دليل شامل للنيكل النقي وسبائكه

النيكل معدن قوي في الصناعة الحديثة. يشتهر بمظهره الأبيض الفضي وقدراته الاستثنائية في المعالجة, نيكل نقي (تُعرّف بأنها السبائك التي تحتوي على نيكل أكبر من 99%) هي مادة مهمة للمهندسين والمصنعين. من مقاومة الأكسدة في درجات الحرارة العالية إلى المقاومة الفائقة للتآكل، يُستخدم النيكل النقي كعمود فقري لكل شيء بدءًا من المفاعلات الكيميائية إلى الإلكترونيات الدقيقة.

1. تصنيف النيكل النقي

النيكل النقي ليس مادة “مقاس واحد يناسب الجميع”. يتم تصنيفها على أساس مستويات النقاء وطرق التصنيع لتناسب الاحتياجات الصناعية المحددة.

النيكل النقي التجاري (CP Ni)

وغالباً ما يشار إليه بالنيكل الإلكتروليتي أو نيكل الطلاء الكهربائي، وهو الشكل الأكثر شيوعاً في السوق.

• النقاء يتجاوز عادةً 99.9%.

• السمات الرئيسية: ليونة ممتازة ومقاومة ممتازة للتآكل.

• التطبيقات: المعدات الكيميائية العامة والمكونات الإلكترونية القياسية.

نيكل عالي النقاء

عندما لا تكون النقاوة القياسية كافية، يتم استخدام النيكل عالي النقاء لتقليل الشوائب التي يمكن أن تتداخل مع العمليات الحساسة.

• النقاء يتجاوز عادةً 99.99%.

• التطبيقات: تُستخدم في البيئات عالية المخاطر مثل الأدوات الدقيقة، وهندسة الطيران، وقطاعات الأبحاث المتقدمة.

النيكل النقي المشغول (المعالجة)

تُصنف هذه الفئة حسب درجات محددة (مثل N2 وN4 وN6 وN8) بناءً على التركيب الكيميائي والخصائص الفيزيائية. وتختلف هذه الرتب في الأشكال المتاحة (ألواح، شرائح، رقائق، أنابيب، قضبان، أسلاك) وقدرات محددة.

تشمل درجتين من أكثر الدرجات تميزاً:

• نيكل N4 نيكل نقي: معروف بالليونة والليونة الممتازة. وتتم معالجته بسهولة في أشكال معقدة.

  • الأفضل لـ المعدات الكيميائية وآلات تجهيز الأغذية والمكونات الإلكترونية التي تتطلب مقاومة عالية للتآكل.

• نيكل N6 نيكل نقي: يوفر قوة وصلابة أعلى مقارنةً بـ N4.

  • الأفضل لـ البيئات المتطلبة، مثل المعدات الكيميائية عالية الضغط، ومكونات المفاعلات النووية، وحاويات الوقود النووي.

2. الخواص الفيزيائية والكيميائية للنيكل النقي

يعد فهم القيود الفنية ونقاط القوة التقنية للنيكل النقي ونقاط قوته أمرًا ضروريًا لاختيار المواد.

• نقطة الانصهار: درجة انصهار عالية تقارب $1455^\circ\text{C}$.

• مقاومة التآكل: يمكن القول إنها أفضل مادة لمقاومة التآكل من المحاليل القلوية الساخنة والمركزة. وتظل مستقرة كيميائياً في الغلاف الجوي والمياه العذبة ومياه البحر والمذيبات العضوية.

• القيود: النيكل النقي هو لا مقاومة للأحماض المؤكسدة أو الغازات المحتوية على الكبريت في درجات الحرارة العالية.

3. سبائك النيكل المتخصصة

بالإضافة إلى النيكل النقي، يتم تصميم سبائك محددة لتعزيز خصائص معينة، مثل المقاومة الكهربائية أو القوة في البيئات القاسية.

نيكل الأنود (نيكل كهربائي)

تتميز هذه المادة بقوامها النقي وقدرتها على منع التخميل.

• الوظيفة: تستخدم في المقام الأول كأنود في خزانات الطلاء بالنيكل.

• الأداء: فهو يذوب بشكل متجانس، وينتج القليل جدًا من طين الأنود، ويضمن أن تكون طبقة الطلاء ناعمة وموزعة بالتساوي وملتصقة بقوة بالركيزة.

سبائك النيكل والمنغنيز

من خلال إضافة المنجنيز، تكتسب السبيكة تحسينات كبيرة مقارنةً بالنيكل النقي في ظروف معينة.

• السمات الرئيسية: قوة أعلى في درجات حرارة الغرفة ودرجات الحرارة العالية. يوفر مقاومة أفضل للأجواء المحتوية على الكبريت ومقاومة كهربائية أعلى من النيكل النقي.

• التطبيقات: أقطاب شمعة الإشعال لمحرك الاحتراق الداخلي، وخيوط مصابيح المقاومة، وشبكات أنابيب الإلكترون.

سبيكة النيكل والنحاس (مونيل)

تنقسم سبائك النيكل والنحاس عمومًا إلى فئتين:

1. غير مغناطيسية: تُستخدم للأجزاء الهيكلية المضادة للمغناطيسية.

2. نوع المونيل: سبيكة عالية القوة ذات مقاومة عالية للتآكل مشابهة للنيكل والنحاس، ولكن بميزة فريدة.

   • الميزة الرئيسية: مقاومة استثنائية لـ حمض الهيدروفلوريك (HF).

   • استقرار درجة الحرارة: يمكن استخدامه بثبات في الغلاف الجوي حتى $750^\circ\text{C}$ ويحافظ على قوته بالأسفل $500^\circ\text{C}$.

   • التطبيقات: الأجزاء عالية القوة/عالية التآكل، والكابلات المملوءة بالزيت عالية الجهد، وخزانات الوقود، ومعدات التدفئة، والأجهزة الطبية.

سواء كانت الليونة العالية نيكل N4 نيكل نقي لتجهيز الأغذية أو مقاومة حمض الهيدروفلوريك الوعرة لـ سبائك النيكل والنحاس, فإن اختيار الدرجة المناسبة أمر بالغ الأهمية لنجاح المشروع. إن قدرة النيكل النقي على تحمل درجات الحرارة القصوى والبيئات القلوية المسببة للتآكل تجعله مادة لا يمكن الاستغناء عنها في الصناعات الكيميائية والنووية والإلكترونية.