Металл «небесного происхождения» – это никель, его обнаружили совершенно случайно. Он буквально упал с неба! Жители средневековой Европы находили метеориты и обращали внимание на то, что «посланцы неба» состоят не только из железа, но и другого таинственного металла. Последний был наиболее ценен для немецких ювелиров и оружейников.
Из никеля внеземного происхождения изготавливали талисманы и обереги, монеты, украшения и даже оружие. Спустя 300 лет, после изучения и раскрытия свойств никеля, европейские производители стали никелировать сантехнические изделия!
В ходе исторического исследования, проведенного специалистами немецкой компании PROFACTOR Armaturen GmbH, было замечено, что ещё 100 лет назад никель считался драгоценным металлом. Его добыча была слишком трудоемкой и дорогой. То малое количество никеля, которое удавалось получить, скупали европейские ювелиры, в основном, немцы. Этот драгметалл был тогда в моде. Из него изготовляли кулоны, браслеты и диадемы, которые украшали пышные волосы первых красавиц Европы.
Сделал ВЕЧНЫЕ ЛИСТЬЯ Из Никеля! Гальванотехника.
До 90-х годов ХХ века в европейских странах была популярна никелированная сантехника из Италии, её так и называли – «итальянская», тогда как в Германии производили большей частью хромовую сантехнику – более дорогую и престижную. Последняя была более популярной! Однако времена изменились, никелированная сантехника начала применяться повсеместно, а хромовая осталась на рынке лишь в узком сегменте – для декоративных нужд.
Слово «никель» было ругательным
С момента обнаружения и идентификации никеля, этот металл сопровождают загадочные явления, мистические истории и череда случайностей. Загадки начинаются с названия металла, так как Nickel не имеет однозначного перевода, есть разные версии, и все они связаны с Германией.
Тщательно исследовать никель начали немецкие рудокопы, которые трудились на рудниках в Саксонии и Богемии. Они искали и добывали медную руду, однако часто наталкивались на странную породу красноватого цвета, в которой надеялись обнаружить медь. Все их попытки были тщетны, медь из руды не извлекалась. Более того, при плавлении загадочного минерала выделялись мышьяковые газы, которые отравляли плавильщиков. Поэтому «зловредную руду» прозвали Nickel – это ругательное слово на языке немецких горняков и плавильщиков означало «двуличный или лживый», «чертёнок» или «злой дух».
На старинных рудниках Саксонско- Богемских земель в обиходе у горняков существовало ещё одно название «ложной руды» — Kupfernickel (купферникель), что означало «Медь Злого духа», «Медь Дьявола» или «Дьявольская медь». В конце XVII века европейцы ещё верили в гномов – маленьких горных жителей, добытчиков и хранителей драгоценных камней и металлов. Именно немецкие рудокопы распространили легенду о насмешливом и злом гноме Нике, который жил в горах Саксонии и любил подразнить горняков тем, что подкладывал им вместо медной руды похожий на неё минерал. Именно его рудокопы называли «купферникель», то есть «медь, принадлежащая гному Нику или Дьяволу». Эта «дьявольская руда», не содержащая медь, впоследствии стала именоваться никелевой рудой.
Главный элемент. Об использовании никеля в быту
Как Рихтер очистил «дьявольскую руду»
В начале XIX века внимательно изучать «дьявольскую руду» взялся немецкий химик Иеремия Рихтер – один из основателей учения о стехиометрии. В 1792-94 годах он опубликовал научную работу «Начала стехиометрии, или способ измерения химических элементов». В 1804 году, в процессе очистки никеля, Рихтер провел 32 перекристаллизации никелевого купороса (сульфата никеля) и таким образом получил чистый металл. Рихтер написал научную статью: «Об абсолютно чистом никеле, благородном металле, его получении и свойствах». В своём труде о свойствах «дьявольской руды» немецкий учёный с большой точностью перечислил основные качества никеля: сопротивление коррозии, магнитные свойства и пластичность.
После открытия чистого никеля, благородный металл был принят учёным сообществом в качестве отдельного химического элемента. Niccolum (Ni) является 28 элементом в Периодической системе химических элементов таблицы Менделеева. В своей книге «Основы химии», изданной в Санкт-Петербурге в 1869 году, Дмитрий Иванович Менделеев писал о никеле: «…этому металлу предстоит обширное практическое применение, как в чистом состоянии, так и в форме сплавов». Русский учёный предвидел, что на территории России будут найдены огромные запасы никеля, которые позволят применять благородный металл в промышленном масштабе.
Никель в России
Менделеев оказался прав! На территории России обнаружено около 35% мировых запасов никеля. Крупнейшие сульфидные медно-никелевые месторождения находятся в Красноярском крае под Норильском и на территории Кольского полуострова в Ждановском. Норильские запасы составляют свыше 85% российских запасов этого металла, Мурманские месторождения содержат 10%, а остальные принадлежат силикатно-никелевым месторождениям, находящимся на Урале.
