Formule chimique
Ni
Sujets abordés
- Arrière-plan
- Résistance à la corrosion
- Propriétés du nickel commercialement pur
- Fabrication de nickel
Arrière-plan
Commercialement pur ounickel faiblement alliétrouve sa principale application dans le traitement chimique et l’électronique.
Résistance à la corrosion
En raison de la résistance du nickel pur à la corrosion, en particulier à divers produits chimiques réducteurs et notamment aux alcalis caustiques, le nickel est utilisé pour maintenir la qualité des produits dans de nombreuses réactions chimiques, en particulier dans la transformation des aliments et la fabrication de fibres synthétiques.
Propriétés du nickel commercialement pur
Comparé àalliages de nickel, le nickel commercialement pur présente une conductivité électrique élevée, une température de Curie élevée et de bonnes propriétés magnétostrictives. Le nickel est utilisé pour les fils électroniques, les composants de batteries, les thyratrons et les électrodes à étincelles.
Le nickel possède également une bonne conductivité thermique. Cela signifie qu'il peut être utilisé pour les échangeurs de chaleur dans des environnements corrosifs.
Tableau 1. Propriétés deNickel 200, la qualité commercialement pure (99,6 % Ni).
Propriété | Valeur | |
Résistance à la traction recuite à 20°C | 450MPa | |
Recuit 0,2% de contrainte d'épreuve à 20°C | 150MPa | |
Allongement (%) | 47 | |
Densité | 8,89g/cm3 | |
Plage de fusion | 1435-1446°C | |
Chaleur spécifique | 456 J/kg. °C | |
Curie Température | 360°C | |
Perméabilité relative | Initial | 110 |
Maximum | 600 | |
Co-efficace si expansion (20-100°C) | 13,3×10-6m/m.°C | |
Conductivité thermique | 70W/m.°C | |
Résistivité électrique | 0,096 × 10-6ohm.m |
Fabrication de nickel
Recuitnickela une faible dureté et une bonne ductilité. Le nickel, comme l'or, l'argent et le cuivre, a un taux d'écrouissage relativement faible, c'est-à-dire qu'il n'a pas tendance à devenir aussi dur et cassant lorsqu'il est plié ou déformé comme le font la plupart des autres métaux. Ces attributs, combinés à une bonne soudabilité, rendent le métal facile à transformer en articles finis.
Nickel en chromage
Le nickel est également fréquemment utilisé comme sous-couche dans le chromage décoratif. Le produit brut, tel qu'une pièce moulée en laiton ou en zinc ou une tôle d'acier emboutie, est d'abord plaqué d'une couche denickelenviron 20µm d'épaisseur. Cela lui confère sa résistance à la corrosion. La couche finale est un « éclair » très fin (1 à 2 µm) de chrome pour lui donner une couleur et une résistance au ternissement qui sont généralement considérées comme plus souhaitables dans les articles plaqués. Le chrome seul aurait une résistance à la corrosion inacceptable en raison de la nature généralement poreuse de la galvanoplastie du chrome.
Tableau des propriétés
Matériel | Nickel – Propriétés, fabrication et applications du nickel commercialement pur |
---|---|
Composition: | >99 % Ni ou mieux |
Propriété | Valeur minimale (SI) | Valeur maximale (SI) | Unités (SI) | Valeur minimale (Imp.) | Valeur maximale (Imp.) | Unités (Imp.) |
---|---|---|---|---|---|---|
Volume atomique (moyen) | 0,0065 | 0,0067 | m3/kmole | 396.654 | 408.859 | po3/kmol |
Densité | 8,83 | 8,95 | Mg/m3 | 551.239 | 558.731 | lb/pi3 |
Contenu énergétique | 230 | 690 | MJ/kg | 24917.9 | 74753.7 | kcal/livre |
Module en vrac | 162 | 200 | GPa | 23.4961 | 29.0075 | 106 livres par pouce carré |
Résistance à la compression | 70 | 935 | MPa | 10.1526 | 135.61 | ksi |
Ductilité | 0,02 | 0,6 | 0,02 | 0,6 | ||
Limite élastique | 70 | 935 | MPa | 10.1526 | 135.61 | ksi |
Limite d'endurance | 135 | 500 | MPa | 19.5801 | 72.5188 | ksi |
Résistance à la rupture | 100 | 150 | MPa.m1/2 | 91.0047 | 136.507 | ksi.in1/2 |
Dureté | 800 | 3000 | MPa | 116.03 | 435.113 | ksi |
Coefficient de perte | 0,0002 | 0,0032 | 0,0002 | 0,0032 | ||
