н4 – содержат смесь кобальта и никеля, производятся путем электролиза, прессования отходов, температурного рафинирования, а также путем переплавки.
  • проволока, листы, прутки, ленты и полосы – полуфабрикаты марок НП1, НП2, НП3, НП4, которые содержат смесь кобальта и никеля;
  • стержни и листы полуфабрикатного анодного никеля марок НПА1 и НПА2 – содержат смесь никеля с кобальтом;
  • стержни и листы непассивирующегося анодного никеля марки НПАН – полуфабрикатный Ni, дополненный присадками на основе кобальта;
  • кремнистый никель марки НКО,2 с присадками на основе кобальта – поступает на рынок в виде проволоки;
  • марганцевый никель с присадками на основе кобальта (марки НМц1, НМц2, НМц2,5 и НМц5) – содержит смесь Ni и кобальта, поступает на рынок в виде проволоки.

Преимущества и недостатки

Преимущества:

  • жаропрочность и  устойчивость к воздействию высоких температур;
  • устойчивость против коррозионных воздействий, стабильность, которую Ni демонстрирует во многих агрессивных средах.

Выраженный недостаток у никеля только один: заключается он в высокой стоимости материала.

Области применения

Чаще всего никель входит в состав конструкционных сплавов. В обязательном порядке Ni содержат нержавеющие стали, ведь благодаря данному элементу химическая стойкость материалов существенно возрастает.

Хорошая пластичность, которая сочетается с достаточно высокой вязкостью, делает никель востребованным в производстве защитной брони. Что касается приборостроения: в данной сфере востребовано такое качество никеля, как низкий коэффициент расширения при нагреве. Благодаря ему сплавы на основе никеля и железа ложатся в основу многих деталей, входящих в состав измерительного оборудования.

Сердечники электромагнитов, которые также изготавливаются из сплавов никеля и железа, находят в наше время все более широкое применение. Аналогичные сплавы применяются для изготовления монет. Они содержат от 40% до 80% никеля. Благодаря высокой магнитной проницаемости их еще называют «пермаллои». Сегодня в промышленности используется более тысячи таких сплавов. Они отличаются как по характеристикам, так и по сфере своего применения.

Очень популярны в наше время никелированные покрытия. Тонкий слой никеля, нанесенный на поверхность другого металла, защищает изделие от коррозионных процессов и повышает его эстетическую привлекательность.

Также никель нашел широкое применение в приборостроении и в кораблестроении. На его основе изготавливается разнообразное оборудование, используемое в химических лабораториях. Без специального дисперсного никеля не обойтись в некоторых отраслях химической промышленности, где данный элемент применяется в качестве эффективного катализатора. Он широко используется в электротехнике (например, в производстве современных элементов питания), а также при изготовлении ферритных материалов (пигменты для декорирования стекла, глазурь для покрытия керамической продукции и т. д.).

Разновидности продукции

Никельсодержащие полуфабрикаты изготавливаются в виде проволоки, нитей, прутков, листов, разнообразных профилей, а также в виде порошка. Аноды из никеля используются в гальванотехнике. Также для никелирования изделий из других материалов широко используется Ni, поставляемый на рынок в виде порошка.

Как рождается Ni

История открытия


Ещё до официального открытия никеля, в начале XVII века, на рудниках Саксонии существовал термин «купферникель», что означало — «ложная медь». Из этого сплава выделывали шпоры, применяли его для отделки оружия, а также для ювелирных изделий. По одной из версий, название восходит к собственному имени Nikolaus — так по преданию звали злого духа из немецкой мифологии, который охранял этот металл и мешал горнякам.


Прошло примерно полвека, прежде чем шведский учёный Аксель Фредерик Кронстедт в 1751 году обнаружил в купферникеле «существование особенного металла». Ему удалось получить зелёный окисел и путём восстановления последнего — новый металл, названный никелем. Однако в последующие два десятка лет это открытие оспаривалось. При этом господствовала точка зрения, что Кронстедт получил не новое простое вещество, а какое–то соединение с серой — то ли железа, то ли висмута, то ли кобальта, то ли какого–то другого металла. И только в 1775 году другой швед — Бергман — выполнил исследования, позволявшие заключить, что никель — это всё же простое вещество. Окончательно никель как элемент утвердился только в начале XIX века, в 1804 году, после скрупулёзных исследований немецкого химика Рихтера, который для очистки провёл 32 перекристаллизации никелевого купороса (сульфата никеля) и в результате восстановления получил чистый металл.


Интересно и другое: никель довольно редко встречается в земной коре, но в сто раз чаще — в ядре Земли, где он второй по численности элемент после железа. Мировой лидер по добыче никеля — наша страна. При этом в царской России не было собственной никелевой промышленности. Этот ценный металл приходилось ввозить из–за границы. Соответствующая отрасль металлургии у нас была создана только при советской власти, а первый никелевый завод начал работать в 1934 году на Урале.

В недрах Таймыра


История Норильска непосредственно связана с комбинатом, а следовательно, и с добычей никеля. В 1938 году Авраамию Завенягину приходилось доказывать, что на Таймыре можно проводить выплавку никеля по полному циклу, получая на выходе чистый металл. До этого предполагалось, что здесь будут только добывать руду и выплавлять файнштейн, а перерабатывать его — уже на материке. При таком неполном цикле не было нужды в мощных электростанциях, развитой инфраструктуре, большом штате высококлассных специалистов. В этом случае и сам Норильск стал бы совсем иным. Чтобы доказать реальность своих планов, Завенягину нужно было привезти в Москву образец чистого металла, полученного в Норильске. Для этого в 1938 году был открыт опытно–металлургический цех. Уже через несколько месяцев там выплавили первый слиток норильского никеля — размером с портсигар.


В ночь с 23 на 24 февраля 1942 года, когда страна отпраздновала годовщину Красной армии, на ещё не достроенном Большом металлургическом заводе (так первоначально назывался никелевый) в холодном цехе запустили первый агрегат и получили никелевый штейн (полуфабрикат никеля — сульфидный сплав). 9 марта был пущен первый конвертор БМЗ — получен файнштейн. Для его переработки нужно было смонтировать обжигово–восстановительный и электролитный цеха. Сделали и это: 24 апреля на Малом металлургическом заводе выплавлен черновой никель, а 29 апреля Норильский комбинат выдал первый чистый электролитный никель. Эта была настоящая


победа норильских металлургов, их вклад в победу в Великой Отечественной войне.

Технология успеха


Сейчас среди мировых компаний, производящих этот металл, «Норникель» занимает третье место. Порядка 23% от общей добычи никеля в мире приходится на «Норникель». При этом цена этого металла на рынке постоянно колеблется: сейчас на Лондонской бирже его стоимость составляет примерно 14 тысяч долларов за тонну.


В 2019 году Заполярным филиалом было выработано более 200 тысяч тонн никеля в файнштейне, который был отправлен на Кольскую ГМК. В чистом виде никель в Норильске перестали производить с закрытием никелевого завода в 2016 году. Закрыв устаревшее производство, в компании перераспределили мощности среди предприятий, сохранив при этом объёмы выпуска продукции и снизив вредные выбросы.


Технологическая цепочка добычи никеля сложная и продолжительная. Сперва горные предприятия — в Большом Норильске их шесть — поднимают руду. На Норильском и Талнахском месторождениях она бывает трёх типов: богатая, медистая и вкрапленная. Затем руда перерабатывается обогатителями на норильской и талнахской обогатительных фабриках, где проходит три этапа — дробление, измельчение и флотацию.


Далее полученный никелевый концентрат откачивается на Надеждинский металлургический завод. Там в печах взвешенной плавки он подвергается плавлению с получением медно–никелевого штейна, из которого, в свою очередь, в конверторах получается файнштейн, являющийся сейчас конечной товарной продукцией Заполярного филиала. Далее файнштейн разливается и охлаждается в течение 72 часов, а после — отгружается в Дудинку. Оттуда на судах морского флота «Норникеля» транспортируется на Кольскую ГМК для дальнейшей переработки.

Товарный вид

Химия


Никель используется для получения разных реактивов. Он отличается коррозионной стойкостью к воздействию высоких температур и большой концентрации растворов, не покрывается ржавчиной в окружающей атмосфере, в щелочах, в горячем и холодном виде, а также в органических и неорганических кислотах.

Медицина


Никель применяется в ортодонтии: в никель–хромовых сплавах и нитиноловой проволоке, в припоях белого золота и различных типов стали, используемых в ортодонтической практике. Сплав нержавеющей стали и никеля — самый распространённый материал для брекетов, они идеально фиксируются на зубах и обладают высокой прочностью.

Аккумуляторы


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. Их используют в морском и речном транспорте, в авиации, в военной технике, в устройствах радиосвязи.

Сплавы


Сплавы никеля и хрома — нихромы — жаропрочны, отличаются высокой коррозионной стойкостью, в том числе к кислотам. Применяются при изготовлении муфельных печей, теплообменников и трубопроводов, в качестве деталей газовых турбин.

справочник-сталь тонколистовая,

Что такое нержавеющая сталь?

Согласно Европейскому стандарту EN 10020, сталь — железо-углеродистый сплав, содержащий в составе менее 2 % углерода, материалы с более высоким углеродистым содержанием — названы чугуном (Табл. ниже).





