Nikiel, miedź i miedziana nikla są odrębne pod względem składu, właściwości i zastosowań, choć mają pewne podobieństwa jako materiały metaliczne .
1. skład i naturalne występowanie
Element chemiczny (liczba atomowa 28) sklasyfikowana jako metal przejściowy . Jest srebrzysto-biały, lśniący i naturalnie występuje w rudach takich jak pentlandite i laterite . często występuje obok żelaza i sulfury w minerałach .
Czysty nikiel jest plastyczny, magnetyczny i wysoce odporny na korozję, szczególnie w środowiskach alkalicznych .
Element chemiczny (liczba atomowa 29), czerwono-brązowy metal znany z doskonałej przewodności elektrycznej i cieplnej . Występuje naturalnie w rudach takich jak chalkopiryt i malachite .
Czysta miedzi jest miękka, plastyczna i tworzy zieloną patynę (tlenek miedzi) po wystawieniu na powietrze, co chroni ją przed dalszą korozją .
Stop stałego rozwiązania miedzi i niklu, często z niewielkimi dodatkami, takimi jak żelazo, mangan lub cynk, aby wzmocnić określone właściwości . wspólne wskaźniki obejmują cu -10 ni, cu -20 ni, i cu -30 ni (e . g .}, monel i cu -30 stop NI-CU z wyższą zawartością niklu) .
Stop łączy odporność na korozję niklu z plastycznością miedzi i przewodnością cieplną .
2. Właściwości mechaniczne i fizyczne
Siła: Wysoka wytrzymałość na rozciąganie (~ 400–600 MPa) i dobra plastyczność, dzięki czemu jest odpowiednia do aplikacji o wysokiej stresce .
Punktem topnienia: 1455 stopni (2651 stopni F), który jest wyższy niż miedź .
Magnetyzm: ferromagnetyczna w temperaturze pokojowej (traci magnetyzm powyżej 354 stopni, jego punkt curie) .
Odporność na korozję: odpowiada utlenianiu w powietrzu i jest obojętne dla wielu kwasów (z wyjątkiem kwasu azotowego) .
Siła: bardziej miękka niż nikiel (wytrzymałość na rozciąganie ≈220–250 MPa w czystej formie), ale jego plastyczność umożliwia łatwą formowanie i okablowanie .
Punktem topnienia: 1085 stopni (1985 stopni F), niższe niż nikiel .
Przewodnictwo: jeden z najlepszych elektrycznych (59 . 6 × 10⁶ s/m) i przewodników termicznych (401 W/m · k), drugie tylko srebro.
Odporność na korozję: tworzy ochronną warstwę tlenku w powietrzu, ale jest podatna na korozję w środowiskach kwasowych lub bogatych w amoniak .
Siła: Wytrzymałość na rozciąganie zmienia się w zależności od zawartości niklu (e . g ., cu -30 ni ma ~ 450–550 MPa), łącząc siłę niklu z wykonalnością miedzi .
Punkt topnienia: między miedzią a niklem (e . g ., cu -10 ni topi około 1 200–1 250 stopni), w zależności od stosunku stopu .
Przewodnictwo: niższa niż czysta miedź (e . g ., cu -30 ni ma przewodność elektryczną ~ 10% miedzi), ale wyższa niż wiele stali .
Odporność na korozję: wyjątkowa odporność na wodę morską, spray solny i środowiska chemiczne, znacznie przekraczające samą czystą miedź lub nikiel . Stop tworzy stabilną warstwę tlenku, która zapobiega degradacji .
3. Zachowanie korozji
Doskonałą odporność na korozję w wodzie morskiej, czyniąc ją idealną do aplikacji morskich . Stop opiera się biofouling (przywiązanie do organizmu) i wżery, w przeciwieństwie do wielu innych metali .
W atmosferze wilgotnej lub przemysłowej tworzy ochronną warstwę tlenku podobną do miedzi, ale bardziej trwałą, zapobiegając głębokiej penetracji .
4. aplikacje
Agent stopowy: używany w stali nierdzewnej (e . g ., 304, 316), Superalloys for Turbines i Ni-Cu (Monel) .
Galwanizacja: w przypadku powłok dekoracyjnych lub ochronnych na metalach .
Baterie: Nickel-Cadmium (NI-CD) i Nickel-Metal Wodoodporność (Ni-MH) .
Przetwarzanie chemiczne: sprzęt do obsługi chemikaliów żrących .
Systemy elektryczne: okablowanie, transformatory i przewody z powodu wysokiej przewodności .
Plumbing: Rury i złączki do dystrybucji wody .
Transfer ciepła: grzejniki, wymienniki ciepła i cewki klimatyzacyjne .
Sztuka i architektura: posągi, dachy i elementy dekoracyjne (z powodu formacji patyny) .
Inżynieria morska: kadłuby statku, kondensatory, rury wód morskich i śmigła (odpowiada korozji słonej wody) .
Sprzęt przemysłowy: wymienniki ciepła w zakładach chemicznych, systemach odsalania i platformach offshore .
Komponenty elektryczne: złącza i części odporne na korozję w trudnych środowiskach .
Monetage: niektóre monety (e . g ., amerykańskie nikle, choć nowoczesne nikle amerykańskie są miedziane cynk) .
5. koszt i dostępność
Nikiel: droższy niż miedź ze względu na ograniczone naturalne rezerwy i złożone procesy ekstrakcji, szczególnie w przypadku ocen wysokiej czystości .
Miedź: bardziej obfita i tańsza niż nikiel, dzięki czemu jest powszechnie używany w tanich aplikacjach .
Copper-Nickel: Kosztownik niż czysta miedź, ale tańsze niż wysokie stopy niklu, takie jak Monel, z cenami zależnymi od zawartości niklu (wyższy nikiel=wyższy koszt) .
