Как определить никель в домашних условиях

Как определить наличие никеля в сплаве + идентифицировать железо?

страница » Как определить наличие никеля в сплаве + идентифицировать железо?

Химические элементы никель и железо входят в группу промышленных металлов. Оба элемента принадлежат классу белых металлов, являются магнитными. Эти свойства не позволяют выявить оба металла простым испытанием магнитом. Между тем железо подвержено быстрой коррозии, поэтому идентификация этого металла видится важным моментом.

Никель часто встречается в сплавах или в качестве слоя покрытия. Например, сплав никель-серебро (немецкое серебро) фактически не содержит серебра. Этот сплав обычно содержит медь, никель, цинк, а потому идентифицировать металл доступно только с помощью точечного теста на никель.

Рассмотрим варианты – как определить никель есть или нет, применяя методы, доступные в домашних условиях. Также затронем тему идентификации железа.

Точечные тесты обнаружения металлов

Точечные тесты для некоторых металлов (например, медь и свинец) проводятся простым касанием металла смачиваемой тестовой бумагой. Однако процесс тестирования для железа и никеля выглядит сложнее. Обусловлена сложность теста плохим растворением ионов железа в воде (никеля в растворе для обнаружения ионов).

Поэтому рассмотрим вариант тестирования, где используется метод электролиза посредством включения обычной батареи типа «Крона». Методика электролиза даёт возможность принудительного ввода ионов металлов в раствор, где конкретный химический элемент обнаруживается путём изменения цвета тестовой бумаги.

При таком варианте исследований тестируемые образцы нет необходимости отделять от объектов или обрабатывать сильными кислотами.

Тестирование металлов и сплавов на присутствие конкретных химических веществ при помощи современных технологий делается обычным нанесением спец-раствора.

Для домашнего тестирования актуальным остаётся электролиз

Точечные тесты следует рассматривать простыми аналитическими способами идентификации металлов.

Здесь в качестве примера описывается тестирование известных химических элементов — железа и никеля, с целью получения опыта использования электролиза с тестовой бумагой.

Неизвестные металлы также могут быть протестированы таким способом при условии соблюдения методики электролиза и применения индикаторной бумаги для конкретного металла.

Как определить никель электролизом и контрольной бумагой?

Для проведения процедуры определения никеля и железа в металле потребуются некоторые инструменты и химические реактивы, а также рабочие аксессуары:

Индикаторная бумага для никеля и железа.
Кусок металла, содержащего железо.
Кусок металла с никелем.
Батарея типа «Крона» на 9В.
Электролизный набор (кабели, зажимы, пинцет).
Насыщенный раствор хлорида натрия.
Вода дистиллированная (деонизированная).
Пластиковый пинцет, ножницы, пипетка.
Небольшие пластиковые контейнеры.

Тонкости проведения процедуры тестирования

Вполне допустимо определять никель или железо в домашних условиях, но при этом следует иметь в виду определённые тонкости.

Проводить тест на никель или железо рекомендуется в тонких резиновых перчатках, чтобы не контактировать голыми руками с контрольной бумагой и металлами. Область проверки на металлах следует выбирать в местах, меньше всего заметных при визуальном осмотре, так как возможны остаточные следы после процедуры.

Необходимо учитывать все тонкости электролиза, так как в ином случае точность определения, никель или нет, резко понижается.

К тому же работа без перчаток, к примеру, чревата кожным раздражением

Перед тестированием рекомендуется подготовить небольшие кусочки индикаторной бумаги в виде остроугольных треугольников, вырезая таковые из крупного листа.

Использование в тесте никеля или железа только касание вершиной бумажного остроугольного треугольника, помогает свести к минимуму остаточные следы после завершения теста.

Следует использовать пипетку для переноса достаточного количества раствора (хлорида натрия), наносимого на индикаторную бумагу.

Слишком большое количество раствора использовать недопустимо, поскольку есть риск смыть реагент индикаторной бумаги для определения никеля или железа.

Только пластиковые (не металлические) пинцеты применяются для работы с индикаторной бумагой, за исключением непосредственно этапа электролиза.

После каждого использования пинцет требует чистки. Возможно, потребуется обезжирить поверхность металла (мыльной водой или ацетоном) перед тестом на никель и железо, потому что замасленная поверхность образца способна блокировать проведение теста. Также тестирование невозможно, если на металле присутствует покрытие (воск, лак и т.п.).

Схема устройства для выполнения электролиза

Ниже представлена схема устройства на определение никеля (железа) в металле с помощью простой низковольтной батареи.

