镍的属性性能及用途

1、镍的属性、性能及用途    镍，门捷列夫元素周期表第八族金属化学元素，系Fe、Co、Ni铁三素组成员。镍的拉丁语名称Niccolum (Ni)。    镍的命名来历与钴的命名来历类似。中世纪的矿工将镍称之为矿工的恶魔，这便是“红砷镍矿” (Kupfernickel 铜魔鬼) 假铜。这种矿石表面上与铜矿类似，当时的玻璃制造业尝试用其进行玻璃上色(绿色)，而矿石中的这种铜并没能够使其成功，因为根本就没有这种铜。1751年，瑞典矿物学家阿.科隆斯杰特(Axel Cronstedt)对这种矿石 红镍矿的红铜色晶体(红色的镍黄铁矿NiAs)进行

2、了研究，并从中分离出了一种新的金属，他便将其称之为镍。镍(Ni)原子序数28外观固态展性银白色金属地壳中含量0.008%(重量)同位素：稳定58，6062，64        不稳定56，57，59，63，65，66晶格结构立方面心结构晶格期间3,520 ?杰拜温度375.00 K原子属性原子量 (摩尔量)58.6934原子质量单位(g/mol)原子半径1.24 ?电离能(第一电子)736,2 (7,63) kJ/mol(eV)电子排列Ar 3d8 4s2化学属性共价半径1.15 ?离子半径(+2e) 0.69? 负电性1.

3、91（鲍林标度）电极电位0氧化态0, +2, +3, +4物理属性密度8.902 g/cm3硬度(莫式)5.06.0比热0.443 J/(K·mol)传热性90.9 W/(m·K) 熔化温度1728 K（1455 °C）熔化热17.61J/ml 沸腾温度3005 K（2900 °C）汽化热378.6 kJ/mol克分子体积6.6m3/ml 蒸气压237Pa（1726K）声速4970 m/s（293.15K）    早在公元前235年，我国就开始使用镍矿物制造硬币，其中含铜78%和镍约20%。在欧洲，类似的矿物于1094年发现

4、，但由于没有能把镍从矿物中回收出来，所以称之为“红镍矿”，也称为“铜魔鬼”。镍广泛应用于含贵金属的货币合金，同样在电镀技术制造防蚀层工艺中应用。镍的主体矿物红镍矿(红砷镍矿) NiAs、针硫镍矿NiS、硫镍铁矿(FeNi)9S均含有砷、铁及硫，当然在岩桨磁黄铁矿中也存在有硫镍铁矿。开采镍的其它矿石中一般含有Co、Cu、Fe、Mg等杂质。镍一般是精炼过程的主产品，但在生产其它金属工艺中则以副产品形式回收。世界采镍大国有俄罗斯、加拿大、澳大利亚、古巴、新喀里多尼亚和印度尼西亚等。    性能    镍略带黄色的银白色展性金属，是一种具有磁

5、性的过渡金属。在空气中发乌，质硬，抗腐蚀能力强，耐热性、可塑性与韧性好，在温度低于340时有磁性。镍的特点在于化学活性大，在空气、水、碱及各种酸中稳定性好，主要是会形成抗腐蚀的表面氧化膜产生钝化。镍只有在粉未状态下会燃烧，形成NiO 和 Ni2O3两种氧化物和相应的Ni(OH)2 和 Ni(OH)3两种氢氧化物。镍的主要可溶性盐包括：乙酸镍、氯化镍、硝酸镍和硫酸镍。镍盐溶液通常呈现为绿色，而无水镍盐一般呈现为黄色或棕黄色。不溶性镍盐包括草酸镍和磷酸镍(绿色)，以及三种硫化镍 NiS (黑色)、Ni2S3 (青铜黄)和 Ni3S4 (黑色)。镍还会形成大量配价化合物和络合物，例如，脱甲基乙二酰镍

6、Ni(HC4H6N2O2)2，这种镍盐在酸性介质中表现为鲜红色，广泛应用于镍检测领域的定性分析。    生产    纯镍的生产是一个多工序的复杂过程，硫化矿石经预选矿产出镍精矿，之后要完成的工序：烧结熔炼产出冰铜转炉吹炼冰铜产出镍高锍高锍磨浮分离出镍精矿和铜精矿采用不同方法处理高锍产出金属镍。从矿石到纯金属镍的总回收率不会超过70-75%。    用途    镍不仅是制造镍合金的基础材料，更是其它合金(铁、铜、铝基等合金)中的合金元素。目前，镍及其合金用于特殊用途的零部件、仪

