الخصائص الفيزيائية للنيكل النيكل - الخصائص والتطبيقات

الموقع في الجدول الدوري:

النيكل هو عنصر من عناصر المجموعة العاشرة، الفترة الرابعة من الجدول الدوري للعناصر الكيميائية D.I. مندلييف، برقم ذري 28. يُشار إليه بالرمز Ni (اللاتينية نيكولوم).

التركيب الذري:

تكوين أغلفة الإلكترون الخارجية للذرة 3s23p63d84s2 طاقة التأين Ni0 3048-4.jpgNi+ 3048-5.jpgNi2+3048-6.jpgNi3+ 7.634، 18.153 و35.17 فولت؛ بولينج السالبية الكهربية 1.80؛ نصف القطر الذري 0.124 نانومتر، نصف القطر الأيوني (يشار إلى أرقام التنسيق بين قوسين) Ni2+ 0.069 نانومتر (4)، 0.077 نانومتر (5)، 0.083 نانومتر (6)

حالات الأكسدة: تشكل المركبات في أغلب الأحيان في حالة الأكسدة +2 (التكافؤ II)، وأقل في حالة الأكسدة +3 (التكافؤ III) ونادرًا جدًا في حالات الأكسدة +1 و+4 (التكافؤ I وIV، على التوالي). .

النيكل مادة بسيطة

التوزيع في الطبيعة:

النيكل شائع جدًا في الطبيعة - فمحتواه في القشرة الأرضية يبلغ تقريبًا. 0.01% (كتلة). تم العثور عليه في قشرة الأرض فقط في شكل مقيد؛ تحتوي النيازك الحديدية على النيكل الأصلي (ما يصل إلى 8٪). محتواه في الصخور فوق القاعدية أعلى بحوالي 200 مرة من الصخور الحمضية (1.2 كجم/طن و8 جم/طن). في الصخور فوق المافية، ترتبط الكمية السائدة من النيكل مع الأوليفينات التي تحتوي على 0.13 - 0.41٪ Ni. إنه يحل محل الحديد والمغنيسيوم بشكل متماثل. يوجد جزء صغير من النيكل على شكل كبريتيدات. يُظهر النيكل خصائص محبة للحديد والكالكوفيل. مع زيادة محتوى الكبريت في الصهارة، تظهر كبريتيدات النيكل مع النحاس والكوبالت والحديد والبلاتينويدات. في العملية الحرارية المائية، مع الكوبالت والزرنيخ والكبريت وأحيانًا مع البزموت واليورانيوم والفضة، يشكل النيكل تركيزات متزايدة في شكل زرنيخيدات النيكل وكبريتيدات. يوجد النيكل بشكل شائع في خامات النحاس والنيكل المحتوية على الكبريتيد والزرنيخ.

- النيكل (بيريت النيكل الأحمر، كوبفيرنيكل) NiAs،
- كلوانتيت (بيريت النيكل الأبيض) (Ni، Co، Fe) As2،
- جارنيريت (Mg, Ni)6(Si4O11)(OH)6*H2O وسيليكات أخرى،
- البيريت المغناطيسي (Fe، Ni، Cu) S،
- بريق النيكل والزرنيخ (gersdorffite) NiAsS،
- البنتلانديت (Fe، Ni) 9S8.

يُعرف الكثير بالفعل عن وجود النيكل في الكائنات الحية. وقد ثبت، على سبيل المثال، أن محتواه في دم الإنسان يتغير مع تقدم العمر، وأن كمية النيكل في الجسم تزداد في الحيوانات، وأخيرا، هناك بعض النباتات والكائنات الحية الدقيقة - "مركزات" النيكل، التي تحتوي على آلاف النيكل. وحتى مئات الآلاف من المرات من النيكل أكثر من البيئة.

تاريخ الاكتشاف:

تم اكتشاف النيكل (النيكل الإنجليزي والفرنسي والألماني) في عام 1751. ومع ذلك، قبل ذلك بوقت طويل، كان عمال المناجم الساكسونيون على دراية جيدة بالخام، الذي يشبه النحاس وكان يستخدم في صناعة الزجاج لتلوين الزجاج باللون الأخضر. جميع محاولات الحصول على النحاس من هذا الخام باءت بالفشل، وبالتالي في نهاية القرن السابع عشر. تم تسمية الخام باسم Kupfernickel، وهو ما يعني تقريبًا "الشيطان النحاسي". تمت دراسة هذا الخام (بيريت النيكل الأحمر NiAs) من قبل عالم المعادن السويدي كرونستيدت في عام 1751. تمكن من الحصول على الأكسيد الأخضر، وعن طريق اختزال الأخير، حصل على معدن جديد يسمى النيكل. وعندما حصل بيرجمان على المعدن في صورة أنقى، وجد أن خصائص المعدن تشبه خصائص الحديد؛ تمت دراسة النيكل بمزيد من التفصيل من قبل العديد من الكيميائيين، بدءًا من بروست. نيكيل هي كلمة قذرة في لغة عمال المناجم. لقد تم تشكيلها من تحريف نيقولاوس، وهي كلمة عامة لها عدة معانٍ. لكن كلمة نيقولاوس كانت تستخدم في الأساس لوصف الأشخاص ذوي الوجهين؛ بالإضافة إلى ذلك، كان يعني "الروح الصغيرة المؤذية"، "المتسكع المخادع"، وما إلى ذلك. في الأدب الروسي في أوائل القرن التاسع عشر. تم استخدام أسماء نيكولان (شيرير، 1808)، نيكولان (زاخاروف، 1810)، نيكول ونيكل (دفيجوبسكي، 1824).

الخصائص الفيزيائية:

النيكل معدن طيع ومطيل. تحتوي على شبكة بلورية مكعبة محورها الوجه (المعلمة = 0.35238 نانومتر). نقطة الانصهار 1455 درجة مئوية، درجة الغليان حوالي 2900 درجة مئوية، الكثافة 8.90 كجم/دم3. النيكل مادة مغناطيسية حديدية، وتبلغ درجة حرارة نقطة كوري حوالي 358 درجة مئوية.

المقاومة الكهربائية 0.0684 ميكروأوم م.

معامل التمدد الحراري الخطي b=13.5?10?6 K?1 عند 0 درجة مئوية.

معامل التمدد الحراري الحجمي = 38-39?10?6 ك?1.

معامل المرونة 196-210 جيجا باسكال.