Чугун

Fe + C > 2%

Углеродистая сталь

Fe + C < 2%

Спецсталь

Fe + C < 2% + (Cr, Ni, Mo, и т. д.,)>5%

Нержавеющая сталь

Fe + C<1.2% + Cr>10.5%

Чугун
Fe + C > 2%
Углеродистая сталь
Fe + C < 2%
Спецсталь
Fe + C < 2% + (Cr, Ni, Mo, и т.д.,)>5%
Нержавеющая сталь
Fe + C<1.2% + Cr>10.5%

Нержавеющие стали — эту группу коррозиестойких сталей объединяет общая черта — содержание минимум 10.5 % хрома. Также могут присутствовать другие легирующие элементы — Никель, Молибден, Титан, Ниобий и др., так же определяющие свойства стали. Механические свойства и поведение в обслуживании различных типов зависят в первую очередь от их состава. Правильный выбор марки — гарантирует длительный и успешный срок службы стали. Постоянное увеличение использования нержавеющей стали в многих отраслях промышленности связано с ее выдающимися качествами: превосходного сопротивления коррозии, высокой прочности, хорошей свариваемости и легкости при холодной формовке.

Типы нержавеющих сталей

Cотношения между Ni и Cr для различных типов нержавеющих сталей. [PH steels — дисперсионно-упрочненные (закаленные) стали].

Есть пять основных категорий нержавеющей стали, основанных на их микроструктурах — Аустенитные (Austenitic), Ферритные (Ferritic), Дуплексные, Мартенситные (Martensitic), Жаропрочные — (Рис1). Сорта Аустенические — не магнитные и в дополнение к хрому, обычно на уровне на 18 %, содержат никель, который увеличивает сопротивление коррозии. Аустенитные нержавеющие стали — наиболее широко используемая группа нержавеющихсталей. С повышенным содержанием хрома, 20 % —  25 % и никеля, 10 % — 20 %, аустенитные нержавеющие стали — лучше сопротивляются окислению при высоких температурах и могут использоваться в частях печей, топках, муфельных печах: они называются жаропрочными сталями. Ферритные сорта — магнитные, имеют низкое углеродистое содержание и Хром как главный элемент, обычно на и уровне 13 % — 17 %. Дуплексные нержавеющие стали имеют смешанную, ферритно/аустенитную структуру.

Содержание хрома изменяется от 18 % до 28 % и никеля от 4.5 % до 8 %. Дуплексные сорта находят свое применение в средах, где высокое содержание хлорида. Мартенситные сорта магнитные, содержат обычно 12 % хрома и умеренный уровень углерода. Они — упрочняются, закалкой и отпуском подобно простым углеродистым сталям, и находят поэтому применение главным образом в изготовлении столовых приборов, режущих инструментов и общем машиностроении. Упрочненные стали (Рис. 2) имеют содержание хрома обычно в 17 % с дополнениями никеля, меди и ниобия. Поскольку эти стали могут быть укреплены и хорошо сопротивляются процессу старения, они идеальны для шахтных насосов, шпинделей клапанов и космических компонентов.

Аустенитные и ферритные сорта составляют приблизительно 95 % среди используемых нержавеющих сталей.

Определение Марок


400 Мартенситные марки — Типичный сорт: 410


Хром (12-18 %), магнитный и может быть укреплен обработкой высокой температурой. Типичное использование: крепеж, соединительные детали, промышленные насосы

400 Ферритные марки — Типичный сорт: 430


Хром (12-18 %), «низкий» углерод, магнитный, но не высокая температура обработки. Типичное использование: бытовые приборы, отделка, кухонная утварь

200/300 Ряд Austenitic — Типичный сорт: 304


Хром (17-25 %)/Никель (8-25 %), немагнитный, не укрепленный высокой температурой. Имеет высокую прочность при холодной работе. Дополнения молибдена (до 7 %) могут увеличивать сопротивление коррозии. Типичное использование: пищевое оборудование, химическое оборудование, архитектурные применения

Дисперсионно укрепленные (закаленные) марки — Типичный сорт: 17-4


Хром (12-28 %)/ Никель (3-9 %), с добавлением Меди (3-4%) и Ниобия или Кобальта. Имеют мартенситную или аустенитную структуру. Укрепляются дисперсионным твердением в течение термообработки. Типичное использование: Клапаны, приводы, нефтехимическое оборудование

Дуплексные марки — Типичный сорт: 2205


Хром (18-25 %)/ Никель (4-7 %) и до 4 % молибдена. Более стойкие коррозии под давлением (напряжением), чем аустенитные, и все же достаточно жесткие, чем полностью ферритные сплавы. Типичное использование: Трубопроводы, камеры давления, котлы, силовые передачи, валы.

Выгоды от Нержавеющей стали


Срок службы


Когда рассматриваются полные затраты цикла жизни, нержавеющая сталь — часто наименее дорогой выбор.

Низкие Затраты Обслуживания


Нержавеющая сталь обычно лишь требует периодической очистки, с использованием домашних моющих средств и воды. Поверхности должны быть вымыты повторно водой и протерты. Следует использовать мягкую губку, не применяя абразивных паст.

Простота Изготовления


Современные методы металлообработки подразумевают, что Нержавеющая сталь может быть порезана, сварена, сформована и обработана так же как традиционные стали и другие материалы.

Сопротивление Коррозии


Более низкие сорта сопротивляются коррозии в нормальных атмосферных и водных средах, в то время как более высокие сорта могут сопротивляться коррозии во многих кислотах и щелочах, и некоторых хлористых растворах, присущих окружающим средам, типичных для многих обрабатывающих заводов.

Прочность


Механические свойства Нержавеющих сталей позволяют снизить толщины используемых материалов, таким образом сокращая вес без риска снижения прочностных характеристик. Аустенитные и Дуплексные сорта не теряют прочности и при низких температурах, при учете меньших толщин по сравнению с традиционными сортами. Таким образом достигается существенная экономия по отношению к альтернативным материалам.

Гигиена


Нержавеющая сталь признанна как наиболее гигиеническая поверхность для подготовки пищевых продуктов. Уникальность поверхности Нержавеющей стали в том, что она не имеет пор или трещин для проникновения грязи или бактерий. Это свойство простой очищаемости по отношению к другим поверхностям, делает Нержавеющая сталь первым выбором в строгих гигиенических условиях, например, больницах, общественных кухонь, скотобойнях, пищевого оборудования, перерабатывающих предприятиях АПК.

Эстетический внешний вид


Яркая, легко обслуживаемая поверхность нержавеющей стали обеспечивает привлекательный и современный внешний вид изделий, является идеальной для широкого и растущего диапазона архитектурных и декоративных приложений.

;»>

Нержавеющие стали — эту группу коррозиестойких сталей объединяет общая черта — содержание минимум 10.5 % хрома. Также могут присутствовать другие легирующие элементы — Никель, Молибден, Титан, Ниобий и др. , так же определяющие свойства стали. Механические свойства и поведение в обслуживании различных типов зависят в первую очередь от их состава. Правильный выбор марки — гарантирует длительный и успешный срок службы стали. Постоянное увеличение использования нержавеющей стали в многих отраслях промышленности связано с ее выдающимися качествами: превосходного сопротивления коррозии, высокой прочности, хорошей свариваемости и легкости при холодной формовке.

Типы нержавеющих сталей

Cотношения между Ni и Cr для различных типов нержавеющих сталей. [PH steels — дисперсионно-упрочненные (закаленные) стали].

Есть пять основных категорий нержавеющей стали, основанных на их микроструктурах — Аустенитные (Austenitic), Ферритные (Ferritic), Дуплексные, Мартенситные (Martensitic), Жаропрочные — (Рис1). Сорта Аустенические — не магнитные и в дополнение к хрому, обычно на уровне на 18 %, содержат никель, который увеличивает сопротивление коррозии. Аустенитные нержавеющие стали — наиболее широко используемая группа нержавеющих сталей. С повышенным содержанием хрома, 20 % —  25 % и никеля, 10 % — 20 %, аустенитные нержавеющие стали — лучше сопротивляются окислению при высоких температурах и могут использоваться в частях печей, топках, муфельных печах: они называются жаропрочными сталями. Ферритные сорта — магнитные, имеют низкое углеродистое содержание и Хром как главный элемент, обычно на и уровне 13 % — 17 %. Дуплексные нержавеющие стали имеют смешанную, ферритно/аустенитную структуру.

Содержание хрома изменяется от 18 % до 28 % и никеля от 4.5 % до 8 %. Дуплексные сорта находят свое применение в средах, где высокое содержание хлорида. Мартенситные сорта магнитные, содержат обычно 12 % хрома и умеренный уровень углерода. Они — упрочняются, закалкой и отпуском подобно простым углеродистым сталям, и находят поэтому применение главным образом в изготовлении столовых приборов, режущих инструментов и общем машиностроении. Упрочненные стали (Рис. 2) имеют содержание хрома обычно в 17 % с дополнениями никеля, меди и ниобия. Поскольку эти стали могут быть укреплены и хорошо сопротивляются процессу старения, они идеальны для шахтных насосов, шпинделей клапанов и космических компонентов.

Аустенитные и ферритные сорта составляют приблизительно 95 % среди используемых нержавеющих сталей.