Схема простейшей установки электролиза, которую несложно соорудить дома: 1 – образец определения никеля (железа); 2 – индикаторная бумага; 3 – пинцет из нержавеющей стали; 4 – щелочная батарея; 5 – зажим «крокодил»

Касание металлической поверхности при определении никель или нет, выполняется исключительно индикаторной бумагой. Недопустимо пинцетом касаться металлической поверхности или зажима «крокодил».

Кроме того, следует убедиться, что индикаторная бумага между областью захваченной пинцетом и точкой контакта с металлом, полностью увлажнена раствором хлорида натрия. Если часть бумаги останется сухой, электрическая цепь не сформируется, ток протекать не будет, соответственно, не будет и эффекта корродирования металла.

Пошаговая процедура исполнения

Захватить пипеткой и перенести несколько миллилитров раствора хлорида натрия в небольшой пластиковый контейнер. Обозначит контейнер соответствующей биркой, если планируется определение никеля, железа и других металлов.
Подключить батарею питания и электролизные кабели.
Прикрепить зажим «крокодил» непосредственно на кусок никеля (железа) и обеспечить устойчивый контакт, стараясь не царапать образец (если критично). Защитить образец никеля или железа при необходимости можно фольгой, накрыв этим материалом образец. Зажим «крокодила» прикрепить на фольгу.
Захватить пинцетом из нержавеющей стали индикаторную бумагу для никеля (железа).
Смочить индикаторную бумагу насыщенным раствором хлорида натрия (несколько капель) с помощью пипетки.
Коснуться остроугольным концом бумажного треугольника металлической поверхности образца.
Удерживать положение касания в течение не менее 5 секунд, чтобы обеспечить электролиз.

Если в составе тестового образца присутствуют ионы железа, индикаторная бумага по железу приобретает:

розовую окраску для ионов Fe2 +
жёлтую окраску для ионов Fe3 +

В зависимости от определения конкретного химического элемента в металле используется «своя» индикаторная бумага. Конкретный химический элемент даёт при электролизе «свой» цвет

Если в составе образца присутствуют ионы никеля, индикаторная бумага под никель окрасится в красный цвет. Насыщенность цвета зависит от концентрации ионов никеля. После завершения теста применяется чистая вода для ополаскивания испытательной площадки и тестируемого образца для удаления остаточного раствора.

Объекты, содержащие железо

Современным миром железо рассматривается широко используемым промышленным металлом, нередко присутствующим в музейных коллекциях:

тяжелого промышленного оборудования;
вооружения и военных коллекций;
грузовиков и легковых автомобилей.

Существует также огромный компонент археологических коллекций, часто представляющий проблемы сохранения (например, пушки и пушечные ядра, гвозди, цепи и т.д.). Железо используется в наружной скульптуре и зданиях в различных формах:

кованое железо,
чугун,
атмосферостойкая сталь,
нержавеющая сталь.

Железные объекты часто встречаются в составе с различными металлами:

алюминий,
кадмий,
хром,
медь,
никель,
серебро,
свинцово-оловянные сплавы,
олово и цинк.

Объекты (предметы) с покрытием, как правило, скрывают железо, но как только покрытие утрачивает свои свойства, железо начинает ржаветь.

Объекты, содержащие никель

Никель дороже железа и это одна из причин редкого присутствия металла в музейных коллекциях.

Никель используется в составе коррозионно-стойких сплавов, подобных Монель (до 67% никеля, до 38% меди) — продукт «Special Metals Corporation». Сплав «Монель» встречается в составе некоторых монет.

Практически каждый космический метеорит, посетивший Землю, отметился содержанием похожего на «Монель» сплава.

Пример использования сплава «Монель» — исполнение покрытия стальной гайки М400.

Подобные изделия промышленного производства встречаются достаточно часто на практике

Сплав «Монель» широко используется в разных ювелирных изделиях.

Однако отмечено: организм некоторых людей вызывает аллергию на этот металл. Никелевые серебряные сплавы (белые сплавы), богаты медью, содержат никель, но не имеют в составе серебра.

Никель покрывают сплавами на основе железа или на основе никеля. Довольно сложно наложить никель непосредственно на железо. Поэтому железо обычно покрывается медью и уже на медь наносят никель.

Чувствительность и помехи определения

Индикаторная бумага по железу настроена на обнаружение в растворе 2 мг/л (2 части на миллион) или более ионов Fe2 +. Индикаторная бумага по никелю настроена на обнаружение в растворе 10 мг/л (10 частей на миллион) или более ионов никеля.

Идеальный тест, когда только один металлический элемент даёт изменение цвета. Однако другие металлические элементы также могут вызывать аналогичное изменение цвета индикатора. Такое состояние называется «помехой», когда тестовая бумага может дать положительный результат, даже если проверяемый металл отсутствует.

