Nickel ist ein leistungsstarkes Metall in der modernen Industrie. Es ist bekannt für sein silberweißes Aussehen und seine außergewöhnlichen Verarbeitungsmöglichkeiten, Reines Nickel (definiert als Legierungen mit einem Nickelgehalt von mehr als 99%) ist ein wichtiger Werkstoff für Ingenieure und Hersteller: Von der Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen bis hin zur überragenden Korrosionsbeständigkeit dient reines Nickel als Rückgrat für alles, von chemischen Reaktoren bis hin zur Präzisionselektronik.
1. Klassifizierung von reinem Nickel
Reines Nickel ist kein “Einheitsmaterial”. Es wird auf der Grundlage von Reinheitsgraden und Herstellungsmethoden kategorisiert, um spezifischen industriellen Anforderungen gerecht zu werden.
Kommerzielles Reinnickel (CP Ni)
Diese häufig als elektrolytisches Nickel oder Galvaniknickel bezeichnete Form ist die am häufigsten auf dem Markt anzutreffende.
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Reinheit: Übersteigt in der Regel 99.9%.
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Wichtigste Eigenschaften: Ausgezeichnete Duktilität und Korrosionsbeständigkeit.
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Anwendungen: Allgemeine chemische Ausrüstung und elektronische Standardkomponenten.
Hochreines Nickel
Wenn die Standardreinheit nicht ausreicht, wird hochreines Nickel verwendet, um Verunreinigungen zu minimieren, die empfindliche Prozesse stören könnten.
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Reinheit: Übersteigt in der Regel 99.99%.
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Anwendungen: Sie werden in anspruchsvollen Bereichen wie Präzisionsinstrumenten, Luft- und Raumfahrttechnik und Spitzenforschung eingesetzt.
Geschmiedet (Verarbeitung) Reines Nickel
Diese Kategorie wird nach bestimmten Güten (z. B. N2, N4, N6, N8) auf der Grundlage der chemischen Zusammensetzung und der physikalischen Eigenschaften klassifiziert. Diese Güten unterscheiden sich in den verfügbaren Formen (Platten, Bänder, Folien, Rohre, Stangen, Drähte) und den spezifischen Fähigkeiten.
Zwei der am stärksten ausgeprägten Sorten sind:
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N4 Reines Nickel: Es ist bekannt für seine hervorragende Duktilität und Plastizität. Es lässt sich leicht zu komplexen Formen verarbeiten.
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Am besten geeignet für: Chemische Anlagen, Lebensmittelverarbeitungsmaschinen und elektronische Bauteile, die eine hohe Korrosionsbeständigkeit erfordern.
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N6 Reines Nickel: Bietet im Vergleich zu N4 eine höhere Festigkeit und Härte.
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Am besten geeignet für: Anspruchsvolle Umgebungen, wie z. B. chemische Hochdruckanlagen, Komponenten von Kernreaktoren und Kernbrennstoffbehälter.
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2. Physikalische und chemische Eigenschaften von reinem Nickel
Die Kenntnis der technischen Grenzen und Stärken von reinem Nickel ist für die Materialauswahl von wesentlicher Bedeutung.
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Schmelzpunkt: Hoher Schmelzpunkt von etwa $1455^\circ\text{C}$.
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Korrosionsbeständigkeit: Es ist wohl das beste Material, das der Korrosion durch heiße, konzentrierte Alkalilösungen widersteht. Es bleibt chemisch stabil in der Atmosphäre, in Süßwasser, Meerwasser und organischen Lösungsmitteln.
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Beschränkungen: Reines Nickel ist nicht beständig gegen oxidierende Säuren oder schwefelhaltige Gase bei hohen Temperaturen.
3. Spezialisierte Nickellegierungen
Neben reinem Nickel werden spezielle Legierungen entwickelt, um bestimmte Eigenschaften zu verbessern, z. B. die elektrische Beständigkeit oder die Festigkeit in rauen Umgebungen.
Anodennickel (Elektrolytisches Nickel)
Dieses Material zeichnet sich durch seine reine Textur und seine Fähigkeit, Passivierung zu verhindern, aus.
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Funktion: Wird hauptsächlich als Anode in Vernickelungsbecken verwendet.
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Leistung: Es löst sich gleichmäßig auf, erzeugt nur sehr wenig Anodenschlamm und gewährleistet eine glatte, gleichmäßig verteilte und fest mit dem Substrat verbundene Beschichtung.
Nickel-Mangan-Legierung
Durch die Zugabe von Mangan erzielt die Legierung unter bestimmten Bedingungen erhebliche Verbesserungen gegenüber reinem Nickel.
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Wichtigste Eigenschaften: Höhere Festigkeit sowohl bei Raumtemperatur als auch bei hohen Temperaturen. Es bietet eine bessere Beständigkeit gegen schwefelhaltige Atmosphären und einen höheren elektrischen Widerstand als reines Nickel.
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Anwendungen: Zündkerzenelektroden von Verbrennungsmotoren, Widerstandslampendrähte und Elektronenröhrengitter.
Nickel-Kupfer-Legierung (Monel)
Nickel-Kupfer-Legierungen lassen sich im Allgemeinen in zwei Kategorien einteilen:
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Nicht-magnetisch: Wird für antimagnetische Strukturteile verwendet.
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Monel Typ: Eine hochfeste Legierung mit ähnlicher Korrosionsbeständigkeit wie Nickel und Kupfer, aber mit einem einzigartigen Vorteil.
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Hauptmerkmal: Außergewöhnliche Resistenz gegen Fluorwasserstoffsäure (HF).
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Temperaturstabilität: Kann stabil in der Atmosphäre verwendet werden bis zu $750^\circ\text{C}$ und hält die Stärke unter $500^\circ\text{C}$.
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Anwendungen: Hochfeste/korrosionsbeständige Teile, ölgefüllte Hochspannungskabel, Kraftstofftanks, Heizgeräte und medizinische Geräte.
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Ob es die hohe Duktilität von N4 Reines Nickel für die Lebensmittelverarbeitung oder die robuste Flusssäurebeständigkeit von Nickel-Kupfer-Legierungen, Die Wahl der richtigen Sorte ist für den Projekterfolg von größter Bedeutung. Die Fähigkeit von Reinnickel, extremen Temperaturen und korrosiven alkalischen Umgebungen zu widerstehen, macht es zu einem unersetzlichen Material in der chemischen, nuklearen und elektronischen Industrie.
