آشنایی با فلز نیکل و کاربرد های آن در متال اسپری

نیکل nickel

نیکل : امروز میخواییم بریم سراغ عنصر بیستو هشتم جدول تناوبی!!!

خب دوستان این نیکله.

تا یه روز دیگه خدانگهدار.

شوخی کردم جایی نرید تا مفصل این فلز رو بررسی کنیم.

نیکل یکی از مهم ترین فلزات صنعتی است که مقاومت به خوردگی بسیار خوبی دارد.

البته ما امروز میدونیم که این فلز چقدر مهم و ارزشمنده، اگر بخوام از اولین متن هایی که راجع به فلز نیکل نوشته شد براتون بگم :

در سال 1751 میلادی بود که آقای اکسل کرونست (axel cronstedt) راجع به این فلز اینطور نوشت که فلز به درد نخوری می باشد و اسم آن را کوپفر نیکل (kupfernickel) گذاشت.

تمامی همدوره های آقای اکسل با ایشون موافق بودند و تقریبا تا 100 سال بعد این عقیده همچنان وجود داشت.

تا اینکه در سال 1857 آمریکا برای اولین بار از این فلز استفاده کرد و سکه های 5 سنتی ضرب کرد که از جنس نیکل بودند و جالبه بدونید که هنوز در آمریکا به سکه های پنج سنتی نیکل میگن با اینکه دیگه جنسش از نیکل نیست!

از نیکل خالص در خیلی از روش ها مثل آبکاری الکترونیکی (الکتروپکینگ) ، متال اسپری و… به عنوان زیر پوشش برای سایر فلزات بکار میرود.

در اواخر قرن 19 آمریکا و انگلیس به دنبال ساخت فلزی بودند برای ناوهای جنگی که گلوله توپ روی آن اثر نگذارد و کشف کردند که با اضافه کردن کمی نیکل به فولاد میتوان فولاد را مقاوم تر کرد. و از همان موقع شروع کردند به ترکیب نیکل و فولاد و در بدنه ناو ها و کشتی ها از آن استفاده کردند.

و اینجا بود که همه پی بردند که نیکل چقدر مهم و ارزشمند است. و به دنبال کشف معادن بیشتر این فلز بودند.

امروزه نیکل خالص کاربرد هایی دارد که به آن ها میپردازیم ولی همچنان بزرگترین مقدار نیکل در آلیاژ کاری با سایر فلزات بویژه فولاد به کار میرود.

نیکل ها در صنایع گوناگون کاربرد های مختلفی دارند به عنوان مثال:

در آبگرمکن ها و مخازن سنگین به کار می روند، در صنعت الکترونیک برای لوله های تخلیه ور در صنعت شیمیایی به عنوان کاتالیزور برای تولید سود سوز آور مصرف می شوند.

در اوایل قرن بیستم یک معدن غول پیکر در آنتاریا کاندا کشف شد که مقدار بسیار زیادی نیکل دارد.

به دلیل بزرگی این معدن و مقدار زیاد نیکلی که در آن وجود دارد نام دیگری روی این فلز گذاشتند به اسم عنصر کانادایی (Canadian element) بعد از آن در روسیه هم مقدار زیادی نیکل کشف شد ولی خبری از نام جدید نبود.

یک نکته جالبی که در مورد معدن بزرگ کانادایی وجود دارد این است که دانشمندان کشف کرده اند که نیکل موجود در این معدن از شهاب سنگ هایی که به این قسمت برخورد کردند تشکیل شده است، نیکل خالص به مقدار خیلی زیاد!

موضوع شهاب سنگ ها بماند برای وقت دیگری! همینقدر بگم که شهاب سنگ ها معمولا مقدار زیادی آهن و نیکل دارند، اگر علاقه مند بودید کامنت بزارید تا در مورد آن هم توضیح بدم.

و اما چند نکته عمومی راجع به فلز نیکل:

نیکل از نظر فراوانی پنجمین عنصر فراوان زمین می باشد
این عنصر رسانا می باشد
نیکل جزو چهار فلز دنیاست که به طور طبیعی به آهن ربا جذب میشود

مثلا اگر بخواهند کاری کنند که آلومینیوم را آهن ربا بگیرد میتوانند با نیکل ترکیب کنند.