الخصائص الكيميائية:

تحتوي ذرات النيكل على تكوين إلكتروني خارجي قدره 3d84s2. حالة الأكسدة الأكثر استقرارًا للنيكل هي Ni(II). يشكل النيكل مركبات ذات حالات الأكسدة +1، +2، +3، و+4. وفي الوقت نفسه، تعتبر مركبات النيكل ذات حالة الأكسدة +4 نادرة وغير مستقرة. أكسيد النيكل Ni2O3 هو عامل مؤكسد قوي. يتميز النيكل بمقاومته العالية للتآكل - فهو مستقر في الهواء والماء والقلويات وعدد من الأحماض. ترجع المقاومة الكيميائية إلى ميلها إلى التخميل - تكوين طبقة أكسيد كثيفة على سطحها، والتي لها تأثير وقائي. يذوب النيكل بشكل نشط في حمض النيتريك المخفف: (3 Ni + 8 HNO_3 (30%) 3 Ni(NO_3)_2 + 2 NO + 4 H_2O) وفي حامض الكبريتيك المركز الساخن: (Ni + 2 H_2SO_4 NiSO_4 + SO_2 + 2 H_2O)

مع حمض الهيدروكلوريك والكبريتيك المخفف، يستمر التفاعل ببطء. يعمل حمض النيتريك المركز على تخميل النيكل، ولكن عند تسخينه، يستمر التفاعل (المنتج الرئيسي لاختزال النيتروجين هو NO2). مع أول أكسيد الكربون CO، يشكل النيكل بسهولة كربونيل Ni(CO)4 متطايرًا وسامًا للغاية. يشتعل ذاتياً في الهواء). يحترق النيكل فقط على شكل مسحوق. يشكل أكسيدين NiO و Ni2O3، وبالتالي، اثنين من هيدروكسيدات Ni(OH)2 وNi(OH)3. وأهم أملاح النيكل القابلة للذوبان هي الأسيتات والكلوريد والنترات والكبريتات. عادة ما يكون لون المحاليل المائية للأملاح باللون الأخضر، في حين أن الأملاح اللامائية تكون باللون الأصفر أو الأصفر المائل للبني. تشمل الأملاح غير القابلة للذوبان الأكسالات والفوسفات (الأخضر)، وثلاثة كبريتيدات: NiS (أسود)، Ni3S2 (برونز مصفر)، وNi3S4 (أبيض فضي). يشكل النيكل أيضًا العديد من التنسيقات والمركبات المعقدة. على سبيل المثال، يستخدم ثنائي ميثيل غليوكسيمات النيكل Ni(C4H6N2O2)2، الذي يعطي لونًا أحمر واضحًا في بيئة حمضية، على نطاق واسع في التحليل النوعي للكشف عن النيكل. المحلول المائي لكبريتات النيكل أخضر اللون. تحتوي المحاليل المائية لأملاح النيكل (II) على أيون سداسي أكوانيكل (II) 2+.

إيصال:

ويقدر إجمالي احتياطيات النيكل في الخامات في بداية عام 1998 بنحو 135 مليون طن، بما في ذلك الاحتياطيات الموثوقة البالغة 49 مليون طن. خامات النيكل الرئيسية - النيكل (كوبفيرنيكل) NiAs، ميليريت NiS، البنتلانديت (FeNi) 9S8 - تحتوي أيضًا على الزرنيخ والحديد والكبريت؛ يحتوي البيروتيت الناري أيضًا على شوائب البنتلانديت. تحتوي الخامات الأخرى التي يتم استخراج النيكل منها أيضًا على شوائب من Co وCu وFe وMg. في بعض الأحيان يكون النيكل هو المنتج الرئيسي لعملية التكرير، ولكن في أغلب الأحيان يتم الحصول عليه كمنتج ثانوي في تقنيات المعادن الأخرى. من الاحتياطيات الموثوقة، وفقا لمصادر مختلفة، من 40 إلى 66٪ من النيكل موجود في "خامات النيكل المؤكسدة" (ONR)، و 33٪ في خامات الكبريتيد، و 0.7٪ في خامات أخرى. اعتبارًا من عام 1997، بلغت حصة النيكل الناتج عن معالجة OHP حوالي 40% من الإنتاج العالمي. في الظروف الصناعية، ينقسم OHP إلى نوعين: المغنيسيوم والحديد. تخضع خامات المغنيسيوم المقاومة للحرارة، كقاعدة عامة، إلى الصهر الكهربائي إلى فيرونيكل (5-50٪ Ni + Co، اعتمادًا على تركيبة المواد الخام والميزات التكنولوجية). تتم معالجة خامات اللاتريت الأكثر حديدية بطرق التعدين المائي باستخدام الأمونيا. ترشيح الكربونات أو ترشيح الأوتوكلاف بحمض الكبريتيك. اعتمادًا على تركيبة المواد الخام والمخططات التكنولوجية المطبقة، تكون المنتجات النهائية لهذه التقنيات هي: أكسيد النيكل (76-90% Ni)، واللبيد (89% Ni)، ومركزات الكبريتيد بتركيبات مختلفة، بالإضافة إلى التحليل الكهربائي للمعادن. النيكل ومساحيق النيكل والكوبالت. أقل حديدية - يتم صهر خامات اللاترونيت إلى مادة غير لامعة. في مؤسسات الدورة الكاملة، يتضمن مخطط المعالجة الإضافية التحويل، والحرق غير اللامع، والصهر الكهربائي لأكسيد النيكل لإنتاج النيكل المعدني. وعلى طول الطريق، يتم إطلاق الكوبالت المستعاد في شكل معدن و/أو أملاح. مصدر آخر للنيكل: في رماد الفحم في جنوب ويلز في إنجلترا - ما يصل إلى 78 كجم من النيكل للطن. تشير زيادة محتوى النيكل في بعض أنواع الفحم والزيوت والصخر الزيتي إلى إمكانية تركيز النيكل في المواد العضوية الأحفورية. ولم يتم توضيح أسباب هذه الظاهرة بعد.

طلب:

النيكل هو أساس معظم السبائك الفائقة - وهي مواد مقاومة للحرارة تستخدم في صناعة الطيران لأجزاء محطات توليد الطاقة. معدن المونيل (65 -- 67% Ni + 30 -- 32% Cu + 1% Mn)، مقاوم للحرارة حتى 500 درجة مئوية، ومقاوم جدًا للتآكل؛ الذهب الأبيض (على سبيل المثال، يحتوي معيار 585 على 58.5% ذهب وسبائك (رباط) من الفضة والنيكل (أو البلاديوم))؛ بيرمالوي (76% ني + 17% حديد + 5% نحاس + 2% كروم)، لديه حساسية مغناطيسية عالية مع خسائر تباطؤ منخفضة للغاية؛ invar (65% Fe + 35% Ni)، تقريبًا لا يتوسع عند تسخينه؛ بالإضافة إلى ذلك، تشمل سبائك النيكل فولاذ النيكل والنيكل والكروم والنيكل الفضي وسبائك مقاومة مختلفة مثل الكونستانتان والنيكل والمنجنين. ويوجد النيكل كمكون في عدد من الفولاذ المقاوم للصدأ.

التكنولوجيا الكيميائية.

في العديد من العمليات التكنولوجية الكيميائية، يتم استخدام نيكل راني كمحفز.

تقنيات الإشعاع.

النويدة 63Ni، التي تنبعث منها جسيمات بيتا، لها عمر نصف يبلغ 100.1 سنة، وتستخدم في الكرايترونات، وكذلك كاشفات التقاط الإلكترون (ECDs) في كروماتوغرافيا الغاز.

الدواء.

يستخدم في صناعة أنظمة الأقواس (نيكليد التيتانيوم).

الأطراف الصناعية.

العملة.

يستخدم النيكل على نطاق واسع في إنتاج العملات المعدنية في العديد من البلدان. في الولايات المتحدة، تُعرف العملة فئة 5 سنتات بالعامية باسم النيكل.

النيكل معدن فضي أبيض مطاوع ذو لمعان مميز. يشير إلى المعادن الثقيلة غير الحديدية. النيكل هو مادة مضافة قيمة للسبائك. لا يوجد النيكل في الطبيعة في شكله النقي، بل يوجد عادة في الخامات. يتم استخراج النيكل النقي (النيكل/النيكل)، والنيكل 200، والنيكل 201، باستخدام تقنيات خاصة.