Поэтому инструкции, к примеру, на индикаторы для никеля предупреждают: железо способно вызывать помехи, если присутствует аммиак, а медь и кобальт дают помехи, если эти металлы присутствуют при высоких концентрациях.

Инструкция на индикатор железа не указывает какие-либо элементы, мешающие тестированию, но указывает, что ионы Fe3 + образуют жёлтый цвет, который может маскировать красный цвет Fe2 +.

Самодельные электролизные кабели

Ниже приведен пример самостоятельного изготовления устройства электролиза с питанием от 9-вольтовой батареи.

Конструкция устройства, помогающая определить никель или железо непосредственно в домашних условиях. Останется только купить индикаторную бумагу для определения конкретного металла

Комплектующие детали и аксессуары устройства:

батарея питания на 9 вольт,
интерфейс для подключения батареи,
поливинилхлоридная трубка,
фен для волос (для подогрева раствора),
пинцет из нержавеющей стали.

Крепление провода (минусового) к пинцету сделать просто. Достаточно просверлить в рукоятке пинцета отверстие под винт диаметром 3 мм и установить кольцевую клемму с отверстием. Провод, тонкий, многожильный, изолированный, крепится на клемму стандартно, — с помощью паяльника и припоя.

Плюсовой провод батареи, того же стандарта, что и минусовой, крепится к зажиму «крокодил». В разрыв провода включается постоянный резистор: 300-360 Ом, 0,25 Вт. Для нормальной работы ток цепи установки электролиза должен быть в пределах 25-30 мА (регулируется резистором).

Финал: процесс электролиза в домашних условиях

Электролиз происходит, когда прохождение электрического тока по образованной цепи вызывает химическую реакцию. Фактически создаётся электролитическая ячейка, которая состоит из двух металлических электродов, погруженных в электролит (поваренная соль, растворенная в воде).

Для домашней процедуры в качестве электролита вполне подойдёт раствор соли. Этим раствором смачивается индикаторная бумага. Электроды — проверяемый металлический образец и металлический пинцет.

Оба электрода должны контактировать с электролитом для завершения цепи; поэтому важно, чтобы индикаторная бумага, находящаяся между металлическим образцом и пинцетом была полностью влажной.

При помощи информации: Canada

Как определить никель в домашних условиях

Широкое распространение в качестве легирующей добавки получил металл никель, прием лома которого производится как для чистового вещества, так и любых его включений в соединениях и сплавах. Небольшое содержание Ni в различных сталях требует особых условий его приемки, оснащения пунктов специальными приборами спектрального анализа — анализатора металлов.

Для сдачи металла, предпочтительнее выбирать специализированные места приемки, оборудованные под проведение анализа на содержание никеля в ломе, где цена за кг металлических отходов будет выше.

Виды никелевого лома (вторсырья)

Условно, лом отходы никеля можно распределить по физическому состоянию на несколько базовых категорий: кусковой лом, стружка и прочее вторсырье, например, катодные крючки с наросшим слоем этого металла. В зависимости от содержания Ni, каждая из них разбивается на несколько подгрупп:

Лом из чистого металла;
Шлаковые отходы. Характеризуются содержанием Ni до 85 %;

Шлак никелесодержащий

Сдаваемые на металлолом сплавы, где никель один из основных компонентов. Это широко известный нихром, в котором концентрация Ni составляет 55 — 78%, а также малознакомые большинству пермаллой (до 76 %), константан, нейзильбер и прочие;
Вторичные сплавы, легированные никелем. Лом нержавейки и отходы этого вида, как правило, различные марки сталей с небольшим его содержанием. Долевая концентрация элемента Ni в жаропрочных и нержавеющих материалах доходит до 20%, тогда как у низколегированных сталей эта величина не превышает 5 %;
Никельсодержащий шлам, представляющий гальванические и металлургические виды отходов.

Шлам никеля

Все перечисленное вторсырье, активно скупается пунктами приемки. Стандартно, цена за кг лома никеля определяется процентным содержанием последнего в металлических отходах.

Никель катодный

Также к лому никеля будут относиться:

никелевые катализаторы;
закись никеля (NiOH);
гидрат закиси никеля (Ni(OH)2);
агломераты и концентраты никелевые и т.п.;
аккумуляторы ТНЖ;
Отходы, содержащие Ni, как чистый металл.

Никель-кадмиевый аккумулятор

Существенный сегмент подобных вторичных металлов составляют отработанные никелевые аноды и катоды, которые легко детектируются невооруженным глазом, при наличии определенного опыта.

Они обладают светло-серым цветом, отработанные элементы обычно покрыты зеленоватым налетом. При накаливании, никелевые электроды приобретают желтый оттенок, также они характеризуются короткой красной искрой, магнитятся.