4. نیکل اصلا سمی نیست و در خیلی از گیاهان و حتی میوه ها یافت می شود

ولی اگر با نیکل سرو کار دارید حتما باید ماسک بزنید چون ضرات معلقش از راه تنفس وارد بدن می شود و بسیار برای ریه و کل بدن مضر است و همچنین ثابت شده است که برای کلیه نیز بسیار خطرناک است.

همانطور که گفتیم بیشترین حالت استفاده از نیکل اینه که با فلزات دیگه ترکیب بشه و ترکیب های بهتری درست کنه که به چند مورد میپردازیم:

نیکل وقتی با فلزات دیگر ترکیب میشود در کمترین حالت مقاومت آن را بیشتر می کند و رنگ آن را روشن تر و نقره ای تر میکند.

در سال 1930 پژوهشگران متوجه شدند که می توان مقداری نیکل را با روغن های گیاهی مخلوت کرد و درجه حرارت سوختن روغن را افزایش داد، به اصطلاح روغن هایی که برای سرخ کردن به کار می رود تولید کرد.

اما وقتی صحبت از آلیاژ های ساخته شده با نیکل میشه سه تریکب خیلی مهم وجود داره که واقعا بی نظیرند:

فولاد های ضد زنگ نیکل دار ( استنلس استیل stainless steel )
نیکل و مس ( مونل )
نیکل و آهن ( اینکونل )

که به هر سه این ترکیب ها میپردازیم.

وقتی نیکل با فولاد ترکیب میشود استنلس استیل یا به فارسی فولاد ضد زنگ درست میشود و فولاد را خیلی مقاوم تر میسازد.

مخلوط نیکل و فولاد سالهاست در تولید بهترین فولاد ها حرف اول را می زند به طوری که در بیشتر ادبات جنگی مورد استفاده قرار میگیرد، به ناو های جنگی که اشاره کردیم همچنین بیشتر بدنه تانک ها و سایز ماشین های نظامی از این فلز تشکیل شده است.

2 به آلیاژ نیکل و مس، مونل نیز میگویند .

این فلز تقریبا 68% نیکل و 28% مس دارد و بقیه آن را اکثرا ناخالصی های آهن، منگنز و کبالت تشکیل می دهد.

فلز مونل از شکل خالص هر دو فلز نیکل و مس محکمتر و سخت تر می باشد.

همچنین از نیکل خالص ارزان تر است و در بعضی موارد برتر.

هنگامی که مقاومت در برابر خوردگی نیاز باشد آن را به کار می برند.

فلز مونل را میتوان ریخت، سردکاری یا گرم کاری کرد و به خوبی جوش نمود و همچنین امکان متال اسپری این فلز موجود است و در متال اسپری هم کاربرد زیادی دارد.

3 آلیاژهای مقاوم به گرما خوردگی نیکل – آهن – کروم میتوانند در درجه بالا بدونه بدون آنکه پوسته کنند به کار بروند.

این آلیاژ ها در درجه حرارت های تا حدود 2200 درجه فارنهایت مقاومت خزشی زیاد و مقاومت خوبی در برابر خوردگی و اکسیداسیون شیمیایی دارند.

اینکونل که نام یکی از آلیاژ های نیکل وآهن و کرم است نخست در دستگاه های تولید غذا مانند پاستوریزه کننده شیر به کار میرفت، یکی از خواص برجسته آن این است که در مقابل حرارت دادن ها و سرد کردن های مکرر (صفر تا 1600 درجه فارنهایت) بدون آنکه بشکند مقاومت می کند، این خاصیت همراه با مقاومت خوردگی عالی آن است که مصرف آنرا به عنوان منیفول های خروجی هواپیما و بخاری ها استوار میسازد.

نیمونیک و نیکروم هم دیگر آلیاز های نیکل و آهن کروم می باشند که بعدا به آن ها خواهیم پرداخت.

باید خدمتتون عرض کنم که فلز اینکونل در متال اسپری هم قابل استفاده است و در جاهایی که قطعات بخواهند در حرارت های بالا کار کنند و مقاومت خوبی داشته باشند میتوان از این فلز استفاده نمود و مقاومت قطعات را به حد زیادی افزایش داد.

به عنوان مثال شفت یا قطعه ای بخواهد در شرایط حرارتی بالا کار کند و جنسش از فولاد باشد به روش متال اسپری لایه ای از جنس اینکونل بر روی آن ایجاد می کنیم و عمر مفید قطعه چندین برابر افزایش میابد.