Определение Марок
400 Мартенситные марки — Типичный сорт: 410
Хром (12-18 %), магнитный и может быть укреплен обработкой высокой температурой. Типичное использование: крепеж, соединительные детали, промышленные насосы

400 Ферритные марки — Типичный сорт: 430
Хром (12-18 %), «низкий» углерод, магнитный, но не высокая температура обработки. Типичное использование: бытовые приборы, отделка, кухонная утварь

200/300 Ряд Austenitic — Типичный сорт: 304
Хром (17-25 %)/Никель (8-25 %), немагнитный, не укрепленный высокой температурой. Имеет высокую прочность при холодной работе. Дополнения молибдена (до 7 %) могут увеличивать сопротивление коррозии. Типичное использование: пищевое оборудование, химическое оборудование, архитектурные применения

Дисперсионно укрепленные (закаленные) марки — Типичный сорт: 17-4
Хром (12-28 %)/ Никель (3-9 %), с добавлением Меди (3-4%) и Ниобия или Кобальта. Имеют мартенситную или аустенитную структуру. Укрепляются дисперсионным твердением в течение термообработки. Типичное использование: Клапаны, приводы, нефтехимическое оборудование

Дуплексные марки — Типичный сорт: 2205
Хром (18-25 %)/ Никель (4-7 %) и до 4 % молибдена. Более стойкие коррозии под давлением (напряжением), чем аустенитные, и все же достаточно жесткие, чем полностью ферритные сплавы. Типичное использование: Трубопроводы, камеры давления, котлы, силовые передачи, валы.

Выгоды от Нержавеющей стали
Срок службы
Когда рассматриваются полные затраты цикла жизни, нержавеющая сталь — часто наименее дорогой выбор.

Низкие Затраты Обслуживания
Нержавеющая сталь обычно лишь требует периодической очистки, с использованием домашних моющих средств и воды. Поверхности должны быть вымыты повторно водой и протерты. Следует использовать мягкую губку, не применяя абразивных паст.

Простота Изготовления
Современные методы металлообработки подразумевают, что Нержавеющая сталь может быть порезана, сварена, сформована и обработана так же как традиционные стали и другие материалы.

Сопротивление Коррозии
Более низкие сорта сопротивляются коррозии в нормальных атмосферных и водных средах, в то время как более высокие сорта могут сопротивляться коррозии во многих кислотах и щелочах, и некоторых хлористых растворах, присущих окружающим средам, типичных для многих обрабатывающих заводов.

Прочность
Механические свойства Нержавеющих сталей позволяют снизить толщины используемых материалов, таким образом сокращая вес без риска снижения прочностных характеристик. Аустенитные и Дуплексные сорта не теряют прочности и при низких температурах, при учете меньших толщин по сравнению с традиционными сортами. Таким образом достигается существенная экономия по отношению к альтернативным материалам.

Гигиена
Нержавеющая сталь признанна как наиболее гигиеническая поверхность для подготовки пищевых продуктов. Уникальность поверхности Нержавеющей стали в том, что она не имеет пор или трещин для проникновения грязи или бактерий. Это свойство простой очищаемости по отношению к другим поверхностям, делает Нержавеющая сталь первым выбором в строгих гигиенических условиях, например, больницах, общественных кухонь, скотобойнях, пищевого оборудования, перерабатывающих предприятиях АПК.

Эстетический внешний вид
Яркая, легко обслуживаемая поверхность нержавеющей стали обеспечивает привлекательный и современный внешний вид изделий, является идеальной для широкого и растущего диапазона архитектурных и декоративных приложений.

Влияние никеля в водоснабжении на здоровье


В сантехнике есть вопрос, о котором часто забывают или не обращают на него внимание специально – это никелирование латунных соединителей, которые могут использоваться в системах питьевой воды. Никель влияет на здоровье человека и способен привести к целому ряду неприятных эффектов.


Никель является необходимым и важным для организма элементом, но в небольших количествах. Он служит для образования гормонов, участвует в снабжении клеток кислородом и содержится в таких продуктах как рыба, шоколад, лук, капуста и прочее. Также этот элемент может попасть в организм человека через дыхательные пути и с питьевой водой, если используются никелированные элементы и их поверхность контактирует с водой.


Вредным считается не только переизбыток, но и дефицит этого вещества, но если человек питается разнообразно и полноценно, то проблем с дефицитом не возникнет.


Избыток никеля может привести к аллергии. Проявляться это может сыпью на коже, либо насморком и воспалением конъюктивы.


На практике с никелированными соединениями можно столкнуться, если используются многослойные или полипропиленовые трубы, в них фитинги и резьбовые соединения могут быть покрыты никелем и иметь контакт с водой. Производители прибегают к таким способам для того, чтобы обеспечить дополнительную защиту латуни, которая для снижения цены применяется более низкого качества. Это спасает ее от коррозии.


Меры, которые принимает компания KAN в вопросах никелирования:


Компания KAN использует в своих системах водоснабжения и отопления фитинги из полимера PPSU, который абсолютно нейтрален для питьевой воды, а также из латуни, стойкой к выщелачиванию, без использования дополнительных покрытий. Такие соединители  могут безопасно использоваться в системах питьевого водоснабжения.



В компании КИТ-Маркет вы можете купить широкий ассортимент материалов для комплектации систем отопления, теплых водяных полов, водоснабжения под брендом KAN-therm:


— трубы из сшитого полиэтилена;


— многослойные металлопластиковые трубы;


— трубы из полипропилена;


— трубы из стали;


— фитинги, автоматику и прочие комплектующие.

Никель — крайне важный элемент для современных суперсплавов

Никель — металл, простое вещество, элемент таблицы Менделеева, обозначается Ni. Название элемент получил от имени двуличного и злобного саксонского духа Николаса. Из-за «его происков» горняки, добывающие медную руду, находили руду NiAs, с виду похожую на медную, но на самом деле медь не содержащую. К тому же эта руда при работе выделяла ядовитые газы мышьяка.

Никеля на Земле много. Есть гипотеза, что ядро планеты является железно-никелевым, однако в природе никель в самородном виде не встречается. Чаще всего его можно найти в минералах, содержащих кроме никеля серу, мышьяк, железо, медь, серебро, кобальт, магний, висмут, платиноиды. Зато чистый никель находят в метеоритах.

Свойства

Никель — светлый, блестящий металл, который не темнеет от соприкосновения с воздухом или водой, не ржавеет, не тускнеет с течением времени. Это объясняется образованием на поверхности прочной оксидной пленки, из-за которой никель относится к химически малоактивным металлам. В химических реакциях может проявлять степень окисления от +1 до +4, чаще всего +2. Легко вступает в реакции с разбавленной азотной кислотой (концентрированная кислота пассивирует металл), с концентрированной серной кислотой при нагреве. С соляной кислотой и разбавленной серной реагирует, но очень медленно. С угарным газом СО образует токсичный и летучий карбонил Ni(CO)4. С водой и щелочами не взаимодействует. Растворимые соли никеля обычно окрашивают раствор в зеленый цвет.

Металл — ферромагнетик. В чистом виде пластичен, легко поддается ковке и прокату. Обладает крайне малым коэффициентом расширения при нагревании. Мелкодисперсионный порошок обладает способностью к самовозгоранию на воздухе.

Никель, содержащийся в сплаве, контактирующем с человеческой кожей (например, в бижутерии, ювелирных изделиях, часах), может вызывать аллергию. В тоже время в микродозах он жизненно необходим для нормального функционирования организма человека, животных и растений; участвует в ферментивных процессах, но избыток никеля вреден.

Применение

— В промышленности никель используется для получения сплавов с особыми свойствами: тугоплавких, коррозионноустойчивых, с низким коэффициентом расширения, с высоким электросопротивлением и т.п.  Сплавы никеля применяют в изготовлении деталей для нужд космической, авиационной, военной, машиностроительной, атомной индустрии, в газотурбинных силовых установках, в аппаратах для телевидения, радиолокации. Ni входит в состав ювелирного сплава «белое золото», некоторых марок нержавеющей стали, сплавов для монет, для протезирования и изготовления брекетов в стоматологии.
— Покрытие другого металла тончайшим слоем никеля имеет защитный эффект, так как никель очень коррозиоустойчив.
— В электротехнике металл идет на изготовление катодов для аккумуляторов.
— В химической индустрии особый кристаллический пористый порошок никеля с добавками (никель Ринея) применяется как катализатор. Мелкодисперсионный реактив используется как фильтр для газов, топлива и некоторых других веществ; для производства супертвердых сплавов.
— Выпускают химически устойчивые трубы для перекачки щелочей на хим.предприятиях; конденсаторы в производстве водорода; химические, научные и медицинские инструменты; химическую посуду; емкости для хранения агрессивных веществ, эфирных масел, пищевых продуктов; проволоку для подводных кабелей.
— В лабораторной практике стандарт-титр «никель» (кстати, его можно купить в нашем магазине) необходим для настройки оборудования, определяющего содержание никеля.
— Радионуклид 63Ni используется в газохроматографии и для изготовления газонаполненных ламп крайтронов.
— Из никеля изготавливают обмотку струн для музыкальных инструментов.
— Ni в микродозах входит в состав косметики и бытовой химии.

Никель — Информация об элементе, свойства и использование

Расшифровка:

Химия в ее элементе: никель

(Promo)

Вы слушаете Химию в ее элементе, представленную вам Chemistry World, журналом Королевского химического общества.

(Конец промо)

Meera Senthilingam

На этой неделе даже художественные галереи могут зажечь химические или стихийные дискуссии.Андреа Селла.

Андреа Селла

Несколько лет назад я пошел с другом на небольшую выставку в Лондонской национальной галерее. Это была редкая возможность увидеть шедевры из галереи Doria Pamphilii в Риме. Центральным элементом был знаменитый портрет Папы Иннокентия X работы Веласкеса, захватывающий снимок одного из самых влиятельных людей своего времени, сурового персонажа на позолоченном троне с аккуратной бородкой и жестоким и бескомпромиссным блеском в глазах. .