Поверхность никелевых катодов пупырчатая, тогда как анодов – гладкая.

Следующий распространенный источник поступлений металла на пункты приемки — гранулированный никель, ломом или отходами его назвать сложно, но можно сдать его по высокой цене. Исключение составляют ферроникелевые гранулы.

Они, как и гранулированные марки металла H0 – H4, используются для легирования сталей, однако имеют более низкую приемочную стоимость, поскольку это не чистый Ni, а его сплав с железом.

Гранулированный ферроникель можно отличить по цвету: металл характеризуется матово-серым оттенком. Напротив, гранулам никеля присущ металлический блеск.

никель гранулы

Еще две группы составляют стружка и проволока. Второй компонент, как лом Ni, обнаружить значительно проще. Из никелевой проволоки изготовлены термопары, электроды для гальванопластики, а также сетка, используемая при катализе.

Обмотка струн из никеля

Цены на лом никеля

Мы собрали цены по всей России и вычислили средние. Поэтому Вы смело можете ориентироваться на указанную ниже стоимость за 1 килограмм никелевого лома.

Цены на нихром и никель-содержащие сплавы
Лом нихрома Х15Н60 (от 3 мм)	300 руб/кг
Лом нихрома Х20Н80 (от 3 мм)	450 руб/кг
Лом нихрома Х15Н60 (до 3 мм)	280 руб/кг
Лом нихрома Х20Н80 (до 3 мм)	430 руб/кг
Лом никельсодержащих сплавов за 1% в кг	5 руб/кг
Лом медно — никелевых сплавов за 1% в кг	4 руб/кг
Нихромовая проволока Х20Н80 в бухтах (бухта от 5 — 10 кг), лента	800 руб/кг
Цены на никель
Никель НП анод, Н-1 катод	650 руб/кг
Никель Н-3 гранулы	650 руб/кг
Лом никеля (Ni 100%)	550 руб/кг

Сплавы на базе элемента Ni

Данный вид вторичного цветного металла хоть и уступает в цене за кг лому никеля, остается довольно прибыльным товаром на рынке сдачи металлолома. Достаточно эффективно принимаются сплавы никеля с металлами:

Жаростойкий нихром – соединение на базе Ni (60 – 80%) и Сr. Марка сплава Х15Н60 дополнительно включает железо.

Данный материал на вторичный рынок поступает в виде нагревательных элементов, после эксплуатации внутри устройств теплового воздействия: обжиговые печи, сушки и прочее.

Также нихром можно встретить среди деталей, эксплуатируемых при высоких температурах: реостаты, подложки для систем напыления.

Проволока марки Х15Н60

Сплавы меди и никеля представлены достаточно широким спектром соединений (в скобках указано содержание Ni):

Монель (29 — 70%). Используется никельсодержащий сплав как конструкционный материал в авиационном и судовом машиностроении. Многие узлы оборудования для нефтяной и химической промышленности: бурильные инструменты, насосные валы, скребки, лезвия и прочее; также изготовлены из монели. Цена лома зависит от никелевого содержания, которое устанавливается по наименованию марки или анализатором. Не следует путать со сплавом МНЦ, в отличие от него, монель не содержит цинка;

Пермаллой (45 — 82%). В состав соединения также входит железо и хром. Источники лома этого сплава: трансформаторы, экранирующие оболочки катушек, реле. Высокое содержание железа в соединении приводит к тому, что отходы пермаллоя часто сдаются как вторичный чермет. Приемка сплава как никельсодержащий лом производится специализированными ломозаготовительными предприятиями, оборудованными спектральными анализаторами. Оплата производится, исходя из присутствия элемента Ni;

Корпуса кожухов для трансформаторов, выполненные из пермаллоя

Константан (39 – 41%). Из этого соединения изготовлены термопары, реостаты, а также электронагревательные элементы, эксплуатируемые при рабочих температурах до 500 °C. Встречается константан в измерительных приборах низкого класса точности;

Константановая проволока

Мельхиор (5 – 30%). Этот никельсодержащий сплав находится на слуху, благодаря посуде и монетам СССР номиналом 10, 15 и 20 копеек (находились в обращении до денежной реформы 61-го года). Менее известно соединение, как материл для изготовления термогенераторов, резисторов высокой точности, а также деталей субмарин. Мельхиор используется при создании художественных предметов: подсвечники, шкатулки и прочие. Поэтому, определенные изделия из мельхиора, сдавать просто как никельсодержащий лом не всегда выгодно;

Ложка из мельхиора

Нейзильбер (5 – 35%). Сплав отличается от мельхиора присутствием цинка в составе соединения. Применение нейзильбера также отличается разнообразием направлений. При его участии создается посеребренная посуда, многие художественные предметы. С другой стороны нейзильбер востребован как твердый и упругий сплав при изготовлении булавок, застежек, а также пружин для релейной электротехники. Различные виды медицинских инструментов, паровая и водяная арматура – исполнены из этого соединения.