عند دمجه مع معادن أخرى، يكون النيكل قادرًا على تكوين سبائك نيكل صلبة ومتينة:

سبائك النيكل والنحاس (مونيل)- سبيكة أساسها النحاس مع النيكل كمادة مضافة لصناعة السبائك. تحتوي التركيبة عادةً على ما يصل إلى 67٪ من النيكل وما يصل إلى 38٪ من النحاس. تشمل هذه المجموعة من السبائك: Monel 400، Monel 401، Monel 404، Monel R-405، Monel K-500، إلخ.
سبائك النيكل والكروم (إنكونيل)- سبيكة الأوستنيتي المقاومة للحرارة. تشمل هذه المجموعة: إنكونيل 600، إنكونيل 601، إنكونيل 617، إنكونيل 625، إنكونيل 690، إنكونيل 718، إنكونيل 725، إنكونيل X-750، إلخ.
سبائك النيكل والحديد والكروم (Inconloy/Incoloy)– من الممكن إضافة الموليبدينوم والنحاس والتيتانيوم إلى السبيكة. تشمل هذه المجموعة: Incoloy 20، Incoloy 800، Incoloy 800H، Incoloy 800HT، Incoloy 825، Incoloy 925، إلخ.
سبائك النيكل والموليبدينوم (هاستيلوي/هاستيلوي)– احتمال وجود الكروم والحديد والكربون. تشمل هذه المجموعة: Hastelloy C-4، Hastelloy C-22، Hastelloy C-276، Hastelloy B-2، إلخ.

خصائص النيكل

النيكل عبارة عن مغناطيس حديدي، نقطة كوري - 358 درجة مئوية، نقطة الانصهار - 1455 درجة مئوية، نقطة الغليان - 2730-2915 درجة مئوية. الكثافة - 8.9 جم/سم 3، معامل التمدد الحراري -13.5∙10 −6 K −1. في الهواء، يكون النيكل المضغوط مستقرًا، في حين أن النيكل المشتت للغاية يكون قابلاً للاشتعال.

يتمتع النيكل بالخصائص التالية:

اللدونة والمرونة.
القوة في درجات حرارة عالية.
مقاومة الأكسدة في الماء والهواء.
صلابة ولزوجة كافية.
مقاومة عالية للتآكل.
المغناطيسية.
محفز جيد
يصقل جيدا.

سطح النيكل مطلي بطبقة رقيقة من أكسيد النيكل، الذي يحمي المعدن من الأكسدة.

المزايا والعيوب

المزايا الرئيسية للنيكل والسبائك هي مقاومة الحرارة ومقاومة الحرارة وزيادة القوة الميكانيكية (ضغط يصل إلى 440 ميجا باسكال). تشمل المزايا أيضًا التشغيل في المحاليل القلوية والحمضية المركزة الساخنة. بالإضافة إلى ذلك، النيكل قادر على الحفاظ على الخصائص المغناطيسية عند درجات حرارة منخفضة.

العيب الرئيسي للنيكل هو انخفاض كبير في قيم thermoEMF أثناء التبريد السريع بعد التلدين (حتى 600 درجة مئوية). عيب آخر للنيكل هو حقيقة أن النيكل النقي لا يتواجد في الطبيعة. ويتم الحصول عليها من خلال تقنيات باهظة الثمن، مما يؤثر على تكلفتها.

نطاق التطبيق

المجال الرئيسي لتطبيق النيكل هو علم المعادن. في ذلك، يشارك في إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ عالي السبائك. وبإضافة النيكل إلى الحديد المنصهر، يحصل علماء المعادن على سبائك قوية ومطاطة ذات مقاومة متزايدة للتآكل ومقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة. ومن الجدير بالذكر أن سبائك النيكل تحتفظ بصفاتها تحت التسخين المتكرر لفترات طويلة.

بسبب هذه الخصائص، يتم استخدام فولاذ النيكل المقاوم للصدأ والمقاوم للحرارة:

في الصناعات الغذائية والكيميائية.
في صناعة البتروكيماويات والبناء.
في الطب والصيدلة.
في الطيران والهندسة الميكانيكية.
في صناعة الكابلات البحرية.
في تصنيع عناصر التدفئة للمعدات الصناعية.
في إنتاج المغناطيس الدائم.
في إنتاج الآلات والمعدات الخاصة؛
في إنتاج العناصر الداخلية للمباني.
في صناعة الأثاث.
في صناعة الأجهزة المنزلية والأدوات المنزلية؛

نظرًا لمرونته وسهولة تزويره، يمكن استخدام النيكل لإنتاج منتجات رقيقة جدًا، مثل الشرائط والشرائط وصفائح النيكل. يستخدم النيكل أيضًا بنشاط في إنتاج الأسلاك والقضبان.

تعتبر خصائص النيكل من المعالم الهامة للبحث عن المعدن ومعالجته وتطبيقاته. يتم أخذها في الاعتبار عند تشكيل التراكيب بمواد أخرى.

تحدد خصائص النيكل استخدامه في الإنتاج

النيكل معدن ذو لون أبيض فضي مميز. عند درجة حرارة 1453 درجة مئوية يصبح سائلا ويغلي عند 2732 درجة مئوية. النيكل مادة مطيلة ويمكن معالجتها بسهولة تحت الضغط.

تتميز الخاصية الكيميائية للنيكل بالقدرة على تكوين مركبات بدرجات متفاوتة من الأكسدة. في الظروف الطبيعية، تظهر طبقة رقيقة من الأكسيد على سطح المعدن.

المعدن مقاوم للغاية للتآكل. لا يتفاعل النيكل مع عدد من الأحماض والقلويات المركزة، ولكنه يذوب بشكل فعال في حمض النيتريك المخفف.

عندما يدخل النيكل في التفاعلات الكيميائية، فإنه يشكل معادن متطايرة وأملاح قابلة للذوبان/غير قابلة للذوبان

لا تتفاعل مع النيكل:

الغازات الخاملة
الليثيوم.
البوتاسيوم.
الصوديوم.
السيزيوم.
الروبيديوم.
السترونتيوم.
الباريوم؛
إيريديوم.
السيزيوم.

مع مركب الكربون، يشكل النيكل الكربونيل، وهو معدن انتقالي متطاير يستخدم في عملية إنتاج مواد عالية النقاء. يمكن أن يشتعل مسحوق النيكل تلقائيًا عند ملامسته للهواء، مكونًا أكاسيد.

ينتج النيكل مجموعة من الأملاح القابلة للذوبان وغير القابلة للذوبان. على سبيل المثال، محلول كبريتات المعدن يعطي السائل اللون الأخضر. عادة ما يكون للأملاح غير القابلة للذوبان لون أصفر عميق.

أشكال حدوث المعادن

في الظروف الطبيعية، يوجد النيكل مع عدد من العناصر الكيميائية، ويوجد على شكل شذرات في النيازك الحديدية.

في ظل الظروف الحرارية المائية، يشكل النيكل مركبات مع الزرنيخ والكوبالت والفضة. ترتبط زيادة تركيزات المعدن بالتكوينات المعدنية - الزرنيخيدات والكبريتيدات.

