Nickel ist ein chemisches Element mit dem Symbol Ni und der Ordnungszahl 28. Hier einige grundlegende Informationen zu Nickel:
Eigenschaften:
Nickel ist ein silberweißes Metall mit einem leichten Goldton. Es ist formbar, dehnbar und hat einen hohen Schmelzpunkt. Bei Raumtemperatur ist es ferromagnetisch und weist eine gute Korrosionsbeständigkeit auf.
Auftreten:
Nickel kommt in der Erdkruste vor und wird hauptsächlich aus zwei Arten von Erzlagerstätten gewonnen: Sulfidlagerstätten und Lateritlagerstätten. Zu den wichtigsten Nickel produzierenden Ländern zählen Indonesien, die Philippinen, Russland, Kanada und Australien.
Verwendung:
Nickel ist ein vielseitiges Metall mit zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten. Es wird vor allem bei der Herstellung von rostfreier Stahl, das etwa 70 % des weltweiten Nickelverbrauchs ausmacht. Nickel wird auch in Legierungen wie Nickel-Kupfer (Monel), Nickel-Chrom (Nichrom) und Nickel-Eisen (Invar) verwendet, die verschiedene wünschenswerte Eigenschaften für bestimmte Anwendungen aufweisen. Darüber hinaus wird Nickel in wiederaufladbaren Batterien, Katalysatoren, Münzen und in der Galvanik verwendet.
Nickel wird in großen Mengen zur Herstellung von Legierungen verwendet. Die Zugabe von Nickel zu Stahl kann die mechanische Festigkeit verbessern. Wenn beispielsweise der Nickelgehalt in Stahl von 294 % auf 7.04 % steigt, erhöht sich die Zugfestigkeit von 522 kg/mm2 auf 728 kg/mm3. Nickelstahl wird zur Herstellung von Maschinenteilen verwendet, die hohem Druck, Stößen und hin- und hergehender Belastung ausgesetzt sind, wie Turbinenschaufeln, Kurbelwellen, Pleuelstangen usw. Nickelstahl mit 36 % Nickel und 0.3–05 % Kohlenstoff hat einen sehr kleinen Ausdehnungskoeffizienten und weist fast keine Wärmeausdehnung oder -kontraktion auf.
Es wird zur Herstellung einer Vielzahl von Präzisionsmaschinen, Präzisionsmessgeräten usw. verwendet. Der hochnickelhaltige Stahl mit 46 % Nickel und 015 % Kohlenstoff wird als „platinähnlich“ bezeichnet, da sein Ausdehnungskoeffizient dem von Platin und Glas ähnelt. Dieser hochnickelhaltige Stahl kann in das Glas eingeschweißt werden. Er ist bei der Herstellung von Glühbirnen sehr wichtig und kann als Ersatz für Platindraht verwendet werden. Einige Präzisionslinsenrahmen werden ebenfalls aus diesem platinähnlichen Stahl hergestellt, und die Linsen fallen aufgrund der Wärmeausdehnung und -kontraktion nicht aus dem Rahmen. Eine Legierung aus 675 % Nickel, 16 % Eisen, 15 % Chrom und 15 % Mangan hat einen großen elektrischen Widerstand und wird zur Herstellung verschiedener Varistoren und elektrischer Heizgeräte verwendet.
Gesundheit und Umwelt:
Nickel ist ein essentielles Spurenelement für mehrere Lebewesen, darunter auch den Menschen. Der Kontakt mit hohen Nickelkonzentrationen kann jedoch schädlich sein. Bei manchen Menschen kann es bei Kontakt mit nickelhaltigen Materialien zu allergischen Reaktionen oder Kontaktdermatitis kommen. Nickelverbindungen gelten auch als giftig für Wasserorganismen.
Geschichte:
Nickel wird seit Tausenden von Jahren von Menschen verwendet. Antike Zivilisationen wie die Chinesen und Ägypter nutzten eine natürlich vorkommende Nickellegierung, die als „Neusilber“ oder „Neusilber“ bekannt ist. Das Element selbst wurde im 18. Jahrhundert isoliert und als eigenständiges Metall klassifiziert.
Isotope:
Nickel hat fünf stabile Isotope: Nickel-58, Nickel-60, Nickel-61, Nickel-62 und Nickel-64. Darüber hinaus gibt es mehrere radioaktive Isotope von Nickel, von denen Nickel-59 das stabilste ist.
Nickellegierungen:
Nickellegierungen bieten eine ausgezeichnete Korrosions-, Hitze- und Verschleißbeständigkeit und eignen sich daher für eine Vielzahl von Anwendungen. Beispielsweise wird Inconel, eine Superlegierung auf Nickel-Chrom-Basis, in Hochtemperaturumgebungen wie Düsentriebwerken und Gasturbinen eingesetzt. Hastelloy, eine weitere Nickellegierung, weist eine außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit auf und wird in chemischen Verarbeitungsanlagen verwendet.
Titan-Nickel-Legierungen haben die Fähigkeit des „Gedächtnisses“ und dieses Gedächtnis ist sehr stark. Nach einer langen Zeit kann es zig Millionen Mal fehlerfrei wiederholt werden. Seine „Gedächtnis“-Fähigkeit besteht darin, sich an seine ursprüngliche Form zu erinnern, weshalb man es auch „Formgedächtnislegierung“ nennt. Es stellt sich heraus, dass diese Legierung eine charakteristische Übergangstemperatur hat. Oberhalb der Übergangstemperatur hat sie eine Struktur und unterhalb der Übergangstemperatur hat sie eine andere Struktur.
Die Struktur ist unterschiedlich, die Leistung ist auch unterschiedlich. Beispielsweise ist eine Titan-Nickel-Gedächtnislegierung oberhalb der Umwandlungstemperatur sehr hart und fest, aber unterhalb dieser Temperatur ist sie sehr weich und lässt sich leicht kalt bearbeiten. Auf diese Weise bringen wir sie in die Form, die sie haben soll, wenn wir sie uns merken müssen. Das ist ihre „permanente Gedächtnisform“. Unterhalb der Umwandlungstemperatur ist sie weich und wir können sie in erheblichem Maße herstellen. Sie kann beliebig verformt werden. Und wenn sie in ihre ursprüngliche Form zurückkehren muss, erhitzen wir sie einfach über die Umwandlungstemperatur.
Nickel ist magnetisch und kann von Magneten angezogen werden. Legierungen aus Aluminium, Kobalt und Nickel sind magnetischer. Wenn diese Legierung von einem Elektromagneten angezogen wird, wird sie nicht nur von sich selbst angezogen, sondern es hängt auch etwas sechzig Mal Schwereres darunter und fällt nicht herunter. Auf diese Weise kann sie zur Herstellung elektromagnetischer Kräne verwendet werden. Die meisten Nickelsalze sind grün. Nickelhydroxid ist braunschwarz und Nickeloxid ist grauschwarz. Nickeloxid wird häufig zur Herstellung von alkalischen Eisen-Nickel-Batterien verwendet.