بر روی کره زمین ده‌ها فلز مختلف وجود دارد که هرکدام از آن‌ها دارای خواص و ویژگی‌های خاص خودشان هستند. این خواص و ویژگی‌ها موجب شده تا از هرکدام از این فلزات در بخش‌های مختلفی از صنعت و برای مقاصد گوناگونی استفاده کنند. یکی از فلزات بسیار پرکاربرد در صنایع گوناگون، فلز نیکل است. این فلز سخت محبوبیت بسیار زیادی در بین صنعتگران دارد و از آن به‌صورت عمده در صنایع گوناگونی استفاده می‌شود. ما در ادامه قصد داریم تا هر آن چیزی که در خصوص این فلز محبوب نیاز است را به شما معرفی کنیم.
نکات مهم برای خرید نیکل
کارایی این فلز در ساخت فولاد ضد زنگ باعث شده کارخانه هایی که به تولید محصولات فلزی می پردازند، جزء بزرگ ترین مشتریان خرید این فلز باشند. علاوه بر کارایی در تولید فولاد آلیاژی در ساخت باتری هم مورد استفاده قرار می گیرد. چرا که این فلز به صورت ساچمه، پودر، شمش و نوار موجود است و می توان در این فرایندها از آن استفاده کرد. برای خرید نیکل باید نوع مناسب آن را برای محصولی که قصد تولید آن را دارید، انتخاب کنید.
فلز نیکل دارای عدد اتمی 28 است. این عدد تعداد پروتون‌های موجود در هسته نیکل را نشان می‌دهد. نماد اتمی نیکل که نشاند دهنده آن در جدول تناوبی است، NI بوده و وزن اتمی یا جرم متوسط اتم آن 58.6934 است. این فلز دارای چگالی 8.912 گرم بر سانتی‌متر مربع بوده و در دمای اتاق به شکل جامد خواهد بود. نقطه ذوب نیکل 1455 درجه سانتی‌گراد و نقطه‌جوش آن 2913 درجه است. این فلز دارای 5 ایزوتروپ پایدار و 26 ایزوتروپ ناپایدار است. رایج‌ترین ایزوتوپ نیکل نیز NI-58 بوده که 68.077 درصد فراوانی دارد.
استخراج نیکل از معدن
باتوجه‌به اینکه نیکل در دو نوع سنگ معدنی کاملاً متفاوت یافت می‌شود، جای تعجب نیست که روش‌های استخراج آن نیز با یکدیگر متفاوت باشند. ذخایر سولفیدی معمولاً با تکنیک‌های زیرزمینی و به روشی مشابه مس استخراج می‌شوند، اگرچه برخی از ذخایر با استفاده از چاله‌های روباز در مراحل اولیه استخراج شده‌اند. استخراج لاتریت‌ها اساساً یک عملیات حفاری زمین است. این عملیات با استفاده از بیل‌های بزرگ، دراگلین ها یا لودرهای جلویی که لایه‌های غنی از نیکل را استخراج می‌کنند، آغاز خواهد شد و سپس تخته‌سنگ‌های بزرگ و مواد زائد را دور می‌ریزند. سنگ معدن در کامیون‌ها، مانند یک گودال روباز، بارگیری می‌شود و به کارخانه ذوب منتقل می‌شود.
نیکل، فلزی فوق‌العاده
امروزه محصولات کمی وجود دارد که از نیکل خالص تولید شده باشند. در عوض، نیکل نقش حمایتی و تثبیت‌کننده را در مواد صنعتی ایفا می‌کند. معمولاً این فلز با سایر فلزهای موجود ترکیب شده تا محصولات قدرتمندتر، براق‌تر و بادوام‌تری تولید کند. این فلز معمولاً به‌عنوان یک پوشش بیرونی محافظ برای فلزات نرم‌تر استفاده خواهد شد. از سوی دیگر فلز نیکل به دلیل توانایی مقاومت در برابر دماهای بسیار بالا، فلزی مناسب برای ساخت سوپرآلیاژ است.
سوپرآلیاژها ترکیبات فلزی هستند که به دلیل استحکام بسیار زیاد خود و همچنین مقاومت بالایی که در برابر حرارت، خوردگی و اکسیداسیون دارند، شناخته می‌شوند. بنا بر تحقیقات انجام شده در واقع تقریباً 65 درصد از نیکل برای تولید فولادهای ضدزنگ و 20 درصد دیگر برای ساخت سایر آلیاژهای فولادی و غیر آهنی از جمله کاربردهای بسیار تخصصی مانند نظامی، هوا و فضا و صنعتی استفاده می‌گردد. حدود 9 درصد از این فلز در آبکاری استفاده شده و 6 درصد دیگر به سایر کاربردهای مانند ساخت سکه، باتری و لوازم الکتریکی اختصاص دارد.