في الطبيعة، يوجد النيكل عادة في مركبات مع عناصر أخرى

المواد الخام لاستخراج المكون الثمين هي خامات كبريتيد النحاس والنيكل التي تحتوي على الزرنيخ:

النيكل - مركب مع الزرنيخ.
كلوانتيت - بيريت أبيض يحتوي على الكوبالت والحديد؛
جارنيريت - صخرة سيليكات تحتوي على المغنيسيوم.
البيريت المغناطيسي - مركب من الكبريت مع الحديد والنحاس؛
جيرسدورفيت - بريق النيكل الزرنيخ.
البنتلانديت هو مركب من الكبريت والحديد والنيكل.

يعتمد المحتوى المعدني في الكائنات الحية على الظروف والبيئة. بعض ممثلي النباتات والحيوانات قادرون على تركيز المعادن.

تقع رواسب الخام الرئيسية في كندا والاتحاد الروسي وألبانيا وجنوب أفريقيا وكوبا واليونان.

تتضمن عملية استخراج المعدن من الخامات استخدام تقنيات تعتمد على نوع المادة الخام. في بعض الأحيان يكون النيكل مادة ثانوية لإثراء الصخور.

تخضع الخامات الحرارية التي تحتوي على المغنيسيوم للصهر الكهربائي. تتم معالجة خامات اللاتريت المحتوية على الحديد باستخدام طريقة المعالجة الميتالورجية المائية، تليها المعالجة بالمحاليل القلوية.

يتم صهر الصخور التي تحتوي على نسبة أقل من الحديد وتحميصها وصهرها كهربائيًا. وعلى طول الطريق، يتم استخراج الكوبالت المعدني أو أملاحه. لوحظ زيادة في محتوى المعدن في رماد الفحم في إنجلترا. ترتبط هذه الحقيقة بنشاط الكائنات الحية الدقيقة التي تركز النيكل.

تعتمد الليونة والخواص الفيزيائية الأخرى لمركبات النيكل على نقاء المادة. مزيج طفيف من الكبريت يجعل المعدن هشًا. تؤدي إضافة المغنيسيوم إلى المادة المنصهرة إلى إزالة خليط الشوائب البسيطة لتكوين مركب مع الكبريت.

تطبيقات النيكل

تحدد الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمعدن استخدامه:

في إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ.
لتكوين السبائك التي لا تحتوي على الحديد؛
لغرض تطبيق الطلاءات الواقية على المنتجات بطريقة كلفانية؛
لإنتاج الكواشف الكيميائية.
في مسحوق المعادن .

يستخدم المعدن في إنتاج البطاريات، وتحدث العمليات التحفيزية للتفاعلات الكيميائية في الإنتاج الصناعي. تعتبر سبائك التيتانيوم مواد ممتازة لصناعة أطقم الأسنان وأجهزة تقويم الأسنان.

التركيبة المعتمدة على العنصر الكيميائي رقم 28 هي مادة أولية لسك العملات المعدنية وصناعة لفائف السجائر الإلكترونية. يتم استخدامه لتعبئة أوتار الآلات الموسيقية.

في تصنيع النوى للمغناطيسات الكهربائية، يتم استخدام التركيبات - Permalloy، بما في ذلك 20-60٪ من الحديد. يستخدم النيكل في تصنيع الأجزاء والمعدات المختلفة للصناعة الكيميائية.

تستخدم أكاسيد المعادن في إنتاج الزجاج والزجاج والسيراميك. الإنتاج الحديث متخصص في إنتاج مجموعة متنوعة من المنتجات المدرفلة: الأسلاك والشريط والرقائق والأنابيب.

النيكل لديه مجموعة واسعة من التطبيقات من الطلاءات إلى المواد الكيميائية

تسمح مقاومة البيئات العدوانية باستخدام النيكل المدلفن لنقل القلويات في الصناعة الكيميائية.

تستخدم أدوات السبائك القائمة على النيكل في الطب والبحث العلمي. يتم استخدام المعدن لإنشاء أدوات دقيقة للتحكم عن بعد في العمليات في منشآت الطاقة النووية والرادار.

خصائص سبائك النيكل

تجمع التركيبات المعدن بشكل رئيسي مع الحديد والكوبالت. يتم استخدامه كعنصر سبيكة لإنتاج أنواع هيكلية مختلفة من السبائك الفولاذية والمغناطيسية وغير المغناطيسية.

تتمتع السبائك المعدنية المعتمدة على العنصر الكيميائي رقم 28 بالقوة ومقاومة درجات الحرارة والتشوه والمؤثرات البيئية. يصل عددهم إلى عدة آلاف. التركيبات الأكثر شيوعًا هي مجموعات من الكروم والموليبدينوم والألومنيوم والتيتانيوم والبريليوم.

ويعتبر المعدن أحد مكونات الذهب، مما يمنح المجوهرات لونها الأبيض المميز وقوتها. فيما يتعلق بهذه التركيبة، هناك آراء حول تأثير حساسية النيكل على الجلد.

بالاشتراك مع الكروم، يتم تشكيل مركب نيتشروم، الذي لديه مقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة، والحد الأدنى من معامل المقاومة الكهربائية، والليونة.

يتم استخدامه لتصنيع أجهزة التدفئة وقطع الغيار وكطلاء. تتيح القوة العالية للاتصال إمكانية إخضاعها للتشغيل الآلي والتحويل واللحام والختم.

تتمتع سبائك النيكل بقوة عالية، مما يسمح باستخدامها على نطاق واسع في الإنتاج

وتتكون مجموعة خاصة من السبائك التي تشمل النحاس. من بينها الأكثر شعبية هي:

مونيل.
نحاس.
البرونزية.
الفضة النيكل.

منذ أكثر من قرن من الزمان، وجد أن تركيبة الحديد والنيكل، التي تحتوي على 28٪ من المعدن الموصوف، تفقد خصائصها المغناطيسية. تتميز السبائك التي تحتوي على 36% من النيكل بمعدل تمدد خطي ضئيل، مما يسمح باستخدامها في تصنيع الأدوات والأدوات الدقيقة.

هذه التركيبة، والتي تم تعيينها FeNi36، تسمى invar، أي "دون تغيير". وقد وجدت سبيكة كوفار، التي تحتوي على 29% نيكل و17% كوبالت و54% حديد، استخدامًا واسع النطاق في الإنتاج.

تتميز بقدرة التصاق عالية على الزجاج المنصهر، مما يسمح باستخدام التركيبة في صناعة الأسلاك الكهربائية التي تمر عبر هذه المادة.