Напротив него висели тревожные «Три кричащих папы» Фрэнсиса Бэкона, кошмарные варианты на тему Веласкеса.Снимки были настолько уродливыми и жестокими, что я инстинктивно моргнул и посмотрел в сторону, вверх. Неожиданно мой взгляд упал на набор золотых букв в верхней части дверного проема. Я хихикнула, и мой друг сказал мне: «Что смешного? Эти фотографии просто ужасны ».

«Монд», — ответил я, — «представь, найду его здесь».

‘Кто?’ — спросила она озадаченно.

«Монд», — ответил я. «Эту галерею создал Людвиг Монд, химик, сделавший никель доступным для всего мира». Я полностью ожидал, что она закатит глаза и одарит меня тем жалостливым взглядом, который женщины оставляют для того момента, когда наконец раскроется настоящий ботаник в мужчине.

Но этого не было.

«Я никогда о нем не слышала», — сказала она. — Он это обнаружил?

‘No. Он этого не сделал. Никель был известен задолго до этого — его использовали в Китае и Перу для производства стали. Но только в 19 веке два шведских химика, Кронштедт и Бергманн, установили, что это элемент. Он был назван никелем в честь одной из руд, красноватого материала, который немецкие горняки называли купферникелем — медью Святого Николая.«

» Но разве никель не противен? Не было ли проблем с никелевыми украшениями? — спросил мой друг.

‘Да. Никель уже давно используется в сплавах и для металлизации других металлов — никель обеспечивает прочное и блестящее покрытие, защищающее объект от коррозии ».

«О, ты имеешь в виду, что немного похоже на хромирование».

‘Да, немного похоже на хром, но менее вульгарно — хром дает блестящий блеск. Никель более сдержанный ».

‘Вы имеете в виду классно.«

» Думаю, да. Но проблема в том, что при контакте с кожей, как и в ювелирных изделиях, крошечного количества никеля, растворяющегося в поте владельца, было достаточно, чтобы вызвать кожные реакции у некоторых людей, и использование никеля оказалось не очень удачной идеей. ‘

— А как насчет Монд?

‘Ага. Верно.’ Я ответил. Монд был немецким химиком, переехавшим в Великобританию. И у него была проблема — он пропускал угарный газ через никелевые клапаны, и они постоянно выходили из строя и протекали.То, что Монд и его помощник Лангер обнаружили, было замечательным: его клапаны корродировали, потому что металл реагировал с угарным газом, образуя соединение, называемое карбонилом никеля ».

«И что?»

«Карбонил никеля оказался очень летучей бесцветной жидкостью, которая кипит чуть ниже комнатной температуры».

‘Хммм. — Немного мерзко звучит, — с сомнением сказала она.

‘О да. Очень. Поскольку он очень летучий, вам нужно быть очень осторожным, когда вы обращаетесь с ним, поскольку если вы его вдохнете, он разложится с выделением ядовитого монооксида углерода и выбросит металлический никель в ваши легкие.Так что это действительно очень опасно. Но в каком-то смысле и в этом вся прелесть: карбонил никеля невероятно хрупок. Если его нагреть, он разлетится на куски, и вы получите обратно и никель, и окись углерода. Итак, у Монд был восхитительно простой способ отделить и очистить никель от любого другого металла. Более того, он мог переработать окись углерода ».

«Вау.»

‘Монд был не просто наблюдательным химиком. К тому же он был довольно сообразительным бизнесменом. Он запатентовал свой процесс и открыл бизнес по продаже чистейшего никеля по ценам намного ниже, чем у кого-либо другого.Он заработал огромное состояние, а затем постепенно расширился в другие области химии. Его фирма в конечном итоге станет ядром Imperial Chemical Industries, ICI, конгломерата, созданного для защиты британских интересов от, по иронии судьбы, натиска растущей немецкой химической промышленности ».

«Так что люди делают с никелем сегодня, если он такой мерзкий?» — спросила она.

‘Ну, это не так уж и плохо, если вы будете осторожны в том, для чего его используете. В 1960-х годах другой немецкий химик по имени Вилке разработал соединения никеля в качестве дешевых и простых катализаторов для нефтехимической промышленности, скрепляющих вместе небольшие молекулы углерода.Он также используется во всех видах сплавов. Есть инвар, разновидность металлического пирекса, который не расширяется и не сжимается при изменении температуры. Есть монель, сталь, настолько устойчивая к коррозии, что выдерживает даже фтор, который проникает сквозь все подряд. И есть действительно странный металл с эффектом памяти, сплав, который независимо от того, как сильно вы его скручиваете и сгибаете, запоминает свою первоначальную форму и возвращается к ней. А еще есть суперсплавы из никеля и алюминия с добавлением бора, которые очень легкие и становятся более прочными при нагревании — поэтому они используются в самолетах и ​​ракетных турбинах.’

Я видел, что зашел слишком далеко. Мы снова повернулись к Папе. «Он, должно быть, был синяком», — сказал я.

‘Знаешь, что мне в тебе нравится?’ — спросил мой друг, сжав мою руку. «Дело в том, что мы ходим смотреть картины, и в конечном итоге я слышу о странных вещах».

«И ты знаешь, что мне в тебе нравится», — ответил я. «Дело в том, что ты меня развлекаешь, когда я ухожу».

Вы, наверное, ждете, что я скажу, что все закончилось благополучно. Этого не произошло, и я не видел ее много лет.Но, как ни странно, каждый раз, когда я думаю о никеле, я думаю о ней. И мерзкий взгляд Папы на меня.

Meera Senthilingam

Итак, суперсплавы, отношения и папа, какие разнообразные химические мысли и истории вызывает никель. Это была Андреа Селла из UCL с современной историей никеля. Теперь на следующей неделе открытие ксенона.

Питер Уотерс

История ксенона началась в 1894 году, когда лорд Рэлей и Уильям Рамзи исследовали, почему азот, извлеченный из химических соединений, примерно на полпроцента легче азота, извлеченного из воздуха — наблюдение, впервые сделанное Генри Кавендишем 100 годами ранее.Рамзи обнаружил, что после того, как атмосферный азот прореагировал с горячим металлическим магнием, остается крошечная доля более тяжелого и даже менее химически активного газа. Они назвали этот газ аргон от греческого слова «ленивый или неактивный», чтобы отразить его крайнюю инертность. Проблема заключалась в том, где этот новый элемент вписывается в периодическую таблицу элементов Менделеева? Не было никаких других известных элементов, на которые он напоминал, что заставило их подозревать, что существует целое семейство элементов, которые еще предстоит открыть. Что примечательно, так оно и было.

Meera Senthilingam

И чтобы послушать, как эта история обернулась, что привело к открытию нового семейства элементов, а также ксенона, которые будут освещать наши дороги и двигать космические корабли, присоединитесь к Питеру Уотерсу из Кембриджского университета на следующей неделе в программе Chemistry in его элемент. А пока спасибо за внимание, я Мира Сентилингам

(Промо)

(Конец промо)

фактов о никеле | Живая наука

Никель — твердый серебристо-белый металл, прочность, пластичность и устойчивость к нагреванию и коррозии делают его чрезвычайно полезным для разработки самых разных материалов — от проволоки до монет и военной техники.

Этот чрезвычайно полезный металл занимает 28-е место в периодической таблице элементов, между кобальтом и медью. Никель является довольно хорошим проводником электричества и тепла и является одним из четырех элементов (кобальт, железо, никель и гадолиний), которые являются ферромагнитными (легко намагничиваются) при комнатной температуре. Никель является переходным металлом, что означает, что у него валентные электроны в двух оболочках вместо одной, что позволяет ему образовывать несколько различных степеней окисления.

Discovery

Открытие никелевой руды в Европе 17-го века — это история ошибочной идентичности и суеверий.В 1600-х годах немецкие горняки в поисках меди в Рудных горах наткнулись на ранее неизвестную никелевую руду (известную сегодня как арсенид никеля или никколит) — бледно-коричнево-красную породу никеля и мышьяка. Полагая, что они обнаружили еще одну медную руду, горняки попытались добыть медь, но, конечно, породы не дали. Разочарованные горняки обвинили Никеля, озорного демона из немецкой мифологии, в том, что он разыграл их, и начали называть руду купферникелем, что переводится как «медный демон».»

Примерно столетие спустя, в 1751 году, шведский алхимик барон Аксель Фредрик Кронштедт попытался нагреть купферникель древесным углем и обнаружил, что его различные свойства — такие как белый и магнитный — ясно показали, что это не медь. первый человек, который извлек никель и выделил его как новый элемент. Он отказался от названия «купфер» и назвал новый элемент никелем.

Где на Земле?

Никель является пятым по распространенности элементом на Земле.Однако, по данным Chemicool, его концентрация под земной корой в 100 раз больше, чем в ней. Фактически, никель считается вторым по распространенности элементом во внутреннем ядре Земли, а железо с большим отрывом занимает первое место.

Никель обычно находится в двух типах месторождений: латеритных месторождениях, которые являются результатом интенсивного выветривания поверхностных богатых никелем пород, и месторождениях магматических сульфидов. Никель также можно найти в марганцевых конкрециях и корках на глубоком морском дне, но, по данным Geology, в настоящее время они не добываются.com. Основными минеральными источниками никеля являются лимонит, гарниерит и пентландит.