Проволока нейзильбер — мягкая

Еще один вид сплавов, представляющих интерес как вторичный металл, составляют соединения никеля с железом, например, инвар.

Соединение широко используется в точном приборостроении, из него изготавливаются мерные эталоны, деталей часовых механизмов, в частности балансиры хронометров.

Дополнительно, этот никельсодержащий сплав – материал для массивных реек геодезической техники, например нивелиров.

Материал инвар

Никельсодержащие стали

Еще один источник никеля под лом или отходы представляет собой «нержавейка».

Известное свойство этого металла улучшать антикоррозионные свойства нержавеющей стали обеспечивает его широкое использование в различных марках соединения, как с хромом, так и без него.

Например, аустенитные, не содержащие хрома стали, отличаются высокой коррозионной стойкостью в агрессивных средах: кипящих щелочах, растворах серной кислоты.

Наиболее популярные, на пунктах приема лома никеля, марки стали:

Б19, содержание Ni составляет 13 – 15%.
Б26, требуемая химия для приемки – 9.3%.
Б28, включает до 19%.
Б55, диапазон никелевых включений колеблется от 12 до 17%.

Ряд других марок стали, также характеризуются присутствием легирующей добавки элемента Ni, однако с небольшим содержанием этого метала, не превышающим 8%. Впрочем, это не снижает их востребованности, как лома никельсодержащих сплавов.

Резюме

Следует помнить, что вторичный никель может находиться в широком ряде изделий, от промышленных деталей до бытовых и художественных предметов. Это могут быть сломанные медицинские инструменты, бижутерия и даже никелированные кастрюли.

Отдельный раздел лома, отходов никеля можно отвести под аккумуляторы. Даже вытесненные Ni-Cd накопители электрической энергией, были заменены металл гибридными перезаряжаемыми батарейками.

Они также содержат никель, который если внимательно осмотреться встречается практически во всех сферах деятельности человека.

Необходимо только знать это и найти пункт приема, проводящий оценку отходов на базе специализированных приборов.

Собирая никельсодержащий лом необходимо учитывать, что Ni отнесен к опасным для здоровья человека веществам, в частности может проявляться контактная аллергия на коже.

Источник: http://xlom.ru/vidy-metalloloma/nikelevyj-lom/

Как отличить никель от других металлов — ooo-asteko.ru

При выборе украшений в ювелирном магазине взгляд непременно падает на серебро. Этот металл ничем не хуже золота или платины, а многим девушкам нравится намного больше, зато его цена намного более щадящая. Но именно этот драгоценный металл подделывают очень часто, и, чтобы не попасться на удочку мошенников, надо уметь отличать оригинал от подделки.

Как определить никель в домашних условиях – Металлы, оборудование, инструкции

Как определить никель в домашних условиях

Никель – элемент 10 группы таблицы Д.И. Менделеева. Известный сравнительно недавно, также недавно используемый в промышленности.

Свое наименование никель получил от имени зловредного гнома, который вместо самородной меди и медной руды подбрасывал горнякам минерал никелин, включающий никель и мышьяк.

Использовать в те давние времена никель не умели, так что металл-«обманку» стали называть «озорником» от немецкого Nickel.

И сегодня мы рассмотрим физико-химические свойства и применение никеля, дадим ему общую характеристику, изучим никелевые сплавы и марки.

Это переходный металл, то есть, проявляющий свойства и кислотные, и щелочные. Имеет серебристо-белый блеск, пластичный, ковкий, но твердый. Молекулярная масса невелика – 28, так что он относится к веществам легким.

Об особенностях никеля как металла расскажет этот видеоролик:

С точки зрения химии никель – металл очень интересный и необычный.

С одной стороны, он в состоянии вступать в реакцию и с кислотами, и с щелочами, но с другой, отличается химической инертностью и даже с концентрированными щелочами и кислотами отказывается реагировать.

Причем свойство это настолько ярко выражено, что никель применяют при изготовлении разнообразной кислотоупорной аппаратуры и резервуаров для щелочей.

Металл выплавляется, а затем используется в виде прутков, листов и так далее. И в таком состоянии проявляет обычные металлические свойства малоактивного вещества. А вот превращенный в очень тонкий порошок никель становится пирофорным и способен самовоспламеняться на воздухе.

Секрет в том, что обычное вещество на воздухе, наподобие алюминия, например, покрывается оксидной пленкой, и эта пленка выступает в качестве прочнейшего защитного слоя.