Module de rupture | 70 | 935 | MPa | 10.1526 | 135.61 | ksi |
Coefficient de Poisson | 0,305 | 0,315 | 0,305 | 0,315 | ||
Module de cisaillement | 72 | 86 | GPa | 10.4427 | 12.4732 | 106 livres par pouce carré |
Résistance à la traction | 345 | 1000 | MPa | 50.038 | 145.038 | ksi |
Module de Young | 190 | 220 | GPa | 27.5572 | 31.9083 | 106 livres par pouce carré |
Température du verre | K | °F | ||||
Chaleur latente de fusion | 280 | 310 | kJ/kg | 120.378 | 133.275 | BTU/lb |
Température de service maximale | 510 | 640 | K | 458.33 | 692.33 | °F |
Point de fusion | 1708 | 1739 | K | 2614.73 | 2670.53 | °F |
Température minimale de service | 0 | 0 | K | -459,67 | -459,67 | °F |
Chaleur spécifique | 452 | 460 | J/kg.K | 0,349784 | 0,355975 | BTU/lb.F |
Conductivité thermique | 67 | 91 | W/mK | 125.426 | 170.355 | BTU.pi/h.pi2.F |
Expansion thermique | 12 | 13.5 | 10-6/K | 21.6 | 24.3 | 10-6/°F |
Potentiel de panne | VM/m | V/mil | ||||
Constante diélectrique | ||||||
Résistivité | 8 | 10 | 10-8 ohm.m | 8 | 10 | 10-8 ohm.m |
Propriétés environnementales | |
---|---|
Facteurs de résistance | 1=Mauvais 5=Excellent |
Inflammabilité | 5 |
Eau douce | 5 |
Solvants organiques | 5 |
Oxydation à 500C | 5 |
Eau de mer | 5 |
Acide fort | 4 |
Alcalis forts | 5 |
UV | 5 |
Porter | 4 |
Acide faible | 5 |
Alcalis faibles | 5 |
Source : Extrait du Handbook of Engineering Materials, 5e édition.
Pour plus d'informations sur cette source, veuillez visiterL'Institut d'ingénierie des matériaux d'Australasie.
Le nickel sous forme élémentaire ou allié à d'autres métaux et matériaux a apporté une contribution significative à notre société actuelle et promet de continuer à fournir des matériaux pour un avenir encore plus exigeant. Le nickel a toujours été un métal essentiel pour une grande variété d’industries pour la simple raison qu’il s’agit d’un matériau très polyvalent qui s’allie à la plupart des autres métaux.
Le nickel est un élément polyvalent et s’allie à la plupart des métaux. Les alliages de nickel sont des alliages dont le nickel est l'élément principal. Une solubilité solide complète existe entre le nickel et le cuivre. De larges plages de solubilité entre le fer, le chrome et le nickel permettent de nombreuses combinaisons d'alliages. Sa grande polyvalence, combinée à sa résistance exceptionnelle à la chaleur et à la corrosion, a conduit à son utilisation dans une large gamme d'applications ; tels que les turbines à gaz d'avions, les turbines à vapeur dans les centrales électriques et son utilisation intensive sur les marchés de l'énergie et de l'énergie nucléaire.
Applications et caractéristiques des alliages de nickel
Nalliage d'ickel et de nickelssont utilisés pour une grande variété d’applications, dont la majorité impliquent la résistance à la corrosion et/ou la résistance à la chaleur. Certains d'entre eux incluent :
- Turbines à gaz pour avions
- Centrales électriques à turbine à vapeur
- Applications médicales
- Systèmes d'énergie nucléaire
- Industries chimiques et pétrochimiques
- Pièces chauffantes et résistances
- Isolateurs et actionneurs pour la communication
- Bougies d'allumage automobile
- Consommables de soudage
- Câbles d'alimentation
Un certain nombre d'autresapplications pour les alliages de nickelimpliquent les propriétés physiques uniques des alliages spéciaux à base de nickel ou à haute teneur en nickel. Ceux-ci incluent :
- Alliages de résistance électrique
- Alliages Nickel-ChromeetAlliages Nickel-Chrome-Fer
- Alliages Cuivre-Nickelpour câbles chauffants
- Alliages pour thermocouplespour capteurs et câbles
- Alliages de nickel et de cuivrepour Tissage-Tricot
- Alliages magnétiques doux
- Alliages à expansion contrôlée
- Matériaux d'apport de soudage
- Fil Dumetpour joint verre sur métal
- Acier nickelé
- Alliages d'éclairage
Heure de publication : 04 août 2021