В 1848 году Норвегия стала первым крупным предприятием по выплавке никеля. Здесь они использовали никелевую руду, известную как пирротин. В 1883 году крупные месторождения никеля были обнаружены в бассейне Садбери в Канаде, где сегодня добывается около 30 процентов мирового никеля. Считается, что это крупное месторождение никеля связано с падением древнего метеорита. В начале 1900-х годов в России и Южной Африке было обнаружено больше никеля, что позволило никелю занять прочное место в промышленности.

Электронная конфигурация и элементные свойства никеля. (Изображение предоставлено: Грег Робсон / Creative Commons, Андрей Маринкас Shutterstock)

Только факты

  • Атомный номер (число протонов в ядре): 28
  • Атомный символ (в периодической таблице элементов): Ni
  • Атомный вес (средняя масса атома): 58,6934
  • Плотность: 8,912 грамма на кубический сантиметр
  • Фаза при комнатной температуре: твердое вещество
  • Точка плавления: 2651 градус Фаренгейта (1455 градусов Цельсия)
  • Точка кипения: 5275.4 F (2,913 C)
  • Число изотопов (атомов одного элемента с разным числом нейтронов): 5 стабильных; 26 нестабильный
  • Самый распространенный изотоп: NI-58 (68,077% естественного содержания)

Немногие вещи сделаны из чистого никеля. Вместо этого никель, как правило, играет поддерживающую и стабилизирующую роль в производстве материалов для промышленности; его обычно комбинируют с другими металлами для получения более прочных, блестящих и долговечных изделий. Никель обычно используется в качестве внешнего защитного покрытия для более мягких металлов.

Благодаря своей способности выдерживать чрезвычайно высокие температуры, никель является предпочтительным металлом для изготовления суперсплавов — металлических комбинаций, известных своей высокой прочностью, а также устойчивостью к нагреванию, коррозии и окислению. Фактически, примерно 65 процентов никеля используется для производства нержавеющей стали, а еще 20 процентов используется для производства других сталей и сплавов, не содержащих железо, включая узкоспециализированные военные, аэрокосмические и промышленные применения, по данным Института никеля. Около 9 процентов используется для гальваники, а 6 процентов идет на другие виды применения, такие как монеты, батареи и электроника.

Денежные переговоры

Поскольку никель — такой прочный и устойчивый к коррозии материал, он является отличным металлом для изготовления монет. Первой монетой, содержащей металлический никель, была монета Flying Eagle в один цент, американская монета, сделанная из 12 процентов никеля и 88 процентов меди. Эта монета, которая также была первой, получившей название «никель», хранилась только два года, между 1857–1858 гг.

Пять центов никеля были введены несколько лет спустя, в 1866 году, сразу после окончания Гражданской войны.До войны большинство монет все еще было из золота и серебра, что придавало им истинную ценность. Когда начали распространяться слухи о войне, люди начали копить эти ценные монеты, что привело к резкому падению экономики. Чтобы компенсировать нехватку монет, люди начали торговать марками и банкнотами, выпущенными банками и магазинами. Правительство платило банкнотами даже солдатам Союза.

Тем временем промышленник Джозеф Уортон купил несколько никелевых рудников в первые годы войны.Никель был очень необходимым металлом во время войны, так как его использовали для изготовления военной техники. Однако по окончании войны никель оказался в избытке, и Уортон, вероятно, задался вопросом, что он собирается делать со всем своим никелем. Он призвал законодателей начать выпускать больше монет с никелем. В конце концов, у людей будет гораздо меньше шансов накопить этот менее ценный металл.

Законодатели прислушались, и в 1866 году американское правительство отчеканило 15 миллионов 5-центовых монет, сделанных из 75 процентов меди и 25 процентов никеля.Никель наводнил экономику и стал самой популярной монетой в послевоенные годы.

В Соединенных Штатах никель, десять центов, четвертак и полдоллара по-прежнему изготавливаются из медно-никелевого сплава. Совершенно верно, что никелевая монета содержит больше всего никеля — 25 процентов, в то время как другие монеты содержат 8,33 процента никеля.

Кто знал?

  • Многие метеориты состоят из никелево-железного сплава. Люди в Древнем Египте считали эти богатые никелем метеориты настолько значительными, что превратили их в прекрасные объекты.Трубчатые бусы из метеоритного материала (около 30 процентов веса никеля) были обнаружены в могильных ямах на кладбище Герзех на западном берегу реки Нил. Считается, что они были похоронены около 3300 г. до н. Э.
  • Никель используется в качестве катализатора гидрирования ненасыщенных соединений в некоторых типах масел, превращая вещества из жидкостей в твердые. Никелевый катализатор может использоваться для производства маргарина, шортенинга и некоторых типов мыла.
  • Нитинол — это никелевый сплав, который запоминает свою прежнюю форму, согласно Chemicool.Если вы нагреете проволоку из этого никель-титанового сплава до 500 C (932 F), вы можете согнуть проволоку в любую форму, какую захотите. Дайте ему остыть и согните его в другую форму. Затем разогрейте проволоку — и наблюдайте, как снова появляется первая форма.
  • Взрыв сверхновой звезды 2007bi создал массу никеля, в три раза превышающую массу нашего Солнца, из-за чего расширяющиеся газы светились очень ярко в течение нескольких месяцев.
  • Аллергия на никель — одна из наиболее частых причин аллергического контактного дерматита. Распространенным раздражителем являются украшения, содержащие никель, например белое золото.
  • Швейцария произвела первую монету из почти чистого никеля в 1881 году, а Канада — крупнейший в мире производитель никеля — также в период с 1922 по 1981 год представила монету с содержанием никеля 99,9 процента стоимостью пять центов.
  • Добавление никеля в стекло придает ему зеленый цвет.
  • По данным лаборатории Джефферсона, из одного килограмма никеля можно протянуть 300 километров проволоки.

Магнетизм

Никель — один из четырех металлов, которые являются ферромагнитными, то есть они притягиваются к магнитам и сами являются магнитными.Остальные — железо, кобальт и гадолиний. Согласно Chemicool, магниты Alnico — сочетание алюминия (Al), никеля (Ni) и кобальта (Co) — являются очень сильными постоянными магнитами, которые сохраняют свой магнетизм даже при нагревании до тех пор, пока они не станут светиться красным.

Мю-металл представляет собой магнитно-мягкий сплав, состоящий примерно из 80 процентов никеля и 20 процентов железа (и небольшого количества молибдена). Му-металл имеет очень высокую проницаемость, что позволяет ему защищать чувствительное электронное оборудование от статических или низкочастотных магнитных полей.Если поместить Мю-металл между магнитом и металлом, обычное притяжение фактически исчезнет.

Токсичность

Никель является важным элементом для здорового образа жизни растений, и, по данным Института никеля, следовые количества естественным образом содержатся в большинстве овощей, фруктах, орехах и в несколько больших количествах — в шоколаде и вине.

Но, как и большинство металлов, никель имеет темную сторону, когда его слишком много попадает в организм человека. Когда большое количество никеля — известного канцерогенного вещества — накапливается в почве, воздухе или нашей пище и воде, возникает риск отравления.

Люди, работающие на рафинировании никеля, гальванике и сварке, подвергаются наибольшему риску проблем со здоровьем. Рабочие, вдыхающие следы никелевой пыли, подвергаются повышенному риску рака легких, фиброза и других заболеваний.

В 2012 году 25 никелировщиков в Египте прошли функциональные пробы печени. Результаты в подавляющем большинстве показали плохую функцию печени у никелевых рабочих по сравнению с контрольной группой. Другое исследование, проведенное в Саудовской Аравии, также выявило токсическое воздействие никеля на легкие и дыхательные пути, но исследователи также обнаружили интересный факт: употребление диетического куркумина, активного ингредиента куркумы, было связано со значительным снижением токсичности и окислительной способности. стресс.

Дополнительные ресурсы

никель | Определение, свойства, символ, использование и факты

Никель (Ni), химический элемент, ферромагнитный металл 10-й группы (VIIIb) периодической таблицы Менделеева, заметно устойчивый к окислению и коррозии.

Британская энциклопедия, Inc.

Британская викторина

118 Названия и символы из таблицы Менделеева

Периодическая таблица Менделеева состоит из 118 элементов.Насколько хорошо вы знаете их символы? В этом тесте вам будут показаны все 118 химических символов, и вам нужно будет выбрать название химического элемента, который представляет каждый из них.

4950 ° F)
Свойства элемента
атомный номер 28
атомный вес 58,69
точка плавления 1,453 ° C (2647 ° F)
плотность 8.902 (25 ° C)
степени окисления 0, +1, +2, +3
электронная конфигурация [Ar] 3d 8 4s 2

Свойства, возникновение, и использует

Серебристо-белый, прочный и твердый, чем железо, никель широко известен из-за его использования в чеканке монет, но более важен либо как чистый металл, либо в виде сплавов для многих бытовых и промышленных применений. Элементарный никель очень редко встречается вместе с железом в земных и метеорных отложениях.Металл был выделен (1751 г.) шведским химиком и минералогом бароном Акселем Фредриком Кронштедтом, который приготовил нечистый образец из руды, содержащей никколит (арсенид никеля). Раньше руда того же типа называлась Купферникель в честь «Старого Ника» и его озорных гномов, потому что, хотя она напоминала медную руду, она давала хрупкий, незнакомый металл. В два раза больше, чем меди, никель составляет около 0,007 процента земной коры; это довольно обычная составляющая магматических пород, хотя очень немногие месторождения соответствуют требованиям по концентрации, размеру и доступности для коммерческого интереса.Считается, что центральные районы Земли содержат значительные количества. Наиболее важными источниками являются пентландит, содержащийся в никельсодержащем пирротине, некоторые разновидности которого содержат от 3 до 5 процентов никеля, и халькопирит, и никельсодержащие латериты, такие как гарниерит, силикат магния и никеля переменного состава.