قصة

تم اكتشاف النيكل (النيكل الإنجليزي والفرنسي والألماني) في عام 1751. ومع ذلك، قبل ذلك بوقت طويل، كان عمال المناجم الساكسونيون على دراية جيدة بالخام، الذي يشبه خام النحاس وكان يستخدم في صناعة الزجاج لتلوين الزجاج باللون الأخضر. جميع محاولات الحصول على النحاس من هذا الخام باءت بالفشل، وبالتالي في نهاية القرن السابع عشر. تم تسمية الخام باسم Kupfernickel، وهو ما يعني تقريبًا "الشيطان النحاسي". تمت دراسة هذا الخام (بيريت النيكل الأحمر NiAs) من قبل عالم المعادن السويدي كرونستيدت في عام 1751. تمكن من الحصول على الأكسيد الأخضر، وعن طريق اختزال الأخير، حصل على معدن جديد يسمى النيكل. وعندما حصل بيرجمان على المعدن في صورة أنقى، وجد أن خصائص المعدن تشبه خصائص الحديد؛ تمت دراسة النيكل بمزيد من التفصيل من قبل العديد من الكيميائيين، بدءًا من بروست. نيكيل هي كلمة قذرة في لغة عمال المناجم. لقد تم تشكيلها من تحريف نيقولاوس، وهي كلمة عامة لها عدة معانٍ. لكن كلمة نيقولاوس كانت تستخدم في الأساس لوصف الأشخاص ذوي الوجهين؛ بالإضافة إلى ذلك، كان يعني "الروح الصغيرة المؤذية"، "المتهرب المخادع"، وما إلى ذلك. في الأدب الروسي في بداية القرن التاسع عشر. تم استخدام أسماء نيكولان (شيرير، 1808)، نيكولان (زاخاروف، 1810)، نيكول ونيكل (دفيجوبسكي، 1824).

الخصائص الفيزيائية

النيكل المعدني له لون فضي مع مسحة صفراء، وهو شديد الصلابة والصلابة والمرونة، وهو مصقول جيدًا، وينجذب إلى المغناطيس، ويظهر خصائص مغناطيسية عند درجات حرارة أقل من 340 درجة مئوية.

الخصائص الكيميائية
ثنائي كلوريد النيكل (NiCl2)

تحتوي ذرات النيكل على تكوين إلكتروني خارجي قدره 3d84s2. حالة الأكسدة الأكثر استقرارًا للنيكل هي Ni(II).
يشكل النيكل مركبات ذات حالات الأكسدة +2 و +3. في هذه الحالة، النيكل مع حالة الأكسدة +3 متاح فقط في شكل أملاح معقدة. يُعرف عدد كبير من المركبات العادية والمعقدة بمركبات النيكل +2. أكسيد النيكل Ni2O3 هو عامل مؤكسد قوي.
يتميز النيكل بمقاومة عالية للتآكل - فهو مستقر في الهواء والماء والقلويات وعدد من الأحماض. ترجع المقاومة الكيميائية إلى ميلها إلى التخميل - تكوين طبقة أكسيد كثيفة على سطحها، والتي لها تأثير وقائي. يذوب النيكل بنشاط في حمض النيتريك.
مع أول أكسيد الكربون CO، يشكل النيكل بسهولة الكربونيل Ni(CO)4 المتطاير وعالي السمية.
مسحوق النيكل الناعم قابل للاشتعال (يشتعل ذاتيًا في الهواء).

يحترق النيكل فقط في شكل مسحوق. يشكل أكسيدين NiO و Ni2O3، وبالتالي، اثنين من هيدروكسيدات Ni(OH)2 وNi(OH)3. وأهم أملاح النيكل القابلة للذوبان هي الأسيتات والكلوريد والنترات والكبريتات. عادة ما تكون المحاليل ملونة باللون الأخضر، والأملاح اللامائية صفراء أو صفراء بنية. تشمل الأملاح غير القابلة للذوبان الأكسالات والفوسفات (الأخضر)، وثلاثة كبريتيدات NiS (أسود)، Ni2S3 (برونز مصفر)، وNi3S4 (أسود). يشكل النيكل أيضًا العديد من التنسيقات والمركبات المعقدة. على سبيل المثال، يستخدم ثنائي ميثيل غليوكسيمات النيكل Ni(C4H6N2O2)2، الذي يعطي لونًا أحمر واضحًا في بيئة حمضية، على نطاق واسع في التحليل النوعي للكشف عن النيكل.
يكون المحلول المائي لكبريتات النيكل في وعاء باللون الأخضر.

تحتوي المحاليل المائية لأملاح النيكل (II) على أيون سداسي أكوانيكل (II) 2+. عند إضافة محلول الأمونيا إلى محلول يحتوي على هذه الأيونات، يترسب هيدروكسيد النيكل (II)، وهو مادة هلامية خضراء اللون. يذوب هذا الراسب عند إضافة الأمونيا الزائدة بسبب تكوين أيونات سداسي النيكل (II) 2+.
يشكل النيكل مجمعات ذات هياكل رباعية السطوح ومربعة مستوية. على سبيل المثال، يحتوي مجمع رباعي كلورونيكيليت (II)2− على بنية رباعية السطوح، في حين أن مجمع تيتراسيانونيكلات (II)2− له بنية مربعة مستوية.
يستخدم التحليل النوعي والكمي محلولًا قلويًا من ثنائي أوكسيم بوتانيديون، المعروف أيضًا باسم ثنائي ميثيل جليوكسيم، للكشف عن أيونات النيكل (II). عندما يتفاعل مع أيونات النيكل (II)، يتكون مركب التنسيق الأحمر bis(butanedionedioximato)nickel(II). وهو مركب مخلّب ومركب ثنائي أكسيد البيوتانيديون هو ثنائي المسننات.

التواجد في الطبيعة

* النيكل (بيريت النيكل الأحمر، كوبفيرنيكل) NiAs
* الكلوانتيت (بيريت النيكل الأبيض) (Ni, Co, Fe) As2
* جارنيريت (Mg, Ni)6(Si4O11)(OH)6*H2O وسيليكات أخرى
* البيريت المغناطيسي (Fe, Ni, Cu)S
* بريق النيكل والزرنيخ (gersdorffite) NiAsS،
* البنتلانديت (Fe,Ni)9S8

في النباتات، في المتوسط، 5 × 10−5 نسبة وزن النيكل، في الحيوانات البحرية - 1.6 × 10−4، في الحيوانات البرية - 1 × 10−6، في جسم الإنسان - 1...2 × 10−6 . يُعرف الكثير بالفعل عن وجود النيكل في الكائنات الحية. وقد ثبت، على سبيل المثال، أن محتواه في دم الإنسان يتغير مع تقدم العمر، وأن كمية النيكل في الجسم تزداد في الحيوانات، وأخيرا، هناك بعض النباتات والكائنات الحية الدقيقة - "مركزات" النيكل، التي تحتوي على آلاف النيكل. وحتى مئات الآلاف من المرات من النيكل أكثر من البيئة.
رواسب خام النيكل

توجد الرواسب الرئيسية لخامات النيكل في كندا وروسيا وكاليدونيا الجديدة والفلبين وإندونيسيا والصين وفنلندا وأستراليا. النظائر الطبيعية للنيكل.
يحتوي النيكل الطبيعي على 5 نظائر مستقرة: 58Ni (68.27%)، 60Ni (26.10%)، 61Ni (1.13%)، 62Ni (3.59%)، 64Ni (0.91%).