7、器制造、机器制造，火箭技术装备中，原子反应堆，用于生产碱性蓄电池，多孔过滤器，催化剂，以及零部件与半制品的防蚀电镀层等,镍被视为国民经济建设的重要战略物质，其资源的有效开发和综合利用一直为各国所重视。    镍的应用是由镍的抗腐蚀性能决定的，合金中添加镍可增强镍的抗腐蚀性能。不锈钢与合金生产领域是镍的最大应用领域。合金中加入镍的用途：蒙乃尔高强度耐蚀镍铜锰铁合金(Ni，Cu，Fe，Mn)在化学设备、造船业领域广泛应用，还用于制造沉淀池和盖等；尼赫罗姆镍铬合金和克罗梅尔铬镍合金(Ni，Cr)以导线形式应用于变压器、烘炉、熨斗、加热器等；因瓦铁镍合金(Ni，Fe)的膨

8、胀系数很低，可用于制造时钟和测量卷尺中的摆锤；由于坡莫合金(Ni，Fe)具有极好的磁化系数，因而在海上电缆和电力输送工艺中推广应用；锌白铜(Ni, Cu, Zn)用于制造家具；阿尔尼柯铁镍铝钴合金(Ni, Co, Fe, Al)是一种强磁性材料，用于制造具备永久磁铁性能的精细工具。镍涂料很早就用于装饰，用来保护许多种碱金属的腐蚀。    目前，全世界镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌而居有色金属第五位。我国将是一个极具发展潜力的镍及不锈钢消费市场，镍行业发展蕴藏着巨大潜力。奥氏体不锈钢的特性及用途    奥氏体不锈钢是在常温下具有奥氏体组

9、织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化。如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高硅的奥氏体不锈钢浓硝酸肯有良好的

10、耐蚀性。由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用。     奥氏体不锈钢的特性及用途：    钢号：30418Cr-8Ni    特性：作为一种用途广泛的钢，具有良好的耐蚀性，耐热性，低温强度和机械特性。冲压、弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象（无磁性，使用温度-196800）。    用途：家庭用品（1、2类餐具、厨柜，室内管线，热水器、锅炉、浴缸）、汽车配件（风挡雨刷、消声器、模制品）、医疗器具、建材、化学，食品工业、农业、船舶部件

11、0;   钢号：304L18Cr-8Ni-低碳    特性：作为低C的304钢，在一般状态下，其耐蚀性与304钢相似，但在焊接后或者消除应力后，其抗晶界腐蚀能力优秀。在未进行热处理的情况下，亦能保持良好的耐蚀性，一般在400以下使用（无磁性，使用温度-196800）。    用途：应用于抗晶界腐蚀性要求高的化学、煤碳、石油产业的野外露天机器、建材、耐热零件及热处理有困难的零件。    钢号：304J113Cr-7.7Ni-2Cu    特性：应添加Cu，其

12、成型性，特别是拔丝性和抗时效裂纹性好，并可进行复杂形状的产品成形。其耐蚀性与304钢相同。    用途：保温瓶、厨房洗涤槽、锅、壶、保温饭盒、门把手、纺织加工机器。    钢号：31618Cr-12Ni-2.5Mo    特性：因添加Mo，故其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好，可在苛酷的条件下使用。加工硬化性优（无磁性）。    用途：海水里用设备、化学、染料、造纸。草酸、肥料等生产设备；照像、食品工业、沿海地区设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母。  &#

13、160; 钢号：316L18Cr-12Ni-2.5Mo低碳    特性：作为316钢种的低C系列，除与316钢有相同的特性外，其抗晶界腐蚀性优。    用途：316钢铁用途中，对抗晶界腐蚀怕有特别要求的产品。    钢号：32118Cr-9Ni-Ti    特性：在304钢中添加Ti元素来防止晶界腐蚀。适合于在430900温度下使用。    用途：航空器、排管、锅炉汽包。氮对奥氏体不锈钢的影响    氮早期主要用于铬

14、锰氮（铬锰镍氮）奥氏体不锈钢中，以节约钢中的镍。近些年来，氮也日益成为铬镍奥氏体不锈钢中的重要合金元素。氮的作用除代替部分镍以节约贵重的镍元素外，主要是作为固溶强化元素提高奥氏体不锈钢的强度，但并不显著损害钢的塑性和韧性；同时，氮提高钢的耐腐蚀性能，特别是耐局部腐蚀，比如耐晶间腐蚀，点腐蚀和缝隙腐蚀等。    近些年来，用氮合金化的奥氏体不锈钢的研究开发取得了较大的进展。目前应用的含氮奥氏体不锈钢可分为控氮型、中氮型和高氮型三种。控氮型为在超低碳（C0.02%0.03%）铬镍奥氏体不锈钢中加入0.05%0.10%氮，用以提高钢的强度，使之达到含稳定化元素钛的或普通低碳