Металлургия никеля сложна в деталях, многие из которых сильно различаются в зависимости от конкретной обрабатываемой руды. Обычно руда превращается в трисульфид диникеля, Ni 2 S 3 (с никелем в степени окисления +3), который обжигается на воздухе с образованием оксида никеля NiO (состояние +2), который затем превращается в восстановлен углеродом для получения металла.Некоторое количество высокочистого никеля получают с помощью карбонильного процесса, упомянутого ранее. (Информацию о добыче, рафинировании и производстве никеля см. В разделе «Обработка никеля».)

Никель (атомный номер 28) похож на железо (атомный номер 26) по прочности и ударной вязкости, но больше похож на медь (атомный номер 29) по устойчивости к окислению и коррозии, что объясняет многие его применения. Никель обладает высокой электропроводностью и теплопроводностью. Более половины производимого никеля используется в сплавах с железом (особенно в нержавеющих сталях), а большая часть остального используется в коррозионно-стойких сплавах с медью (включая монель, который содержит от 60 до 70 процентов никеля, от 30 до 40 процентов. медь и небольшое количество других металлов, таких как железо), а также в жаропрочных сплавах с хромом.Никель также используется в электрически резистивных, магнитных и многих других сплавах, таких как нейзильбер (с медью и цинком, но без серебра). Нелегированный металл используется для образования защитных покрытий на других металлах, особенно путем гальваники. Тонкоизмельченный никель используется для катализирования гидрирования ненасыщенных органических соединений (например, жиров и масел).

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Никель легко получить с помощью стандартных горячих и холодных методов обработки.Никель очень медленно реагирует с фтором, в конечном итоге образуя защитное покрытие из фторида, и поэтому используется как чистый металл или в виде сплавов, таких как монель, в оборудовании для работы с газообразным фтором и коррозионными фторидами. Никель ферромагнитен при обычных температурах, хотя и не так сильно, как железо, и менее электроположителен, чем железо, но легко растворяется в разбавленных минеральных кислотах.

Природный никель состоит из пяти стабильных изотопов: никель-58 (68,27 процента), никель-60 (26.10 процентов), никель-61 (1,13 процента), никель-62 (3,59 процента) и никель-64 (0,91 процента). Он имеет гранецентрированную кубическую кристаллическую структуру. Никель является ферромагнитным до температуры 358 ° C или 676 ° F (точка Кюри). Металл уникально устойчив к действию щелочей и часто используется для изготовления емкостей для концентрированных растворов гидроксида натрия. Никель медленно реагирует с сильными кислотами в обычных условиях с выделением водорода и образованием ионов Ni 2 + .

Китай — крупнейший производитель никеля в мире.К другим крупным странам-производителям никеля относятся Россия, Япония, Австралия и Канада.

Соединения

В своих соединениях никель проявляет степени окисления -1, 0, +1, +2, +3 и +4, хотя состояние +2 является наиболее распространенным. Ni 2+ образует большое количество комплексов, включающих координационные числа 4, 5 и 6 и все основные структурные типы, например октаэдрические, тригонально-бипирамидальные, тетраэдрические и квадратные.

Соединения с никелем в состоянии +2 находят множество промышленных применений.Например, хлорид никеля, NiCl 2 , нитрат никеля, Ni (NO 3 ) 2 · 6H 2 O и сульфамат никеля, Ni (SO 3 NH 2 ) 2 ∙ 4H 2 O, используются в основном в ваннах для гальваники никеля. Сульфат никеля, NiSO 4 , также используется для никелирования, а также для приготовления катализаторов, грунтовочных эмалей и протравы (фиксаторов) для окрашивания и текстильной печати. Оксид никеля NiO и пероксид никеля Ni 2 O 3 подготовлены для использования в топливных элементах и ​​аккумуляторных батареях соответственно.Никелевые ферриты используются в качестве магнитных сердечников для различного типа электрического оборудования, такого как антенны и трансформаторы.

Типичные соединения никеля в природе, в которых он встречается главным образом в виде минералов в сочетании с мышьяком, сурьмой и серой, включают сульфид никеля, NiS; арсенид никеля, NiAs; антимонид никеля, NiSb; диарсенид никеля, NiAs 2 ; тиоарсенид никеля, NiAsS; и тиоантимонид никеля, NiSbS. В сульфиде никель находится в степени окисления +2, но во всех других указанных соединениях он находится в состоянии +3.

Среди других важных коммерческих соединений — карбонил никеля или тетракарбонилникель, Ni (CO) 4 . Это соединение, в котором никель имеет нулевую степень окисления, используется в основном в качестве носителя монооксида углерода при синтезе акрилатов (соединений, используемых при производстве пластмасс) из ацетилена и спиртов. Это было первое открытие из класса соединений, называемых карбонилами металлов (1890 г.). Бесцветная летучая жидкость образуется под действием окиси углерода на мелкодисперсный никель и характеризуется электронной конфигурацией, в которой атом никеля окружен 36 электронами.Этот тип конфигурации вполне сопоставим с конфигурацией атомов благородных газов.

The Editors of Encyclopaedia Britannica Эта статья была недавно отредактирована и обновлена ​​Адамом Огастином, управляющим редактором, Справочное содержание.

Узнайте больше в этих связанных статьях Britannica:

  • Обработка меди: Медно-никелевый

    Поскольку медь и никель полностью смешиваются (т.е.е., они тщательно перемешиваются) в твердом состоянии, образуя полный ряд твердых растворов, полезный диапазон сплавов не ограничен какими-либо определенными пределами состава, хотя некоторые составы вошли в широкое употребление.…

  • Монета

    : Монеты как исторические данные

    … стоимость, выраженная в единицах никеля (использовавшегося в исключительных случаях в Бактрии во II веке до нашей эры), мельхиора, бронзы и, во времена послевоенного напряжения, алюминия и алюминиевой бронзы в некоторых странах в качестве драгоценных металлов.Свинец, который легко разлагается, редко использовался для чеканки монет, за исключением андхрасов (жителей…

    ).

  • питание человека: минералы

    … хорошо; к ним относятся мышьяк, бор, никель, кремний и ванадий. Несмотря на продемонстрированную роль у экспериментальных животных, точная функция этих и других ультрамикроэлементов (например,g., олово, литий, алюминий) в тканях человека, и их важность для здоровья человека не ясна…

Никель | Коалиция по образованию в области полезных ископаемых

Вернуться к Периодической таблице

Год открытия

1751

обнаружил

Аксель Кронштедт из Швеции (хотя он использовался в монетах в Китае еще в 235 г. до н.э.Н.э.)

Биологический рейтинг

Необходим для всей жизни.

Описание

Названный в честь немецкого слова, означающего «дьявольская медь», никель представляет собой блестящий, податливый серебристо-белый металл. Это стабильный металл, не подверженный воздействию воздуха и воды, но растворяется в кислотах. Никель — один из трех ферромагнитных металлов (вместе с железом и кобальтом), но самый слабый из трех. Никель очень часто встречается в метеоритах, и его присутствие часто определяет, является ли камень метеоритом или нет.В основном никель используется в сплавах со сталью, особенно с нержавеющей сталью. Он также используется в катализаторах и в качестве покрытия для защиты других, более реакционноспособных металлов. Он широко используется в монетах. Пятицентовая монета США известна как никель из-за одноразового содержания никеля 75%. Сегодня это содержание упало примерно до 25%. Никель, добавленный в стекло, придает зеленый цвет. Никель — важный компонент никель-кадмиевых батарей.

Биологические преимущества

Никель — необходимый микроэлемент для многих видов.Он взаимодействует с железом при переносе кислорода. Он также стимулирует обмен веществ, а также является ключевым металлом в некоторых ферментах растений и животных. Крысы, выращенные на диете с низким содержанием никеля, имеют тенденцию к повреждению печени.

Роль в жизненных процессах

Необходим для полноценного здоровья растений и животных.

Процентное содержание в человеческом теле: 0,00002%

Источники

Никель получают из двух основных типов месторождений из минерала гарниерита (никелевый силикат) в богатом никелем латерите, образованном выветриванием ультраосновных пород в тропическом климате.Он также добывается из концентраций сульфида никеля, в основном из пентландита в магматических основных породах. Гарниерит добывают в Австралии, Новой Каледонии, России, Индонезии, Кубе и Доминиканской Республике. Пентландит добывают в Канаде, России, Австралии и Южной Африке. Одна только Канада производит около 30% мирового сульфидного никеля. Никель — обычный компонент богатых металлами астероидов и метеороидов. Считается, что никель, наряду с железом, составляет большую часть ядер Земли и других скалистых планет.

Вернуться к Периодической таблице

Никель

Химический элемент никель относится к переходным металлам. В 1750-х годах Аксель Кронштедт обнаружил, что никель является элементом.