إيصال

تتم معالجة خامات اللاتريت الأكثر حديدية بطرق المعالجة الميتالورجية المائية باستخدام ترشيح كربونات الأمونيا أو ترشيح الأوتوكلاف بحمض الكبريتيك. اعتمادًا على تركيبة المواد الخام والمخططات التكنولوجية المطبقة، تكون المنتجات النهائية لهذه التقنيات هي: أكسيد النيكل (76-90% Ni)، واللبيد (89% Ni)، ومركزات الكبريتيد بتركيبات مختلفة، بالإضافة إلى التحليل الكهربائي للمعادن. النيكل ومساحيق النيكل والكوبالت.
يتم صهر الخامات غير الحديدية الأقل حديدية إلى مادة غير لامعة. في مؤسسات الدورة الكاملة، يتضمن مخطط المعالجة الإضافية التحويل، والحرق غير اللامع، والصهر الكهربائي لأكسيد النيكل لإنتاج النيكل المعدني. وعلى طول الطريق، يتم إطلاق الكوبالت المستعاد في شكل معدن و/أو أملاح. مصدر آخر للنيكل: في رماد الفحم في جنوب ويلز في إنجلترا - ما يصل إلى 78 كجم من النيكل للطن. تشير زيادة محتوى النيكل في بعض أنواع الفحم والنفط والصخر الزيتي إلى إمكانية تركيز النيكل في المواد العضوية الأحفورية. ولم يتم توضيح أسباب هذه الظاهرة بعد.

يتم الحصول على الجزء الأكبر من النيكل من الجارنيريت والبيريت المغناطيسي.

1. يتم اختزال خام السيليكات بغبار الفحم في أفران الأنابيب الدوارة إلى كريات الحديد والنيكل (5-8٪ ني)، والتي يتم بعد ذلك تنظيفها من الكبريت، وتكلسها ومعالجتها بمحلول الأمونيا. بعد تحمض المحلول، يتم الحصول على المعدن منه كهربائيا.
2. طريقة الكربونيل (طريقة موند). أولا، يتم الحصول على النحاس والنيكل غير اللامع من خام الكبريتيد، الذي يمرر فوقه ثاني أكسيد الكربون تحت ضغط مرتفع. ويتكون نيكل رباعي الكربونيل شديد التقلب، وينتج عن تحلله الحراري معدنًا نقيًا بشكل خاص.
3. طريقة الألومنيوم الحرارية لاستخلاص النيكل من خام الأكسيد: 3NiO + 2Al = 3Ni +Al2O3

طلب

سبائك

النيكل هو أساس معظم السبائك الفائقة - وهي مواد مقاومة للحرارة تستخدم في صناعة الطيران لأجزاء محطات توليد الطاقة.

* معدن المونيل (65 - 67% Ni + 30 - 32% Cu + 1% Mn)، مقاوم للحرارة حتى 500 درجة مئوية، ومقاوم جدًا للتآكل؛
* الذهب الأبيض (على سبيل المثال، يحتوي معيار 585 على 58.5% من الذهب وسبائك (رباط) من الفضة والنيكل (أو البلاديوم))؛
* نيتشروم، سبيكة مقاومة (60% ني + 40% كروم)؛
* البارمالوي (76% Ni + 17% Fe + 5% Cu + 2% Cr)، يتمتع بقابلية مغناطيسية عالية مع خسائر تباطؤ منخفضة جدًا؛
* invar (65% Fe + 35% Ni)، تقريبًا لا يتمدد عند التسخين؛
* بالإضافة إلى ذلك، تشمل سبائك النيكل فولاذ النيكل والنيكل والكروم والنيكل الفضي وسبائك المقاومة المختلفة مثل الكونستانتان والنيكل والمنجنين.

طلاء النيكل

طلاء النيكل هو إنشاء طلاء النيكل على سطح معدن آخر لحمايته من التآكل. يتم تنفيذها بطريقة كلفانية باستخدام إلكتروليتات تحتوي على كبريتات النيكل (II)، وكلوريد الصوديوم، وهيدروكسيد البورون، والمواد الخافضة للتوتر السطحي وعوامل التزجيج، وأنودات النيكل القابلة للذوبان. سمك طبقة النيكل الناتجة هو 12 - 36 ميكرون. يمكن ضمان لمعان السطح المستقر من خلال الطلاء بالكروم اللاحق (سمك طبقة الكروم 0.3 ميكرون).

يتم إجراء طلاء النيكل بدون تيار في محلول من خليط من كلوريد النيكل (II) وهيبوفوسفيت الصوديوم في وجود سترات الصوديوم:

NiCl2 + NaH2PO2 + H2O = Ni + NaH2PO3 + 2HCl

يتم تنفيذ العملية عند درجة الحموضة 4 - 6 و 95 درجة مئوية.

إنتاج البطارية

إنتاج بطاريات الحديد والنيكل والنيكل والكادميوم والنيكل والزنك والنيكل والهيدروجين.

تقنيات الإشعاع

النويدة 63Ni، التي تنبعث منها جزيئات β+، لها عمر نصف يبلغ 100.1 سنة وتستخدم في الكريترونات.

الدواء

* يستخدم في صناعة أنظمة الأقواس (نيكليد التيتانيوم).
* الأطراف الصناعية

العملة

الدور البيولوجي

الدور البيولوجي: النيكل هو أحد العناصر النزرة الضرورية للتطور الطبيعي للكائنات الحية. ومع ذلك، لا يُعرف سوى القليل عن دورها في الكائنات الحية. ومن المعروف أن النيكل يشارك في التفاعلات الأنزيمية في الحيوانات والنباتات. وفي الحيوانات يتراكم في الأنسجة الكيراتينية وخاصة الريش. تؤدي زيادة محتوى النيكل في التربة إلى أمراض متوطنة - تظهر أشكال قبيحة في النباتات، وأمراض العيون في الحيوانات المرتبطة بتراكم النيكل في القرنية. الجرعة السامة (للفئران) – 50 ملغ. تعتبر مركبات النيكل المتطايرة ضارة بشكل خاص، ولا سيما رباعي كربونيل Ni(CO)4. يتراوح الحد الأقصى المسموح به لتركيز مركبات النيكل في الهواء من 0.0002 إلى 0.001 ملجم/م3 (للمركبات المختلفة).

العمل الفسيولوجي

النيكل هو السبب الرئيسي للحساسية (التهاب الجلد التماسي) للمعادن التي تتلامس مع الجلد (المجوهرات والساعات ومسامير الدنيم). يفرض الاتحاد الأوروبي قيودًا على محتوى النيكل في المنتجات التي تتلامس مع جلد الإنسان.
النيكل كربونيل سام للغاية. الحد الأقصى المسموح به لتركيز أبخرته في هواء المباني الصناعية هو 0.0005 ملغم / م 3.
في القرن العشرين، وجد أن البنكرياس غني جدًا بالنيكل. عندما يتم إعطاء النيكل بعد الأنسولين، فإن عمل الأنسولين يطول وبالتالي يزداد نشاط سكر الدم. يؤثر النيكل على العمليات الأنزيمية، وأكسدة حمض الأسكوربيك، ويسرع انتقال مجموعات السلفهيدريل إلى مجموعات ثاني كبريتيد. يمكن للنيكل أن يثبط عمل الأدرينالين ويخفض ضغط الدم. الإفراط في تناول النيكل إلى الجسم يسبب البهاق. يترسب النيكل في البنكرياس والغدة الدرقية.

كان العام 1751. وفي السويد الصغيرة، وبفضل العالم أكسل فريدريك كروندستيدت، ظهر العنصر رقم 17، ولم يكن هناك في ذلك الوقت سوى 12 معدنًا معروفًا، بالإضافة إلى الكبريت والفوسفور والكربون والزرنيخ. لقد قبلوا رجلاً جديدًا في شركتهم، وكان اسمه نيكل.