Это качество обуславливает одно из самых старых применений металла – никелирование, то есть, нанесение на поверхность предметов тончайшего слоя никеля. Такой слой полностью защищает от коррозии сталь, чугун, магний, алюминий и так далее.

Изделия из чистого никеля встречаются редко и применяются только на особо ответственных участках.

Его использование в промышленности обусловлено другим уникальным качеством: в сплаве никель сообщает материалу ту же превосходную стойкость к коррозии, которой обладает сам.

Большинство нержавеющих и конструкционных сталей включает никель в качестве легирующего компонента. Именно он и обеспечивает стойкость стали и ее долговечность.

Сплавы на основе никеля очень разнообразны и отличаются замечательными свойствами: прочностью, жаростойкостью, способностью выдерживать высокие силовые нагрузки при высокой температуре, износостойкостью, нечувствительностью к химически агрессивным веществам и так далее. Из всего объема добываемого вещества в чистом виде используется около 9%. Еще 7% тратится на никелирование, а весь остальной объем расходуется на получение сплавов.

Никель составляет с железом и кобальтом триаду железа. В состав группы также входят и платиновые – осмий, платина, родий. Однако, несмотря на относительную близость, свойства металлов заметно отличаются.

По прочности никель мало уступает железу, обладает даже более высокой плотностью, но в отличие от последнего очень стоек к коррозии, в то время как железо на воздухе, а тем более при контакте с водой быстро корродирует.

По сравнению с платиновыми металлами никель куда легче, значительно дешевле и гораздо активнее: платина, осмий и другие относятся к благородным металлам, которые имеют положительный электродный потенциал и являются крайне инертными.

Далее представлено описание преимуществ и недостатков никеля.

Плюсы и минусы

Практически все свойства никеля по отношению к народному хозяйству являются преимуществами. К недостаткам металла можно отнести лишь его нахождение в природе. Никель считается элементом распространенным, но встречается только в связанном виде. Самородный никель попадает на землю только в составе метеоритов. Соответственно, получают металл по более дорогим технологиям.

Никель обладает неплохой прочностью и твердостью, при этом сохраняя способность к ковке и высокую вязкость: из него можно получать тончайшие листы и прутки.
Металл обладает замечательной стойкостью к коррозии. Более того, это качество он передает сплавам, в состав которых входит в виде легирующего элемента.
Сплавы на никелевой основе очень разнообразны и отличаются исключительными качествами. Так, жаропрочные железо-никелевые сплавы применяются при изготовлении частей атомных реакторов и реактивных двигателей. На сегодня описаны и используются около 3000 различных никелевых сплавов.
Покрытие из никеля и сейчас активно применяется не только в приборо- и станкостроении, но и в быту, в строительстве. Никелированная посуда, столовые приборы, фурнитура и прочее не только эстетически привлекательны, но и абсолютно гигиеничны, безвредны и крайне долговечны. Инертность и гигиеничность металла обуславливает его использование в пищевой промышленности.
Никель является ферромагнетиком, то есть, веществом склонным к самопроизвольному намагничиванию. Это свойство позволяет использовать металл для производства постоянных магнитов.
Металл относительно дешев в получении и обладает хорошими характеристиками по электропроводности. Никель заменяет дорогое серебро или опасный свинец в производстве аккумуляторов.

Структура и химический состав никеля рассмотрены ниже.

Структура и состав

Никель, как и другие чистые металлы, обладает однородной, хорошо упорядоченной структурой, что и обеспечивает этим веществам способность проводить ток. Однако фазовый состав материала может быть разным, что влияет на его свойства.

При нормальных условиях дело имеют с β-модификацией никеля. Она характеризуется гранецентрированной кубической решеткой и обуславливает привычные свойства металла – ковкость, пластичность, способность к механической обработке, ферромагнетизм и так далее.
Существует и материал другого вида. Никель, подвергнутый катодному распылению в атмосфере водорода, в реакцию не вступает, но и меняет структуру, переходя в α-модификацию. Последняя имеет плотнейшую гексагональную решетку. При нагревании до 200 С α-фаза переходит в β-фазу. В промышленности имеют дело с β-модификацией никеля.

Далее рассмотрены основные свойства и характеристики никеля как химического элемента и как металла.

Данное видео расскажет о том, как самому переделать никель-кадмиевый аккумулятор на литий-ионный:

Характеристики β-фазы, как основной, представляют больший интерес, поскольку само существование α-фазы ограничено. Свойства металла таковы:

плотность при нормальной температуре – 8,9 г/куб. см;
температура плавления – 1453 С;
температура кипения – 3000 С;
очень низкий коэффициент теплового расширения – 13,5∙10−6 K−1
модуль упругости – 196–210 ГПа;
предел упругости составляет 80 Мн/кв. м;
предел текучести – 120 Мн/кв. м:
предел растяжения 40–50 кгс/ кв. мм;
удельная теплоемкость вещества – 0,440 кдж/(кг·К);
теплопроводность – 90,1 вт/(м·К);
удельное электрическое сопротивление – 0,0684 мкОм∙м.

