鎳的屬性性能及用途

1、鎳的屬性、性能及用途    鎳，門捷列夫元素周期表第八族金屬化學元素，系Fe、Co、Ni鐵三素組成員。鎳的拉丁語名稱Niccolum (Ni)。    鎳的命名來歷與鈷的命名來歷類似。中世紀的礦工將鎳稱之為礦工的惡魔，這便是“紅砷鎳礦” (Kupfernickel 銅魔鬼) 假銅。這種礦石表面上與銅礦類似，當時的玻璃制造業(yè)嘗試用其進行玻璃上色(綠色)，而礦石中的這種銅并沒能夠使其成功，因為根本就沒有這種銅。1751年，瑞典礦物學家阿.科隆斯杰特(Axel Cronstedt)對這種礦石 紅鎳礦的紅銅色晶體(紅色的鎳黃鐵礦NiAs)進行

2、了研究，并從中分離出了一種新的金屬，他便將其稱之為鎳。鎳(Ni)原子序數(shù)28外觀固態(tài)展性銀白色金屬地殼中含量0.008%(重量)同位素：穩(wěn)定58，6062，64        不穩(wěn)定56，57，59，63，65，66晶格結(jié)構(gòu)立方面心結(jié)構(gòu)晶格期間3,520 ?杰拜溫度375.00 K原子屬性原子量 (摩爾量)58.6934原子質(zhì)量單位(g/mol)原子半徑1.24 ?電離能(第一電子)736,2 (7,63) kJ/mol(eV)電子排列Ar 3d8 4s2化學屬性共價半徑1.15 ?離子半徑(+2e) 0.69? 負電性1.

3、91（鮑林標度）電極電位0氧化態(tài)0, +2, +3, +4物理屬性密度8.902 g/cm3硬度(莫式)5.06.0比熱0.443 J/(K·mol)傳熱性90.9 W/(m·K) 熔化溫度1728 K（1455 °C）熔化熱17.61J/ml 沸騰溫度3005 K（2900 °C）汽化熱378.6 kJ/mol克分子體積6.6m3/ml 蒸氣壓237Pa（1726K）聲速4970 m/s（293.15K）    早在公元前235年，我國就開始使用鎳礦物制造硬幣，其中含銅78%和鎳約20%。在歐洲，類似的礦物于1094年發(fā)現(xiàn)

4、，但由于沒有能把鎳從礦物中回收出來，所以稱之為“紅鎳礦”，也稱為“銅魔鬼”。鎳廣泛應用于含貴金屬的貨幣合金，同樣在電鍍技術制造防蝕層工藝中應用。鎳的主體礦物紅鎳礦(紅砷鎳礦) NiAs、針硫鎳礦NiS、硫鎳鐵礦(FeNi)9S均含有砷、鐵及硫，當然在巖槳磁黃鐵礦中也存在有硫鎳鐵礦。開采鎳的其它礦石中一般含有Co、Cu、Fe、Mg等雜質(zhì)。鎳一般是精煉過程的主產(chǎn)品，但在生產(chǎn)其它金屬工藝中則以副產(chǎn)品形式回收。世界采鎳大國有俄羅斯、加拿大、澳大利亞、古巴、新喀里多尼亞和印度尼西亞等。    性能    鎳略帶黃色的銀白色展性金屬，是一種具有磁

5、性的過渡金屬。在空氣中發(fā)烏，質(zhì)硬，抗腐蝕能力強，耐熱性、可塑性與韌性好，在溫度低于340時有磁性。鎳的特點在于化學活性大，在空氣、水、堿及各種酸中穩(wěn)定性好，主要是會形成抗腐蝕的表面氧化膜產(chǎn)生鈍化。鎳只有在粉未狀態(tài)下會燃燒，形成NiO 和 Ni2O3兩種氧化物和相應的Ni(OH)2 和 Ni(OH)3兩種氫氧化物。鎳的主要可溶性鹽包括：乙酸鎳、氯化鎳、硝酸鎳和硫酸鎳。鎳鹽溶液通常呈現(xiàn)為綠色，而無水鎳鹽一般呈現(xiàn)為黃色或棕黃色。不溶性鎳鹽包括草酸鎳和磷酸鎳(綠色)，以及三種硫化鎳 NiS (黑色)、Ni2S3 (青銅黃)和 Ni3S4 (黑色)。鎳還會形成大量配價化合物和絡合物，例如，脫甲基乙二酰鎳