القليل من التاريخ

قبل سنوات عديدة من هذا الاكتشاف المعجزة، كان عمال المناجم من ولاية ساكسونيا على دراية بالخام الذي يمكن الخلط بينه وبين النحاس، وكانت محاولات استخراج النحاس من هذه المادة بلا جدوى. بعد الشعور بالخداع، بدأ يطلق على الخام اسم "kupfernickel" (باللغة الروسية - "الشيطان النحاسي").

أصبح خبير المعادن كروندستيدت مهتمًا بهذا الخام. وبعد الكثير من العمل، تم الحصول على معدن جديد يسمى النيكل. تولى بيرجمان عصا البحث. وقام كذلك بتنقية المعدن وخلص إلى أن العنصر يشبه الحديد.

الخصائص الفيزيائية للنيكل

يندرج النيكل ضمن المجموعة العاشرة من العناصر ويقع في الدورة الرابعة من الجدول الدوري تحت العدد الذري 28. إذا أدخلت الرمز Ni في الجدول، فهذا هو النيكل. لها لون أصفر مع قاعدة فضية. حتى في الهواء، لا يبهت المعدن. صلبة ولزجة تمامًا. إنه مناسب جيدًا للتزوير، مما يجعل من الممكن إنتاج منتجات رفيعة جدًا. مصقول تماما. يمكن جذب النيكل باستخدام المغناطيس. حتى عند درجة حرارة 340 درجة مع علامة الطرح، تكون الخصائص المغناطيسية للنيكل مرئية. النيكل معدن مقاوم للتآكل. يظهر نشاطًا كيميائيًا ضعيفًا. ماذا يمكنك أن تقول عن الخواص الكيميائية للنيكل؟

الخصائص الكيميائية

ما هو المطلوب لتحديد التركيب النوعي للنيكل؟ هنا يجب أن ندرج الذرات (أي عددها) التي يتكون منها معدننا. الكتلة المولية (وتسمى أيضًا الكتلة الذرية) هي 58.6934 (جم / مول). لقد انتقلنا إلى الأمام في القياسات. نصف قطر ذرة المعدن لدينا هو 124 م. وعند قياس نصف قطر الأيون أظهرت النتيجة (+2e) 69 م، والرقم 115 م هو نصف القطر التساهمي. وفقًا لمقياس عالم البلورات الشهير والكيميائي الكبير بولينج، تبلغ السالبية الكهربية 1.91، والإمكانات الإلكترونية 0.25 فولت.

إن تأثيرات الهواء والماء على النيكل لا تكاد تذكر. ويمكن قول الشيء نفسه عن القلويات. لماذا يتفاعل هذا المعدن بهذه الطريقة؟ يتم إنشاء NiO على سطحه. هذا طلاء على شكل فيلم يمنع الأكسدة. إذا تم تسخين النيكل إلى درجة حرارة عالية جدًا، فإنه يبدأ بالتفاعل مع الأكسجين، ويتفاعل أيضًا مع الهالوجينات ومعها جميعًا.

إذا دخل النيكل إلى حمض النيتريك، فلن يستغرق التفاعل وقتًا طويلاً. كما يتم تنشيطه بسهولة في المحاليل التي تحتوي على الأمونيا.

لكن ليس كل الأحماض تؤثر على النيكل. تقوم الأحماض مثل حمض الهيدروكلوريك وحمض الكبريتيك بإذابته ببطء شديد ولكن بثبات. ومحاولات فعل الشيء نفسه مع النيكل في حامض الفوسفوريك لم تكن ناجحة على الإطلاق.

النيكل في الطبيعة

تشير تكهنات العلماء إلى أن جوهر كوكبنا عبارة عن سبيكة تحتوي على 90٪ من الحديد و 10 مرات أقل من النيكل. يوجد الكوبالت - 0.6٪. أثناء عملية الدوران، تم إطلاق ذرات النيكل في الطبقة التي تغطي الأرض. وهم مؤسسو خامات كبريتيد النحاس والنيكل، إلى جانب النحاس والكبريت. ولم تتوقف بعض ذرات النيكل الأكثر جرأة عند هذا الحد، بل شقت طريقها إلى أبعد من ذلك. وصعدت الذرات إلى السطح برفقة الكروم والمغنيسيوم والحديد. بعد ذلك، تأكسد أصحاب المعدن وانفصلوا.

توجد على سطح الكرة الأرضية صخور حمضية وفوق القاعدة. وفقا للعلماء، فإن محتوى النيكل في الصخور الحمضية أقل بكثير منه في الصخور فوق القاعدية. ولذلك، فإن التربة والنباتات هناك غنية بالنيكل بشكل جيد. لكن رحلة البطل قيد المناقشة في المحيط الحيوي والمياه لم تكن ملحوظة للغاية.

خامات النيكل

تنقسم خامات النيكل الصناعية إلى نوعين.

كبريتيد النحاس والنيكل. المعادن: المغنيسيوم، البيروتيت، الكوبينيت، الميليريت، البيتلانديت، السبيريليت - هذا ما تحتويه هذه الخامات. بفضل الصهارة التي شكلتها. يمكن لخامات الكبريتيد أيضًا إنتاج البلاديوم والذهب والمزيد.
خامات سيليكات النيكل . فهي فضفاضة، مثل الطين. الخامات من هذا النوع هي حديدية، سيليسية، ومغنيسيوم.

أين يستخدم النيكل؟

يستخدم النيكل على نطاق واسع في صناعة قوية مثل صناعة المعادن. وهي في تصنيع مجموعة واسعة من السبائك. تحتوي السبيكة بشكل رئيسي على الحديد والنيكل والكوبالت. هناك العديد من السبائك القائمة على النيكل. يتم دمج المعدن الخاص بنا في سبيكة، على سبيل المثال، مع التيتانيوم والكروم والموليبدينوم. يستخدم النيكل أيضًا لحماية المنتجات التي تتآكل بسرعة. هذه المنتجات مطلية بالنيكل، أي أنها تشكل طبقة خاصة من النيكل تمنع التآكل من القيام بعمله السيئ.

النيكل هو محفز جيد جدا. ولذلك، يتم استخدامه بنشاط في الصناعة الكيميائية. هذه هي الأدوات والأواني الكيميائية والأجهزة لمختلف التطبيقات. بالنسبة للمواد الكيميائية، يتم استخدام المواد الغذائية وتوصيل القلويات وتخزين الزيوت الأساسية والخزانات والخزانات المصنوعة من مواد النيكل. ولا يمكن استخدام التكنولوجيا النووية والتلفزيون والأجهزة المتنوعة، التي تطول قائمتها، بدون هذا المعدن.

إذا نظرت إلى مجال مثل صناعة الأجهزة، ثم إلى مجال الهندسة الميكانيكية، ستلاحظ أن الأنودات والكاثودات عبارة عن صفائح من النيكل. وهذه ليست القائمة الكاملة لاستخدامات هذا المعدن الرائع بكل بساطة. لا ينبغي التقليل من أهمية النيكل في الطب.

النيكل في الطب

يستخدم النيكل على نطاق واسع في الطب. أولا، لنأخذ الأدوات اللازمة لتنفيذ العملية. لا تعتمد نتيجة العملية على الطبيب نفسه فحسب، بل على جودة الأداة التي يستخدمها أيضًا. تخضع الأدوات لعمليات تعقيم عديدة، وإذا كانت مصنوعة من سبيكة لا تحتوي على النيكل، فلن يستغرق التآكل وقتًا طويلاً حتى يحدث. والأدوات المصنوعة من الفولاذ الذي يحتوي على النيكل تدوم لفترة أطول.