Никель является ферромагнетиком, его точка Кюри – 358 С.

Об изготовлении и производителя никелевых сплавов поговорим ниже.

Производство

Никель считается довольно распространенным – 13 место среди металлов. Однако распределение его несколько специфично. Металл не зря называют элементом земных глубин, поскольку в ультраосновных породах его в 200 раз больше, чем в кислых. По одной из распространенных теорий земное ядро состоит из никелистого железа.

Самородный никель на Земле не встречается. В связанном виде он наличествует в медно-никелевых рудах – мышьяксодержащих и сульфидных. Это никелин – красный никелевый колчедан, тот самый, который горняки принимали за медную руду, хлоантит – белый никелевый колчедан, гарниерит, медный колчедан и так далее.

Исходным сырьем чаще всего служит сульфидная руда, включающая и медь, и никель, поэтому в схему производства включены дополнительные этапы по разделению металлов.

Сульфидные руды обычно содержат много влаги и глинистых веществ. Чтобы избавиться от них, руду измельчают, сушат и брикетируют. При слишком высоком содержании серы в руде ее обжигают.
Плавка на штейн – осуществляются в шахтных или отражательных печах. Получают сплав сульфида никеля и железа, включая небольшое количество меди.
Разделение никеля и меди.
Обжиг никелевого концентрата, восстановительная плавка и рафинирование электролизом.

Способ получения никеля из окисленной руды выглядит несколько иначе.

Руду подвергают сульфидизирующей плавке с частичным восстановлением.
Получают файнштейн – расплавленный штейн продувают воздухом в конверторах.
Файнштейн обжигают и очищают от меди;
Затем восстанавливают никель либо плавят обожженную крицу на ферроникель.

А сколько стоит 1 кг никеля? Цены на такой металл во многом определяются успехом эксплуатации месторождений. Так, в 2013 году Китай увеличил производство никельсодержащего чугуна, что привело к заметному падению цен на металл. В 2016 году осенью стоимость тонны металла составляла 10045$.

Никель сам по себе используется достаточно редко. Гораздо шире область применения его сплавов.

В быту чаще всего сталкиваются с никелированными изделиями – краны, смесители, мебельная фурнитура. Металлические части мебели довольно часто покрыты слоем серебристого не тускнеющего металла. То же самое касается столовых приборов и посуды.
Еще один известный способ использования – белое золото. В его состав входит золото определенной пробы и сплав никеля.
В электротехнике широчайшее распространение нашли никелевые катоды. Многочисленные аккумуляторы – никель-кадмиевые. Никель-цинковые, железо-никелевые и так далее составляют конкуренцию свинцовым аккумулятором и при этом намного безопаснее.

Как отличить никель от других металлов – Справочник металлиста

Как определить никель в домашних условиях

Калькулятор металлопроката

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

Никель (Ni) (Niccolum) — химический элемент с атомным номером 28 в периодической системе, ковкий и пластичный металл. Имеет серебристый цвет с желтоватым оттенком, хорошо полируется, притягивается магнитом.

Плотность никеля составляет 8,902 г/см3, температура плавления tпл. = 1453°С, температура кипения tкип. = 2730-2915°С, данный металл является ферромагнетиком, точка Кюри около 358 °C. На воздухе компактный никель стабилен.

Поверхность никеля покрыта тонкой пленкой оксида NiO, которая прочно предохраняет металл от дальнейшего окисления.

В земной коре содержание никеля составляет около 8·10-3% по массе. Возможно, громадные количества никеля — около 17·1019тонн — заключены в ядре Земли, которое, по одной из распространенных гипотез, состоит из железоникелевого сплава. В морской воде содержание никеля составляет примерно 1·10-8-5·10-8%.

Впервые присутствие никеля в соединении никеля и мышьяка NiAs («купферникель») обнаружил шведский металлург А.Ф. Кронштедт в 1751 году. Тогда никель относили к «полуметаллу» — простому веществу, обладающему как свойствами металлов, так и неметаллов.

Данная точка зрения подвергалась серьезным сомнениям. Но в 1775 году швед Т. Бергман доказал, что никель — простое вещество. Окончательное утверждение никеля произошло в 1804 году, когда немецкий химик И.

Рихтер получил чистый никель путем восстановления никелевого купороса.

Физические свойства никеля

Свойство Никель

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

Химические свойства никеля

Свойство Никель

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

Марки никеля и сплавов

Современная промышленность выпускает большое количество различных марок никеля.