Зона данных

Классификация: Никель — переходный металл
Цвет: серебристо-белый
Атомный вес: 58.693
Состояние: цельный
Температура плавления: 1455 o C, 1728 K
Температура кипения: 2990 o C, 3263 K
Электронов: 28
Протонов: 28
Нейтроны в наиболее распространенном изотопе: 30
Электронные оболочки: 2,8,16,2
Электронная конфигурация: [Ар] 3d 8 4s 2
Плотность при 20 o C: 8.91 г / см 3

Показать больше, в том числе: тепла, энергии, окисления,
реакций, соединений, радиусов, проводимости

Атомный объем: 6,59 см 3 / моль
Состав: fcc: гранецентрированная кубическая
Твердость: 4,0 МОС
Удельная теплоемкость 0,44 Дж г -1 K -1
Теплота плавления 17.48 кДж моль -1
Теплота распыления430 кДж моль -1
Теплота испарения 377,5 кДж моль -1
1 st энергия ионизации 736,7 кДж моль -1
2 nd энергия ионизации 1752,9 кДж моль -1
3 rd энергия ионизации 3393.4 кДж моль -1
Сродство к электрону111,5 кДж моль -1
Минимальная степень окисления -1
Мин. общее окисление нет. 0
Максимальное число окисления 4
Макс. общее окисление нет. 2
Электроотрицательность (шкала Полинга) 1,91
Объем поляризуемости 6.8 Å 3
Реакция с воздухом мягкий, w / ht ⇒ NiO
Реакция с 15 M HNO 3 пассивированный
Реакция с 6 M HCl мягкий, ⇒ H 2 , NiCl 2
Реакция с 6 М NaOH нет
Оксид (ов) NiO, Ni 2 O 3
Гидрид (ы) NiH
Хлорид (ы) NiCl 2
Атомный радиус 135 вечера
Ионный радиус (1+ ион)
Ионный радиус (2+ ионов) 83 вечера
Ионный радиус (3+ ионов)
Ионный радиус (1-ионный)
Ионный радиус (2-ионный)
Ионный радиус (3-ионный) 72 вечера
Теплопроводность 90.9 Вт м -1 K -1
Электропроводность 14,6 x 10 6 См -1
Температура замерзания / плавления: 1455 o C, 1728 K

Металлический никель высокой чистоты. Изображение Ref. (6)

Горняки в Германии считали, что такие маленькие человечки помешали им добывать медь и серебро из арсенидов никеля и кобальта. К счастью, Джордж Брандт и Аксель Кронштедт применили более научный подход к проблеме и обнаружили два новых элемента.Изображение JNL.

Открытие никеля

Доктор Дуг Стюарт

Никель присутствует в металлических метеоритах и ​​используется с древних времен.

Артефакты, сделанные из металлических метеоритов, были найдены еще в 5000 году до нашей эры — например, бусы в могилах в Египте. (1)

Железо — самый распространенный элемент в металлических метеоритах, за ним следует никель.

Только в 1750-х годах никель был открыт как элемент.

В 1600-х годах темно-красная руда, часто с зеленым налетом, вызывала раздражение у горняков меди в Саксонии, Германия. Они полагали, что темно-красное вещество было медной рудой, но им не удалось извлечь из нее медь.

В отчаянии они назвали его «купферникель», что можно было перевести как «гоблинская медь», потому что очевидно, с точки зрения горняков, во всяком случае, там работали гоблины или маленькие бесы, мешавшие им добывать медь.

Между 1751 и 1754 годами шведский химик Аксель Кронштедт провел ряд экспериментов, чтобы определить истинную природу купферникеля. (Теперь мы знаем, что купферникель — это арсенид никеля, NiAs.)

Обнаружив, что его химические реакции были не такими, как он ожидал от соединения меди, он нагрел купферникель древесным углем, чтобы получить твердый белый металл, который сам по себе не может быть медью. Его свойства, включая его магнетизм, привели его к выводу, что он изолировал новый металлический элемент.

Кронштедт назвал новый элемент никелем в честь купферникеля, из которого он его выделил. (2), (3), (4)

В этом открытии есть удовлетворительная симметрия. Кронштедт был учеником Джорджа Брандта, который открыл кобальт, который находится непосредственно слева от никеля в периодической таблице.

Названия обоих элементов произошли от разочарований горняков, вызванных металл-мышьяковыми рудами: арсенид никеля и арсенид кобальта. Имя Кобальта происходит от немецкого «кобольд», что означает «гоблин» — близкого родственника существа, от имени которого произошло название никель.

В случае с кобальтом горняки ошибочно посчитали, что руда содержит серебро, и назвали рудников кобольдами в отчаянии из-за злых гоблинов, которые, по их мнению, мешали им добывать серебро из руды.

В начале двадцатого века Людвиг Монд запатентовал процесс очистки никеля с использованием карбонила никеля. Этот процесс используется до сих пор.

Интересные факты о никеле

  • Никель ферромагнитен при комнатной температуре, как и его ближайшие соседи по таблице Менделеева — железо и кобальт.
  • Никель в 100 раз больше концентрируется под земной корой, чем в ней. Считается, что никель является вторым по содержанию элементом в ядре Земли, а железо наиболее распространено с большим отрывом.
  • Никель — основной металл в Мю-металле, обладающий удивительным свойством магнитного экранирования. Магниты обычно притягивают такие металлы, как железо. Если поместить Мю-металл между магнитом и металлом, притяжение исчезнет. Это связано с тем, что через Мю-металл передается очень слабое магнитное поле.Мю-металл состоит примерно на 80% из никеля, на 20% из железа с небольшим содержанием молибдена. (5)
  • Мю-металл не ограничивает странные свойства никелевых сплавов. Нитинол — это никелевый сплав, открытый в 1960-х годах, который запоминает свою прежнюю форму. Нагрейте этот никель-титановый сплав 1: 1 до температуры примерно 500 90 244 o 90 245 ° C и согните его в любую форму, которая вам нравится; вы могли бы согнуть проволоку, чтобы сделать свое имя. Затем остудите и согните проволоку пружиной. Снова нагрейте проволоку, и, как ни странно, пружина исчезнет, ​​а первая форма — в данном случае ваше имя — вернется.
  • Никель устойчив к коррозии — это один из элементов, используемых в нержавеющей стали. Присутствие никеля в металлическом метеорите означает, что он оставался бы ярким и блестящим в руках древних людей гораздо дольше, чем если бы никель отсутствовал.
  • До изобретения редкоземельных магнитов, таких как неодим-железо-бор, самые сильные постоянные магниты — магниты Алнико — изготавливались из никелевого сплава: в основном алюминия, никеля, кобальта и железа. Как ни странно, магниты Alnico сохраняют свой магнетизм даже при нагревании, пока они не раскалены докрасна.
  • Сверхновая

  • 2007bi наблюдалась в 2007 году. Одним из продуктов этой сверхновой был никель-56, синтезированный во время взрыва. Был создан никель, масса которого в три раза больше, чем все наше Солнце. Никель-56 радиоактивен, распадаясь на кобальт-56, который сам распадается на стабильное железо-56.

Первый метеорит, сфотографированный на другой планете. В 2005 году марсоход НАСА «Оппортьюнити» с помощью спектрометров обнаружил, что этот метеорит размером с баскетбольный мяч состоит в основном из железа и никеля.Изображение НАСА / Лаборатория реактивного движения / Корнелл.

Как сделать никель-железный аккумулятор своими руками. Эти батареи служат десятилетиями!

Реакция металлического никеля с азотной кислотой с образованием нитрата никеля и коричневого газообразного диоксида азота. Почему-то на видео написано, что нитрат никеля имеет синий цвет. Как видите, он на самом деле зеленый.

Внешний вид и характеристики

Вредные воздействия:

Никель и его соединения считаются канцерогенными.Примерно от 10 до 20 процентов людей чувствительны к никелю. Повторный контакт с ним приводит к появлению кожных жалоб (дерматит). Таким людям следует избегать контакта с никелем, который встречается в украшениях.

У рабочих, которые вдыхали очень большие количества соединений никеля, развился хронический бронхит, рак легких и носа.

Карбонил никеля — очень токсичный газ.

Характеристики:

Никель — твердый серебристо-белый металл, ковкий и пластичный.

Металл легко полируется и устойчив к потускнению на воздухе.

Никель ферромагнитен и хорошо проводит тепло и электричество.

Большинство соединений никеля имеют синий или зеленый цвет.

Использование никеля

Большая часть никеля используется в коррозионно-стойких сплавах, таких как нержавеющая сталь.

Трубы из медно-никелевого сплава используются в опреснительных установках. Этот сплав естественно устойчив к коррозии, вызванной морской водой, и биообрастанию.

Многие монеты содержат никель.

Никелевая сталь

применяется для изготовления взломостойких хранилищ и броневых листов.

Никель также используется в батареях — например, никель-кадмиевых (никель-кадмиевых) и Ni-MH (никель-металлогидридных) батареях — и в магнитах.

Численность и изотопы

Изобилие земной коры: 84 частей на миллион по весу, 30 частей на миллион по молям

Изобилие солнечной системы: 80 частей на миллион по весу, 2 части на миллион по молям

Стоимость, чистая: 7 $.7 на 100 г

Стоимость, оптом: 1,9 доллара за 100 г

Источник: Никель иногда встречается в природе в свободном виде, но в основном он содержится в рудах. Его основные руды — пентландит и пирротин (никель-железные сульфиды), гарниерит (никель-магниевый силикат), миллерит (сульфид никеля) и никколит (никель-мышьяк).

Никель извлекается из руд путем обжига и восстановления, в результате чего получается металл чистотой более 75%. Затем процесс Монда используется для дальнейшей очистки никеля.