إذا كنا نتحدث عن يزرع، وتستخدم لتصنيعها سبائك النيكل. يتمتع الفولاذ المحتوي على النيكل بدرجة عالية من القوة. أجهزة تثبيت العظام والأطراف الصناعية والمسامير - كل شيء مصنوع من هذا الفولاذ. وفي طب الأسنان، اتخذت زراعة الأسنان أيضًا مكانة قوية. يتم استخدام المشابك والأقواس المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ من قبل أطباء تقويم الأسنان.

النيكل في الكائنات الحية

إذا نظرت إلى العالم من الأسفل إلى الأعلى، تظهر الصورة بشيء من هذا القبيل. هناك تراب تحت أقدامنا. محتوى النيكل فيه أعلى منه في النباتات. ولكن إذا نظرنا إلى هذه النباتات تحت المنشور الذي يهمنا، فسيتم العثور على محتوى كبير من النيكل في البقوليات. وفي محاصيل الحبوب تزداد نسبة النيكل.

دعونا نفكر بإيجاز في متوسط محتوى النيكل في النباتات والحيوانات البحرية والبرية. وبالطبع في الشخص. القياس في الوزن في المئة. إذن كتلة النيكل في النباتات هي 5*10 -5. حيوانات برية 1*10 -6، حيوانات بحرية 1.6*10 -4. وفي البشر تكون نسبة النيكل 1-2*10-6.

دور النيكل في جسم الإنسان

أريد دائمًا أن أكون شخصًا صحيًا وجميلًا. النيكل هو أحد العناصر النادرة المهمة في جسم الإنسان. يتراكم النيكل عادة في الرئتين والكليتين والكبد. تم العثور على تراكمات النيكل لدى البشر في الشعر والغدة الدرقية والبنكرياس. وهذا ليس كل شيء. ماذا يفعل المعدن في الجسم؟ هنا يمكننا أن نقول بأمان أنه سويدي، وحاصد، وعازف البوق. وهي:

يحاول، دون نجاح، المساعدة في تزويد الخلايا بالأكسجين؛
كما يقع عمل الأكسدة والاختزال في الأنسجة على عاتق النيكل؛
ولا يتردد في المشاركة في تنظيم مستويات هرمونات الجسم؛
يؤكسد فيتامين C بأمان.
يمكن للمرء أن يلاحظ تورطه في عملية التمثيل الغذائي للدهون.
النيكل له تأثير ممتاز على تكون الدم.

أود أن أشير إلى الأهمية الهائلة للنيكل في الخلية. يحمي هذا العنصر الدقيق غشاء الخلية والأحماض النووية، أي بنيتها.

على الرغم من أن قائمة أعمال النيكل الجديرة بالاهتمام يمكن أن تستمر. ومما سبق نلاحظ أن الجسم يحتاج إلى النيكل. يدخل هذا العنصر النزر إلى أجسامنا من خلال الطعام. عادةً ما يكون هناك ما يكفي من النيكل في الجسم، لأنك تحتاج إلى القليل جدًا منه. أجراس الإنذار لنقص المعدن لدينا هي ظهور التهاب الجلد. ومن هنا أهمية النيكل في جسم الإنسان.

سبائك النيكل

هناك العديد من سبائك النيكل المختلفة. دعونا نلاحظ المجموعات الثلاث الرئيسية.

المجموعة الأولى تشمل سبائك النيكل والنحاس. يطلق عليهم سبائك النيكل والنحاس. ومهما كانت النسب التي يتم بها دمج هذين العنصرين، فإن النتيجة مذهلة، والأهم من ذلك، دون مفاجآت. سبيكة متجانسة مضمونة. إذا كان يحتوي على نحاس أكثر من النيكل، فإن خصائص النحاس تكون أكثر وضوحًا، وإذا كان النيكل هو السائد، فإن السبيكة تظهر طابع النيكل.

تحظى سبائك النيكل والنحاس بشعبية كبيرة في إنتاج العملات المعدنية وقطع غيار الآلات. يتم استخدام سبيكة كونستانتين، التي تحتوي على ما يقرب من 60% من النحاس والباقي من النيكل، لإنشاء معدات ذات دقة أعلى.

النظر في سبيكة مع النيكل والكروم. نيتشرومز. مقاومة للتآكل والأحماض ومقاومة للحرارة. تُستخدم هذه السبائك في المحركات النفاثة والمفاعلات النووية، ولكن فقط إذا كانت تحتوي على ما يصل إلى 80% من النيكل.

دعنا ننتقل إلى المجموعة الثالثة بالحديد. وهي مقسمة إلى 4 أنواع.

مقاومة للحرارة - مقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة. تحتوي هذه السبيكة على ما يقرب من 50٪ من النيكل. هنا يمكن أن يكون الجمع مع الموليبدينوم والتيتانيوم والألمنيوم.
المغناطيسي - زيادة النفاذية المغناطيسية، وغالبا ما يستخدم في الهندسة الكهربائية.
مقاومة للتآكل - لا يمكن تجنب هذه السبيكة في إنتاج المعدات الكيميائية، وكذلك عند العمل في بيئة عدوانية. تحتوي السبيكة على الموليبدينوم.
سبيكة تحتفظ بأبعادها ومرونتها. الحرارية في الفرن. هذا هو المكان الذي تأتي فيه هذه السبائك. عند التسخين، يتم الحفاظ على الأبعاد ولا تفقد المرونة. ما هي كمية النيكل اللازمة حتى تتمتع السبيكة بهذه الخصائص؟ يجب أن تحتوي السبيكة على حوالي 40٪ من المعدن.

النيكل في الحياة اليومية

إذا نظرت حولك، يمكنك أن تفهم أن سبائك النيكل تحيط بالناس في كل مكان. لنبدأ بالأثاث. تحمي السبيكة قاعدة الأثاث من التلف والتأثيرات الضارة. دعونا ننتبه إلى التجهيزات. سواء كان ذلك لنافذة أو قطعة أثاث. يمكن استخدامه لفترة طويلة ويبدو جميلًا جدًا. دعونا نواصل رحلتنا إلى الحمام. لا توجد طريقة بدون النيكل هنا. رؤوس الدش والحنفيات والخلاطات - كلها مطلية بالنيكل. بفضل هذا، يمكنك أن تنسى ما هو التآكل. وليس هناك عيب في النظر إلى المنتج لأنه يبدو لطيفًا ويدعم الديكور. تم العثور على الأجزاء المطلية بالنيكل في الهياكل الزخرفية.

لا يمكن أن يسمى النيكل معدنًا ثانويًا. تفتخر المعادن والخامات المختلفة بوجود النيكل. أنا سعيد بوجود مثل هذا العنصر على كوكبنا وحتى في جسم الإنسان. هنا يلعب دورًا مهمًا في عمليات تكوين الدم وحتى في الحمض النووي. تستخدم على نطاق واسع في مجال التكنولوجيا. اكتسب النيكل هيمنته بسبب مقاومته الكيميائية في حماية الطلاء.

النيكل معدن له مستقبل عظيم. بعد كل شيء، في بعض المناطق لا غنى عنه.