کاربردهای متنوع فلز نیکل در صنعت
تا بدین جا به‌خوبی با فلز نیکل، خواص و ویژگی‌های آن آشنا شدید. اکنون زمان آن رسیده است تا شما را با کاربرد این فلز بیشتر از پیش آشنا کنیم. این فلز به‌عنوان یکی از فلزاتی است که با اینکه به‌صورت مستقیم کاربرد زیادی ندارد، اما نبود آن در صنایع مختلف می‌تواند باعث مختل شدن کامل آن‌ها شود. در ادامه به برخی از مهم‌ترین کاربردهای نیکل اشاره خواهیم کرد.
• استفاده از نیکل در صنعت فولاد
ازآنجاکه نیکل دارای مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر درجه حرارت بالا، مقاومت در برابر زنگ‌زدگی و سایر خواص است، به طور گسترده در زمینه فولاد مانند فولاد ضدزنگ و فولاد آلیاژی استفاده می‌گردد. نیکل بزرگ‌ترین مصرف را در تولید فولاد ضدزنگ دارند به‌نحوی‌که دو سوم سنگ معدن اولیه نیکل در جهان برای تولید فولاد ضدزنگ استفاده می‌شود. فولاد ضدزنگ حاوی نیکل، نه‌تنها می‌تواند در برابر خوردگی جو، بخار و آب مقاومت کند، بلکه در برابر خوردگی اسید، قلیایی و نمک نیز مقاومت می‌کند؛ بنابراین به طور گسترده در صنایع شیمیایی، متالورژی، ساخت‌وساز و سایر صنایع استفاده می‌شود.
به فولاد آلیاژی فولاد مخصوص نیز گفته می‌شود. انواع فولاد آلیاژی به دلیل نسبت ترکیبی متفاوت، عناصر متفاوتی نیز دارند. نیکل می‌تواند استحکام آلیاژ را افزایش دهد و انعطاف‌پذیری و سختی خوب آلیاژ را حفظ کند. فولاد آلیاژی حاوی نیکل، عمدتاً در ساخت برج‌های مقاوم در برابر اسید، تجهیزات پزشکی، نیازهای روزانه، ساخت ماشین‌آلات، حمل‌ونقل و صنایع نظامی استفاده می‌شود.
• استفاده از نیکل برای تولید آلیاژ
آلیاژهای مبتنی بر نیکل به دسته‌ای از آلیاژهای با استحکام بالا و مقاومت معین در برابر اکسیداسیون و خوردگی در دمای بالای 1000 ℃ 650 اطلاق می‌گردد. باتوجه‌به عملکرد اصلی، آلیاژهای مبتنی بر نیکل را می‌توان به آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت مبتنی بر نیکل، آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی مبتنی بر نیکل، آلیاژهای مقاوم در برابر سایش مبتنی بر نیکل، آلیاژهای دقیق مبتنی بر نیکل و حافظه شکل مبتنی بر نیکل تقسیم کرد.
آلیاژهای مبتنی بر نیکل به طور گسترده در صنایع حمل‌ونقل هوایی، دریایی، شیمیایی، الکترونیک، پزشکی و انرژی استفاده می‌شوند. محصولات آلیاژی مبتنی بر نیکل عمدتاً شامل اجاق‌های برقی، اتوهای برقی، دیسک‌های توربین موتور توربین، محفظه‌های احتراق، تیغه‌های توربین، تلویزیون‌های رنگی و تجهیزات ارتباطی هستند.
• استفاده از نیکل در زمینه آبکاری
آبکاری نیکل به ایجاد یک پوشش بادوام و مقاوم در برابر خوردگی بر روی فولاد و سایر فلزات اشاره دارد. مقاومت به خوردگی فلز نیکل 20 تا 25 درصد بیشتر از پوشش روی است. اقلام با روکش نیکل زیبا و تمیز بوده و به‌راحتی زنگ نمی‌زنند. آبکاری نیکل پس از آبکاری روی رتبه دوم را داشته و مصرف نیکل آن حدود 10 درصد از کل خروجی نیکل را تشکیل می‌دهد. آبکاری نیکل به دودسته نیکل آبکاری شده و آبکاری نیکل الکترولس تقسیم می‌شود.