نیکل فلزی مقاوم، چکش‌خوار، براق با ساختار بلورین و مکعبی‌شکل به رنگ سفید و نقره‌ای است. این عنصر در سال ۱۷۵۱ توسط دانشمند سوئدی اکسل کرونستد کشف شد. ازنظر خواص مغناطیسی و فعالیت شیمیایی شبیه به آهن و کبالت است . این عنصر رسانای جریان برق است و سطح آن براق و صیقلی است. این عنصر از گروه عناصر آهن و کبالت است و آلیاژهای آن قیمت‌های بالایی دارند. با انکه نیکل در هسته زمین فراوان است اما به همین دلیل استخراج آن غیر ممکن است و لذا مهمترین منبع ان شهاب سنگی بوده که میلیونها سال پیش درکانادا به سطح زمین برخورد کرده بنابراین بریتانیا بزرگترین تولید کننده میباشد شکل زیر یکی از روشهای تولید این فلز گران قیمت را نمایش میدهد
این عنصر کاربردهای فراوانی در طبیعت دارد و برای ساخت فولاد ضدزنگ و دیگر آلیاژهای ضدزنگ و خوردگی، مانند اینوار و مانل که آلیاژی از نیکل و کبالت است و در برابر خوردگی مقاوم است کاربرد دارد . نیکل در تعداد زیادی محصولات خاص و صنعتی مانند فولاد ضد زنگ، آهن ربا‌های آلنیکو (آلیاژی از آهن، آلومینویم، نیکل و کبالت (AlNiCo)، سکه، باتری های قابل شارژ و آلیاژ های خاص استفاده می شود. نیکل همچنین برای آبکاری و استفاده به عنوان رنگ سبز در شیشه به کار می رود. نیکل غالبا فلزی برای آلیاژ است و استفاده اصلی آن در فولاد های نیکلی و چدن های نیکلی است که انواع مختلفی دارد. یکی از خواص مهم نیکل مقاومت آن در برابر خوردگی می باشد.
آلیاژ های نیکل
آلیاژ های نیکل عمدتا به دلیل مقاومت به خوردگی، مقاومت به حرارت بالا، خواص مغناطیسی ویژه و خواص انبساط حرارتی مورد استفاده قرار می گیرند . آلیاژ های اصلی مورد استفاده عبارتند از:
آلیاژ های آهن – نیکل – کروم، فولاد ضد زنگ، آلیاژ های مس – نیکل، آلیاژ های نیکل – کروم ،
آلیاژ های کم انبساط ، آلیاژ های مغناطیسی
فولاد های ضد زنگ
اکثر فولاد های ضد زنگ (Stainless Steels) شامل ۸ – ۱۰٪ نیکل هستند. در همه موارد این ترکیب کروم با نیکل است که کار ضد زنگ را انجام می دهد. فولادهای ضد زنگ همچنین به عنوان مواد بازدارنده آتش مفید هستند زیرا مقاومت خود را در دمای بالاتر از فولاد ساختمانی حفظ می کنند. متداول ترین فولاد ضد زنگ گرید 304 با 8٪ نیکل و 18٪ کروم و بالانس آهن است. این مورد برای موارد معمول مانند قاشق و چنگال، قابلمه ها و سینک ظرفشویی استفاده می شود. در مواردی که به مقاومت در برابر خوردگی اضافی نیاز باشد، مانند سقف سازی در کاربردهای دریایی، از نوع 316 استفاده می شود. این گرید تقریباً برابر با گرید 304 نیکل و کروم دارد اما 3٪ مولیبدن به آن اضافه شده است. بسیاری از فولادهای ضد زنگ دیگر برای پوشش طیف گسترده ای از خواسته های مهندسان و معماران مانند فولاد نیکل اندود (NPS) وجود دارد.
آلیاژ های نیکل مس
آلیاژهای مس نیکل گاهی اوقات با نام NiCu شناخته می شوند و حاوی نیکل همراه با مس و مقادیر کمی آهن و منگنز هستند. یک آلیاژ معمول مس نیکل گرید 400 (UNS N04400) است. این آلیاژهای مس نیکل حاوی حداقل 63٪ نیکل، 28-34٪ مس و حداکثر 2٪ منگنز و 2.5٪ آهن است. همچنین تعداد کمی از ناخالصی ها در مقادیر محدود نگهداری می شوند تا اطمینان حاصل شود که خصوصیات فلز آسیب نمی بینند.این آلیاژهای مس نیکل در مواردی استفاده می شوند که مقاومت بالاتری در مقایسه با نیکل خالص مورد نیاز باشد.آلیاژهای مس نیکل کاربرد گسترده ای در پالایش نفت و کاربردهای دریایی در صورت نیاز به عمر طولانی بدون خوردگی دارند. به دلیل هدایت گرمایی خوب آلیاژهای مس نیکل، آنها اغلب برای مبدل های حرارتی استفاده می شوند.
آلیاژهای پایه نیکل کروم
آلیاژهای پایه کروم نیکل در مواردی که به مقاومت در برابر حرارت و یا مقاومت در برابر خوردگی نیاز است، به طور گسترده ای استفاده می شود.
آلیاژ های کم انبساط
گروهی از آلیاژهای انبساط کنترل شده با آهن نیکل وجود دارد که ضریب انبساط در محدوده ای از دما، کم و ثابت است. این آلیاژهای آهن نیکل با انبساط کم در مواردی که تغییر در خصوصیات مکانیکی با درجه حرارت ممکن است مشکل ایجاد شود، مانند فنرهای دقیق، بسیار استفاده می شوند. این آلیاژهای آهن نیکل در مواردی که به آبکاری فلز / شیشه نیاز است به نام آلیاژهای آبکاری شیشه ای نیز استفاده می شود
سوپر آلیاژ پایه نیکل
نیکل هم چنین می تواند پایه ای برای سوپر آلیاژ با مشخصات دما بالا – استحکام بالا باشد . سوپر آلیاژها در موتور جت و توربین های گازی استفاده می شوند . سوپر آلیاژها از آهن ، کبالت یا نیکل ساخته می شوند . سوپر آلیاژها هم چنین شامل سایر فلزات مانند کرم ، تنگستن و آلومینیوم می باشند. سوپر آلیاژها مقاوم به زنگ خوردگی بوده و خواص خود را در دمای بالا حفظ می کنند مهمترین مصارف نیکل در صنایع فولاد عبارتند از سا خت فولاد ضد زنگ استنیتی بعنوان وپر، الیاژ ورق ها ی زرهی ودرب ضد سرقت و بوته مورد استفاده در ازمایشگاه همچنین سیمهای هوشمند با الیاژ حافظه دار
ترکیب شیمیایی انواع نیکل موجود در بازار
بسته بندی قابل عرضه این فلز در شرکت سایا ذوب کیمیا عموما ۲۵۰ و یا ۱۰۰ و ۱۵۰ کیلوگرمی میباشد اما این شرکت قادر به ارایه نیکل بصورت خورده فروش نیز میباشد .