В старейшем горнозаводском центре России – на Урале силикатно-никелевые руды обнаружили в 20-х годах XIX века на Петровском руднике. Первоначально их приняли за медные руды, поэтому плавка минерала оказалась неудачной. Уральские плавильщики не смогли выделить медь из «дьявольской руды» и повторили ошибку, ранее совершенную коллегами-металлургами в Германии.
В результате, уральские рудники никеля были заброшены на долгие годы. В середине XIX века неосвоенной рудой заинтересовался горный инженер М. Данилов, который идентифицировал её, как никелевую. Он инициировал разведку полезного минерала и открыл новые никелевые месторождения. Русскому инженеру удалось разработать оригинальный метод плавки силикатных никелевых руд и выплавить металлический никель. С этого исторического момента, произошедшего в 1874 году, и зародилась российская никелевая промышленность.
В конце XIX и в начале XX века на мировом рынке наступила «никелевая лихорадка»! Было обнаружено важное свойство никеля – улучшать качество стали. В этой связи, никель начали активно использовать в военных целях, в частности, в производстве корабельной брони. Именно тогда военно-морской флот Англии, Франции и России одели в усовершенствованную броню – высокопрочную легированную сталь с добавлением никеля. Военные приняли во внимание, что присутствие никеля в легированных сталях способствует увеличению прочности и улучшению структуры сплава.
В наше время сталь, легированная никелем, больше используется в мирных целях. Из неё изготовляют хирургические инструменты, химическую аппаратуру и другие изделия. Вместе с тем, широкое применение в авиационно-космической технике, в быту, в ювелирном деле, находят различные никелевые сплавы, их количество превышает 3000! Не менее популярен никель в качестве покрытия.
Тонкая пленка никеля, нанесенная на железо, латунь или другой металл, позволяя сберечь его от коррозии и любого атмосферного воздействия. Именно это качество никеля широко используется при изготовлении инженерной сантехники.
Никелирование середины XIX века
Аналитические исследования и экспертиза никелевого рынка по итогам 2015 года выявили, что 67% потребления никеля пришлось на производство нержавеющей стали, 17% на сплавы без железа, 7% на никелирование (в том числе сантехнических изделий) и 9% на прочие применения, например, на никель-кадмиевые аккумуляторы (NiCd), порошковую металлургию, химические реактивы и т.д. Однако специалисты PROFACTOR Armaturen GmbH заметили, что никель-кадмиевые аккумуляторы начали безнадежно устаревать и сдавать свои позиции, им на смену приходят более эффективные литиевые аналоги. В этой связи, использование никеля в изготовлении аккумуляторов с каждым годом всё больше снижается.
В настоящее время широко распространено гальваническое никелирование, начало которому было положено в середине XIX века. Тогда для осаждения никеля брали азотно-никелевую соль, которая, как оказалось впоследствии, даёт плохие результаты.
Гораздо эффективнее было осаждение никеля из двойной серно-аммиачно-никелевой соли, предложенное в 1842 году профессором Бётгером во Франкфурте. Немецкий учёный впервые указал на свойства никеля, осажденного гальваническим током. Увы, в то время никель ещё не умели качественно отделять от посторонних примесей, которые мешали гальваническим путём наносить покрытие.
Поэтому европейцы не воспользовались новой технологией, долгие годы она дожидалась своего звёздного часа. Никелирование активно начали применять в Европе лишь после того, как оно прижилось и развилось в Северной Америке. С тех пор нанесение никеля на изделия из стали и сплавов (в том числе латунной сантехники) защищает от коррозии (в атмосферных условиях, в растворах щёлочей, солей и слабых органических кислот), повышает износостойкость деталей, а также служит в защитно-декоративных целях.
Никелирование, как предотвращение выщелачивание цинка
Производители инженерной сантехники, в том числе PROFACTOR и другие немецкие компании, никелируют латунные изделия не только для того, чтобы повысить привлекательность внешнего вида товара, но и предотвратить негативный процесс – вымывание цинка.
Дело в том, что ряд неблагоприятных факторов способствует выщелачиванию цинка из латунного оборудования, например, трещины и поры, недостаточный доступ кислорода, некачественная питьевая или техническая вода с повышенной агрессивностью. Из-за этих факторов латунные фитинги, краны или вентили, не покрытые никелем, подвергаются особому виду коррозии. Выщелачивание проявляет себя в виде поверхностной коррозии или локально ограниченного образования продуктов коррозии в виде наростов.
В неблагоприятной среде негативный процесс в латунных изделиях начинается с того, что медь и цинк переходят в раствор, более благородная медь осаждается на поверхности, образуя губчатый пористый осадок. В результате структура сплава становится пористой. Губчатые медные наросты, не содержащие цинка, нестойкие и неплотные, поэтому они активнее разрушаются.