6、Ni(HC4H6N2O2)2，這種鎳鹽在酸性介質(zhì)中表現(xiàn)為鮮紅色，廣泛應用于鎳檢測領域的定性分析。    生產(chǎn)    純鎳的生產(chǎn)是一個多工序的復雜過程，硫化礦石經(jīng)預選礦產(chǎn)出鎳精礦，之后要完成的工序：燒結(jié)熔煉產(chǎn)出冰銅轉(zhuǎn)爐吹煉冰銅產(chǎn)出鎳高锍高锍磨浮分離出鎳精礦和銅精礦采用不同方法處理高锍產(chǎn)出金屬鎳。從礦石到純金屬鎳的總回收率不會超過70-75%。    用途    鎳不僅是制造鎳合金的基礎材料，更是其它合金(鐵、銅、鋁基等合金)中的合金元素。目前，鎳及其合金用于特殊用途的零部件、儀

7、器制造、機器制造，火箭技術裝備中，原子反應堆，用于生產(chǎn)堿性蓄電池，多孔過濾器，催化劑，以及零部件與半制品的防蝕電鍍層等,鎳被視為國民經(jīng)濟建設的重要戰(zhàn)略物質(zhì)，其資源的有效開發(fā)和綜合利用一直為各國所重視。    鎳的應用是由鎳的抗腐蝕性能決定的，合金中添加鎳可增強鎳的抗腐蝕性能。不銹鋼與合金生產(chǎn)領域是鎳的最大應用領域。合金中加入鎳的用途：蒙乃爾高強度耐蝕鎳銅錳鐵合金(Ni，Cu，F(xiàn)e，Mn)在化學設備、造船業(yè)領域廣泛應用，還用于制造沉淀池和蓋等；尼赫羅姆鎳鉻合金和克羅梅爾鉻鎳合金(Ni，Cr)以導線形式應用于變壓器、烘爐、熨斗、加熱器等；因瓦鐵鎳合金(Ni，F(xiàn)e)的膨

8、脹系數(shù)很低，可用于制造時鐘和測量卷尺中的擺錘；由于坡莫合金(Ni，F(xiàn)e)具有極好的磁化系數(shù)，因而在海上電纜和電力輸送工藝中推廣應用；鋅白銅(Ni, Cu, Zn)用于制造家具；阿爾尼柯鐵鎳鋁鈷合金(Ni, Co, Fe, Al)是一種強磁性材料，用于制造具備永久磁鐵性能的精細工具。鎳涂料很早就用于裝飾，用來保護許多種堿金屬的腐蝕。    目前，全世界鎳的消費量僅次于銅、鋁、鉛、鋅而居有色金屬第五位。我國將是一個極具發(fā)展?jié)摿Φ逆嚰安讳P鋼消費市場，鎳行業(yè)發(fā)展蘊藏著巨大潛力。奧氏體不銹鋼的特性及用途    奧氏體不銹鋼是在常溫下具有奧氏體組

9、織的不銹鋼。鋼中含Cr約18%、Ni 8%10%、C約0.1%時，具有穩(wěn)定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發(fā)展起來的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不銹鋼無磁性而且具有高韌性和塑性，但強度較低，不可能通過相變使之強化，僅能通過冷加工進行強化。如加入S，Ca，Se，Te等元素，則具有良好的易切削性。此類鋼除耐氧化性酸介質(zhì)腐蝕外，如果含有Mo、Cu等元素還能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蝕。此類鋼中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可顯著提高其耐晶間腐蝕性能。高硅的奧氏體不銹鋼濃硝酸肯有良好的