Н0, Н1 — никель первичный, содержание Ni+Co — не менее 99,99% и 99,93% соответственно. Никель данных марок выпускается в виде катодных листов, пластин, полос. Эту продукцию получают с помощью электролиза.
Н2, Н3, Н4 — никель первичный, содержание Ni+Co — не менее 99,8%, 98,6% и 97,6% соответственно. Никель этих марок выпускается в виде пластин, полос, катодных листов, гранул, обрезов и слитков. Данную продукцию получают с помощью электролиза, переплава, прессования отходов никеля, огневого рафинирования.
НП1, НП2, НП3, НП4 — никель полуфабрикатный, содержание Ni+Co — не менее 99,99%, 99,5%, 99,3% и 99,0% соответственно. Никель приведенных марок выпускается в виде никелевой проволоки, прутков, листов, полос и лент.
НПА1, НПА2 — никель полуфабрикатный анодный, содержание Ni+Co — не менее 99,7%, 99,0% соответственно. Никель представленных марок выпускается в виде листов и стержней.
НПАН — Никель полуфабрикатный анодный непассивирующийся (на поверхности изделий из никеля данной марки не образуется тонкая пленка с высоким сопротивлением), содержание Ni+Co — не менее 99,4%. Никель этой марки выпускается в виде стержней и листов.
НК0,2 — Никель кремнистый, содержание Ni+Co — не менее 99,4%. Никель данной марки выпускается в виде проволоки.
НМц1, НМц2, НМц2,5, НМц5 — никель марганцевый, содержит до 98,5% Ni+Co (марка НМц1). Никель приведенных марок выпускается в виде проволоки.

обладает высокой жаропрочностью и жаростойкостью;

имеет высокую коррозионную стойкость во многих агрессивных средах.

имеет высокую стоимость.

Никель по большей части является составным компонентом различных сплавов. Все нержавеющие стали обязательно содержат никель, так как никель повышает химическую стойкость сплава. Также сплавы никеля характеризуются высокой вязкостью и используются при изготовлении прочной брони.

При изготовлении важнейших деталей различных приборов используется сплав никеля с железом (36-38% никеля), обладающий низким коэффициентом термического расширения. При изготовлении сердечников электромагнитов широкое применение находят сплавы под общим названием пермаллои.

Эти сплавы, кроме железа, содержат от 40 до 80% никеля. Из никелевых сплавов чеканятся монеты. Общее число различных сплавов никеля, находящих практическое применение, достигает нескольких тысяч. Различные металлы никелируют, что позволяет защитить их от коррозии.

На металл наносится тонкий никелевый слой, обладающий высокой коррозионной стойкостью. Вместе с этим никелирование придает изделиям красивый внешний вид.

Никель широко используют при изготовлении различной химической аппаратуры, в кораблестроении, в электротехнике, при изготовлении щелочных аккумуляторов, для многих других целей.

Специально приготовленный дисперсный никель находит широкое применение как катализатор самых разных химических реакций.

Оксиды никеля используют при производстве ферритных материалов и как пигмент для стекла, глазурей и керамики; оксиды и некоторые соли служат катализаторами различных процессов. Производство железо-никелевых, никель-кадмиевых, никель-цинковых, никель-водородных аккумуляторов.

Современная промышленность выпускает разнообразную продукцию из никеля. Наиболее распространены никелевая проволока и нить, лента и фольга, прутки и круги, листы и полосы, трубки, порошок.
Достаточное широкое применение в промышленности получили никелевые аноды, которые используются при никелировании поверхностей различных изделий. Также для никелирования применяют порошок никеля.

Другой вид никелевых листов, катоды, используются в качестве шихты в производстве никельсодержащих сплавов. Помимо катодов в качестве легирующей добавки к сплава применяют и никелевый порошок.

В целом продукция из никеля активно применяется в тех областях промышленности, в которых предъявляются повышенные требования к коррозионной стойкости материалов в агрессивных средах.

Источник: http://www.metotech.ru/nikel-opisanie.htm

Понятие и особенности никеля как строительного материала

И сегодня мы рассмотрим физико-химические свойства и применение никеля, дадим ему общую характеристику, изучим никелевые сплавы и марки.

Об особенностях никеля как металла расскажет этот видеоролик:

С точки зрения химии никель – металл очень интересный и необычный.

Изделия из чистого никеля встречаются редко и применяются только на особо ответственных участках.

Никель составляет с железом и кобальтом триаду железа. В состав группы также входят и платиновые – осмий, платина, родий. Однако, несмотря на относительную близость, свойства металлов заметно отличаются.

Далее представлено описание преимуществ и недостатков никеля.