Изотопы: Никель содержит 23 изотопа, период полураспада которых известен, с массовыми числами от 52 до 76.Встречающийся в природе никель представляет собой смесь его пяти стабильных изотопов, и они находятся в указанном процентном соотношении: 58 Ni (68,1%), 60 Ni (26,2%), 61 Ni (1,1%), 62 Ni (3,6%) и 64 Ni (0,9%). Самый распространенный изотоп — 58 Ni при 68,1%

Список литературы
  1. Генри Мэрион, Ранние ближневосточные стальные мечи., 65, 1961, Американский журнал археологии, стр. 1.
  2. Уильям Х. Болдуин, История никеля.I. Как перехитрили гномов «старого Ника», J. Chem. Просвещение, 1931, 8 (9), с1749
  3. Virginia Bartow, Axel Fredrick Cronstedt., J. Chem. Educ., 1953, 30 (5), p247
  4. Мэри Эльвира Уикс, Открытие элементов. III. Некоторые металлы восемнадцатого века, J. ​​Chem. Educ., 1932, 9 (1), p22
  5. Компания MuShield
  6. Изображение Рене Рауш
Цитируйте эту страницу

Для онлайн-ссылки скопируйте и вставьте одно из следующего:

  Никель 
 

или

  Факты о никелевом элементе 
 

Чтобы процитировать эту страницу в академическом документе, используйте следующую ссылку, соответствующую требованиям MLA:

 «Никель». Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 8 октября 2012 г. Интернет.
. 

Интересные факты о никелевом элементе

Термины «запасы» и «ресурсы» используются для описания наличия сырья.Комитет по международным стандартам отчетности о запасах полезных ископаемых определяет эти термины следующим образом: «Минеральные ресурсы — это концентрация или наличие твердого материала, представляющего экономический интерес, в земной коре или на ней в такой форме, сортности или качества и количества, для которых существуют разумные перспективы. возможная экономическая добыча. Минеральные запасы — это экономически полезная часть Измеренных и / или Выявленных минеральных ресурсов ».

«Запасы» подразумевают повышенный уровень знаний и уверенности.Горнодобывающие компании постоянно переводят ресурсы в запасы путем разведки. Таким образом, в большинстве случаев ограничения в наличии сырья являются не столько вопросом, достаточно ли сырья в земле, сколько тем, достаточно ли производственных мощностей в короткие сроки для удовлетворения резкого увеличения спроса.

Мировые ресурсы никеля в настоящее время оцениваются почти в 300 миллионов тонн.

На Австралию, Индонезию, Южную Африку, Россию и Канаду приходится более 50% мировых запасов никеля.Экономические концентрации никеля встречаются в сульфидных и латеритных рудных месторождениях.

Несмотря на то, что почти 80% всего исторически добытого никеля было извлечено за последние три десятилетия, известные запасы и ресурсы никеля также неуклонно росли. В этой эволюции играют роль различные параметры, в том числе лучшее знание новых месторождений в отдаленных районах и расширение геологоразведочных работ горнодобывающими компаниями, обусловленное привлекательными ценами на сырье. Усовершенствованные технологии в добыче, плавке и рафинировании, а также увеличенные мощности также позволяют перерабатывать низкосортную никелевую руду.Таким образом, снижение содержания руды не обязательно является признаком сокращения ресурсов, а является отражением инноваций и улучшений, внесенных в горнодобывающую промышленность и технологические процессы.

Также считается, что в глубоком море имеются значительные месторождения никеля. Марганцевые конкреции, обнаруженные на глубоководном дне, содержат значительное количество никеля. По последним оценкам, в таких месторождениях содержится более 290 миллионов тонн никеля. Ожидается, что развитие технологий глубоководной добычи полезных ископаемых облегчит доступ к этим ресурсам в будущем.

Никель (Ni) — химические свойства, воздействие на здоровье и окружающую среду

Никель серебристо-белого цвета. твердый, ковкий и пластичный металл. Он относится к группе железа и требует полировки. Это довольно хороший проводник тепла и электричества. В своих знакомых соединениях никель двухвалентен, хотя он принимает другие валентности. Он также образует ряд сложных соединений. Большинство соединений никеля имеют синий или зеленый цвет. Никель медленно растворяется в разбавленных кислотах, но, как и железо, становится пассивным при обработке азотной кислотой.Мелкодисперсный никель адсорбирует водород.

Приложения

В основном никель используется для получения сплавов. Никелевые сплавы отличаются прочностью, пластичностью и устойчивостью к коррозии и нагреванию. Около 65% никеля, потребляемого в западном мире, используется для производства нержавеющей стали, состав которой может варьироваться, но обычно это железо, содержащее около 18% хрома и 8% никеля. 12% всего потребляемого никеля идет на суперсплавы. Оставшиеся 23% потребления делятся на легированные стали, аккумуляторные батареи, катализаторы и другие химические вещества, чеканку монет, литейные изделия и гальванику.
Никель прост в обработке, его можно втянуть в проволоку. Он устойчив к коррозии даже при высоких температурах, поэтому его используют в газовых турбинах и ракетных двигателях. Монель — это сплав никеля и меди (например, 70% никеля, 30% меди со следами железа, марганца и кремния), который не только твердый, но и может противостоять коррозии в морской воде, поэтому он идеально подходит для гребного вала на лодках. и опреснительные установки.

Никель в окружающей среде

Большая часть никеля на Земле недоступна, потому что он заперт в расплавленном железо-никелевом ядре планеты, которое на 10% состоит из никеля.Общее количество никеля, растворенного в море, оценивается примерно в 8 миллиардов тонн. Органические вещества обладают высокой способностью поглощать металл, поэтому уголь и нефть содержат значительные количества. Содержание никеля в почве может составлять от 0,2 ч / млн до 450 ч / млн в некоторых глинистых и суглинистых почвах. Среднее значение составляет около 20 частей на миллион. Никель содержится в некоторых бобах, где он является важным компонентом некоторых ферментов. Еще один относительно богатый источник никеля — чай, содержащий 7,6 мг / кг сушеных листьев.
Никель встречается в сочетании с серой в миллерите, с мышьяком в минерале никколите и с мышьяком и серой в никеле. Большинство руд, из которых добывается никель, представляют собой сульфиды железа и никеля, такие как пентландит. Металл добывают в России, Австралии, Новой Каледонии, Кубе, Канаде и Южной Африке. Годовая добыча превышает 500 000 тонн, а легкообрабатываемых запасов хватит не менее чем на 150 лет.

Никель — это соединение, которое встречается в окружающей среде только в очень низких количествах.Люди используют никель для самых разных целей. Чаще всего никель используется в качестве ингредиента для стали и других металлических изделий. Его можно найти в обычных металлических изделиях, таких как ювелирные изделия.

Пищевые продукты содержат небольшое количество никеля. Известно, что шоколад и жиры содержат очень большие количества. Поглощение никеля повысится, если люди будут есть в больших количествах овощи из загрязненных почв. Известно, что растения накапливают никель, и в результате потребление никеля из овощей будет значительным.У курильщиков повышенное поглощение никеля через легкие. Наконец, никель можно найти в моющих средствах.

Люди могут подвергаться воздействию никеля при вдыхании воздуха, питьевой воде, употреблении пищи или курении сигарет. Контакт кожи с загрязненной никелем почвой или водой также может привести к контакту с никелем. В небольших количествах никель необходим, но когда его потребление слишком велико, он может представлять опасность для здоровья человека.

Потребление слишком большого количества никеля имеет следующие последствия:
— Более высокие шансы развития рака легких, рака носа, рака гортани и рака простаты
— Болезнь и головокружение после воздействия газообразного никеля
— Эмболия легких
— Респираторные органы отказ
— Врожденные дефекты
— Астма и хронический бронхит
— Аллергические реакции, такие как кожная сыпь, в основном от ювелирных изделий
— Сердечные заболевания

Пары никеля раздражают дыхательные пути и могут вызывать пневмонит.Воздействие никеля и его соединений может привести к развитию дерматита, известного как «никелевый зуд», у сенсибилизированных людей. Первым симптомом обычно является зуд, который возникает за 7 дней до появления кожной сыпи. Первичная кожная сыпь бывает эритематозной или фолликулярной, за которой может следовать изъязвление кожи. Однажды приобретенная чувствительность к никелю сохраняется бесконечно.

Канцерогенность — Никель и некоторые соединения никеля были внесены в список Национальной токсикологической программы (NTP) как предполагаемые канцерогены.Международное агентство по изучению рака (IARC) включило соединения никеля в группу 1 (имеется достаточно доказательств канцерогенности для человека), а никель — в группу 2B (агенты, которые, возможно, являются канцерогенными для человека). OSHA не рассматривает никель как канцероген. Никель внесен в Уведомление ACGIH о предполагаемых изменениях как подтвержденный канцероген для человека категории A1.

Никель выбрасывается в воздух электростанциями и мусоросжигательными заводами. Затем он осядет на землю или упадет после реакции с каплями дождя.Удаление никеля из воздуха обычно занимает много времени. Никель также может попадать в поверхностные воды, когда он является частью сточных вод.

Большая часть всех соединений никеля, которые выбрасываются в окружающую среду, адсорбируются на отложениях или частицах почвы и в результате становятся неподвижными. Однако в кислой почве никель неизбежно станет более подвижным и часто вымывается в грунтовые воды.

Информации о воздействии никеля на другие организмы, кроме человека, не так много.Мы знаем, что высокие концентрации никеля в песчаных почвах могут явно повредить растениям, а высокие концентрации никеля в поверхностных водах могут снизить скорость роста водорослей. Микроорганизмы также могут страдать от замедления роста из-за присутствия никеля, но обычно они через некоторое время развивают устойчивость к никелю.

Для животных никель в небольших количествах является незаменимым продуктом питания.