10、耐蝕性。由于奧氏體不銹鋼具有全面的和良好的綜合性能，在各行各業(yè)中獲得了廣泛的應用。     奧氏體不銹鋼的特性及用途：    鋼號：30418Cr-8Ni    特性：作為一種用途廣泛的鋼，具有良好的耐蝕性，耐熱性，低溫強度和機械特性。沖壓、彎曲等熱加工性好，無熱處理硬化現(xiàn)象（無磁性，使用溫度-196800）。    用途：家庭用品（1、2類餐具、廚柜，室內(nèi)管線，熱水器、鍋爐、浴缸）、汽車配件（風擋雨刷、消聲器、模制品）、醫(yī)療器具、建材、化學，食品工業(yè)、農(nóng)業(yè)、船舶部件

11、0;   鋼號：304L18Cr-8Ni-低碳    特性：作為低C的304鋼，在一般狀態(tài)下，其耐蝕性與304鋼相似，但在焊接后或者消除應力后，其抗晶界腐蝕能力優(yōu)秀。在未進行熱處理的情況下，亦能保持良好的耐蝕性，一般在400以下使用（無磁性，使用溫度-196800）。    用途：應用于抗晶界腐蝕性要求高的化學、煤碳、石油產(chǎn)業(yè)的野外露天機器、建材、耐熱零件及熱處理有困難的零件。    鋼號：304J113Cr-7.7Ni-2Cu    特性：應添加Cu，其

12、成型性，特別是拔絲性和抗時效裂紋性好，并可進行復雜形狀的產(chǎn)品成形。其耐蝕性與304鋼相同。    用途：保溫瓶、廚房洗滌槽、鍋、壺、保溫飯盒、門把手、紡織加工機器。    鋼號：31618Cr-12Ni-2.5Mo    特性：因添加Mo，故其耐蝕性、耐大氣腐蝕性和高溫強度特別好，可在苛酷的條件下使用。加工硬化性優(yōu)（無磁性）。    用途：海水里用設備、化學、染料、造紙。草酸、肥料等生產(chǎn)設備；照像、食品工業(yè)、沿海地區(qū)設施、繩索、CD桿、螺栓、螺母。  &#

13、160; 鋼號：316L18Cr-12Ni-2.5Mo低碳    特性：作為316鋼種的低C系列，除與316鋼有相同的特性外，其抗晶界腐蝕性優(yōu)。    用途：316鋼鐵用途中，對抗晶界腐蝕怕有特別要求的產(chǎn)品。    鋼號：32118Cr-9Ni-Ti    特性：在304鋼中添加Ti元素來防止晶界腐蝕。適合于在430900溫度下使用。    用途：航空器、排管、鍋爐汽包。氮對奧氏體不銹鋼的影響    氮早期主要用于鉻

14、錳氮（鉻錳鎳氮）奧氏體不銹鋼中，以節(jié)約鋼中的鎳。近些年來，氮也日益成為鉻鎳奧氏體不銹鋼中的重要合金元素。氮的作用除代替部分鎳以節(jié)約貴重的鎳元素外，主要是作為固溶強化元素提高奧氏體不銹鋼的強度，但并不顯著損害鋼的塑性和韌性；同時，氮提高鋼的耐腐蝕性能，特別是耐局部腐蝕，比如耐晶間腐蝕，點腐蝕和縫隙腐蝕等。    近些年來，用氮合金化的奧氏體不銹鋼的研究開發(fā)取得了較大的進展。目前應用的含氮奧氏體不銹鋼可分為控氮型、中氮型和高氮型三種?？氐蜑樵诔吞迹–0.02%0.03%）鉻鎳奧氏體不銹鋼中加入0.05%0.10%氮，用以提高鋼的強度，使之達到含穩(wěn)定化元素鈦的或普通低碳