金属镍简介
名称:Nickel,元素符号Ni,密度8.9g/cm3,熔点1455℃,沸点2730℃。镍是银白色金属,在空气中容易被氧化,表面形成发乌的氧化膜,人们见到的镍常颜色发乌。镍质坚硬,有很好的延展性,磁性和抗腐蚀性,且能高度磨光。以硅酸镍矿或硫、砷、镍化合物形式存在。镍常被用于造不锈钢、合金结构钢等钢铁领域,电镀,高镍基合金和电池等领域,广泛用于飞机、雷达等各种制造业,民用机械制造业和电镀工业等。
镍的物理性质
镍是一种银白色金属,具有良好的机械强度和延展性。不溶于水,对酸和碱的抗蚀能力很强,但易溶于稀硝酸和王水中。在空气中不易被氧化。耐高温,熔点1452℃,沸点2900℃。密度为8.902g/cm3。
镍的化学性质
常温下,镍表面的氧化膜能阻止本体金属继续氧化。耐有机酸、盐酸、硫酸和碱性溶液的腐蚀。镍在稀硝酸中会缓慢溶解。发烟硝酸能使镍表面钝化而具有抗腐蚀性。钝化时能吸大量的氢,粒度越小,吸收量越大。镍的重要盐类为硫酸镍和氯化镍。与铁,钴相似,在常温下对水和空气都较稳定,能抗碱性腐蚀,实验室中融碱性物质的坩埚多为镍材质。镍与浓硝酸激烈反应,与稀硝酸反应较慢。
镍材料等级分类
一级品:
电解镍、镍块、镍球等,镍加钴含量99.8%以上。为矿料提取物,组织结构不够致密故性脆,其用途较广泛,为铸造镍的原材料,不能直接加工成各种型材及工件。多用于钢铁、镍基合金、电镀及电池等领域。
二级品:
即镍铁合金(镍16%~40%)、氧化镍(镍75%~98%)及通用镍(镍约98%)等。还有NiSO4.Ni(OH)2、NiCl2.NiCO3等化合物产品。二级品大多是以镍块形式为原料,通过熔炼、铸造、机加等工艺手段成型的工业用料,多用于化工、防腐设备及电镀等行业。
镍的用途及应用领域介绍
镍具有很好的可塑性、耐腐蚀性和磁性等性能,主要被用于钢铁、镍基合金、电镀及电池等领域,广泛用于飞机、雷达等各种制造业,民用机械制造业和电镀工业等。
镍材料的应用
钢铁领域
由于镍具有较好的耐腐蚀,耐高温,防锈及磁性等性能,被广泛应用到不锈钢和合金钢等钢铁领域。
镍基合金领域
镍基合金是指在650~1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力的合金。可细分为镍基耐热合金,镍基耐蚀合金,镍基耐磨合金,镍基精密合金与镍基形状记忆合金等。镍基合金产品主要有:电炉、电熨斗、涡轮发动机涡轮盘、燃烧室、涡轮叶片、彩色电视机、通讯器材、时钟和测量卷尺中的摆锤、制造家具、具备磁铁性能的精细工具、航天器上使用的自动张开结构件、宇航工业用的自激励紧固件和生物医学上使用的人造心脏马达等。广泛应用于航空、船舶、化工、电子、医学和能源等工业领域。
电镀领域
镀镍是指在钢材、铝型材和其他金属基体以镍为盐类进行电镀,其防腐蚀性比镀锌层高20%~25%。镀镍的物品美观、干净、又不易锈蚀。电镀镍的加工量仅次于电镀锌居第二位,其消耗量占到镍总产量的10%左右。镀镍分为电镀镍和化学镀镍。
电镀镍和化学镀镍的特点分析如下:
电镀镍
电镀镍层结晶极其细小,并且具有优良的抛光性能,镀层硬度比较高可以提高制品表面的耐磨性,在空气中的稳定性很高,广泛应用于光学仪器镀覆,防护装饰性镀层,铸造结晶器电子元件等。
化学镀镍
化学镀镍厚度均匀性好,镀镍后不需要除氢。很多化学镀镍产品的耐蚀性及抗高温氧化性比电镀镍好,可沉积在各种材料表面,工艺简单,在400℃以下经不同保温时间后,可得到不同的耐蚀性和耐磨性,适用于形状复杂,表面要求耐磨和耐蚀的零部件的功能性镀层等。
镀镍液类型
镀镍液的类型主要有硫酸盐体系、氯化物体系、氨基磺酸盐体系、柠檬酸盐体系、氟硼酸盐体系等。其中以硫酸盐体系(低氯化物)(瓦特)镀镍液在工业上的应用Zui为普遍。氨基磺酸盐型、氟硼酸盐型适用于镀厚镍或电铸。柠檬酸盐型适用于在锌压铸件上直接镀镍。这几种镀液的成本比较高。
其他镀镍类型包括:暗镀镍、光亮镍、高硫镍、镍封、缎面镍、高应力镍、镀多层镍、柠檬酸盐镀镍、氨基磺酸盐镀镍等多种。
电池领域
镀镍也广泛用于电池行业,主要有镍-氢电池、镉-镍电池还和镍-锰电池等。近年来发展Zui迅速的是应用日趋实用化的MHx-Ni蓄电池,其优点是无毒绿色无污染,电池储量比镍镉电池多30%,比镍镉电池更轻,使用寿命更长,缺点是价格比镍镉电池要贵,性能比锂电池差。主要应用于移动通讯,笔记本、录像机等领域也用于、国防、高科技等领域。以此类电池作为动力的汽车也已投入市场。
其他应用
镍复合材料可用于石油化工的氢化和合成甲烷时的催化剂,优点是不易被H2S、S02所毒化。
镍的化合物可制作颜料和染料。镍还能制成镍铁素体和镍锌铁素等新型陶瓷,做变压器的铁心和无线电的天线等。
极细的镍粉,在化学工业上常用作催化剂。
镍具有磁性,能被磁铁吸引。而用铝、钴与镍制成的合金,磁性更强了。可以用它来制造电磁起重机。