При этом, цинк остается в растворе или осаждается в виде солей на поверхности. Это процесс проходит очень быстро и проникает вглубь материала, что провоцирует его разрушение. Прочность латунного изделия, попавшего «в переделку», сильно снижается, и оно быстро приходит в негодность.
Некоторые немецкие производители изготавливают сантехническое оборудование из специальной латуни, устойчивой к вымыванию цинка, что соответствует требованиям стандартов качестве DIN EN 1254/3 (E) класс A (наивысшая категория). Однако чаще всего, чтобы предотвратить выщелачивание цинка латунные изделия никелируют – это менее дорогой, но столь же эффективный способ. Никелированная инженерная сантехника надежна и способна служить дольше, чем латунные аналоги без никелировки.
Источник: www.c-o-k.ru
Применение никеля в различных отраслях промышленности
Никель – это твердый металл, устойчивый к коррозии и окислению под воздействием влаги. Отличается хорошей пластичностью, ковкостью, является химически малоактивным. Взаимодействуя с кислородом, никелевый сплав не тускнеет.
Элемент никель был открыт в середине XVIII века, но стал известен французским изготовителям стекла намного раньше. Руда использовалась для окраски стекла в зеленый цвет.
В современной промышленности никель применяют в качестве специального покрытия, которое защищает металлическую поверхность от появления коррозии. Никелирование получают несколькими способами:
- плакировка;
- гальванопластика.
Никель также используют в производстве никелевых электродов для аккумуляторов (никель-кадмиевые, никель-цинковые и т.д.). Пористые электроды используют в аккумуляторных батареях для космических аппаратов, сложной электроники. Такие АКБ отличаются надежностью, высокой производительностью, большой мощностью, малым весом и высокой стоимостью.
Из никеля производят специальные пластинки, которые применяют для прерывания нейтронного пучка, что впоследствии позволяет получить большой энергетический нейтронный импульс.
В медицине никель используется для изготовления следующих видов изделий:
- протезы;
- брекет-системы;
- косметика (губная помада насыщенных оттенков, красители).
Пластинки из никеля также используют для изготовления пластин для ультразвуковых установок и современных телефонных аппаратов.
В химической промышленности из никеля получают различные виды катализаторов. Из никеля производят монеты во многих странах мира (Канада, США, Европейский Союз).
Никель применяется в качестве материала изготовления обмотки для струн музыкальных инструментов.
Никель – важный микроэлемент, без которого не обходится нормальное развитие любого живого организма. Но металл является аллергенным. Во многих странах запрещено производство ювелирных украшений, часов с его добавлением.
Источник: mmetalloprom.ru
Никель: свойства, область применения, плюсы и минусы стали
Никель – очень пластичный и легкий сплав, имеющий характерный блеск и серебристо-белый цвет. Его относят к разновидности достаточно тяжелых разноцветных металлов. Очень высоко ценят, и в большинстве случаев задействуют тогда, когда нужно укрепить расплав другого железа, использовав никель, как вспомогательный компонент. Поскольку в чистом варианте, в природе этот сплав встретить невозможно, его обычно добывают из руд.
Cвойства никеля
- отличная сопротивляемость к высокой температуре
- прекрасная сопротивляемость к появлению окисления металла
- твердость и отличная вязкость
- сопротивляемость к появлению коррозии
- может идти, как ферромагнетик
- прекрасно поддается полировке
Преимущества и недостатки
- механическая прочность
- возможность длительного пребывания в растворах (кислотных и таких, где щелочь находится в достаточно высокой концентрации)
- способность сохранять магнитные свойства при очень низких (минусовых) показателях температуры
Теперь перейдем к недостаткам сплава, среди которых первенство отводиться существенному снижению показателей термоЭДС (в момент быстрого охлаждения сразу после отжига до 600C).
Ну и конечно же, значительным минусом никеля считается и то, что, как мы уже говорили выше, в чистом виде его найти попросту невозможно. Чтобы его добить, приходиться задействовать в работу достаточно дорогостоящие технологий, а это уже, сказывается на его стоимости, что вполне логично.
Cфера применения металла
Основной сферой где его применяют, является металлургия, где его используют в качестве добавочных компонентов при изготовлении высоколегированных нержавеющих сталей. При добавлении в расплав железа никеля, впоследствии получаются очень качественные, достаточно прочные, но при этом гибкие сплавы, обладающие повышенной высокой стойкостью к возникновению коррозии.
Сплав никеля широко применяют в таких направлениях:
- промышленная сфера
- пищевая и химическая области
- нефтехимическое направление
- мебельная область
- медицинская область (фармацевтика)
- авиа- и машиностроение
- при производстве кабелей использующихся в процессе производства нагревательных деталей использующихся в промышленных приборах
- для станков и специализированного оборудования
- в процессе производства деталей для интерьера
- в момент производства домашней утвари, в том числе и бытовой техники
Никелевые сплавы обладают уникальной возможностью сохранять свои качества даже после многократных и продолжительных нагреваниях.
Источник: mipnn.ru