นิกเกิลทองแดงและทองแดงนิกเกิล

นิกเกิลทองแดงและทองแดง-นิกเกลมีความแตกต่างในองค์ประกอบคุณสมบัติและแอปพลิเคชันแม้ว่าพวกเขาจะแบ่งปันความคล้ายคลึงกันบางอย่างเป็นวัสดุโลหะ .}

1. องค์ประกอบและการเกิดขึ้นตามธรรมชาติ

องค์ประกอบทางเคมี (หมายเลขอะตอม 28) จัดเป็นโลหะทรานซิชัน . มันเป็นสีเงิน-สีขาวมันวาวและเกิดขึ้นตามธรรมชาติในแร่เช่น pentlandite และ . นิกเกิลมักพบข้างเหล็กและกำมะถันในแร่ธาตุ .}

นิกเกิลบริสุทธิ์นั้นมีความเหนียวแม่เหล็กและทนต่อการกัดกร่อนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง .

องค์ประกอบทางเคมี (หมายเลขอะตอม 29) โลหะสีน้ำตาลแดงที่รู้จักกันในเรื่องการนำไฟฟ้าและความร้อนที่ยอดเยี่ยม . มันเกิดขึ้นตามธรรมชาติในแร่เช่น chalcopyrite และ malachite .}

ทองแดงบริสุทธิ์อ่อนนุ่มและกลายเป็นคราบสีเขียว (ทองแดงออกไซด์) เมื่อสัมผัสกับอากาศซึ่งป้องกันจากการกัดกร่อนต่อไป .

โลหะผสมโซลูชันที่เป็นของแข็งของทองแดงและนิกเกิลมักจะมีองค์ประกอบเล็ก ๆ น้อย ๆ เช่นเหล็ก, แมงกานีสหรือสังกะสีเพื่อเพิ่มคุณสมบัติเฉพาะ . อัตราส่วนทั่วไป ได้แก่ Cu -10 ni, cu -20 ni และ cu -30 ni โลหะผสม Ni-Cu ที่มีเนื้อหานิกเกิลสูงกว่า) .

อัลลอยผสมผสานความต้านทานการกัดกร่อนของนิกเกิลเข้ากับความเหนียวของทองแดงและการนำความร้อน .

2. คุณสมบัติเชิงกลและทางกายภาพ

ความแข็งแกร่ง: ความต้านทานแรงดึงสูง (≈400–600 MPa) และความเหนียวที่ดีทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีความเครียดสูง .

จุดหลอมเหลว: 1,455 องศา (2,651 องศา F) ซึ่งสูงกว่าทองแดง .

แม่เหล็ก: ferromagnetic ที่อุณหภูมิห้อง (สูญเสียแม่เหล็กสูงกว่า 354 องศาจุดคูรีของมัน) .}

ความต้านทานการกัดกร่อน: ต่อต้านการเกิดออกซิเดชันในอากาศและเฉื่อยต่อกรดจำนวนมาก (ยกเว้นกรดไนตริก) .

ความแข็งแกร่ง: นุ่มกว่านิกเกิล (ความต้านทานแรงดึง ≈220–250 MPa ในรูปแบบบริสุทธิ์) แต่ความเหนียวของมันช่วยให้การขึ้นรูปและสายไฟได้ง่าย .}

จุดหลอมเหลว: 1,085 องศา (1,985 องศา F) ต่ำกว่านิกเกิล .

ค่าการนำไฟฟ้า: หนึ่งในไฟฟ้าที่ดีที่สุด (59 . 6 ×10⁶ S/m) และตัวนำความร้อน (401 W/m · K) รองจากเงินเท่านั้น

ความต้านทานการกัดกร่อน: สร้างชั้นออกไซด์ป้องกันในอากาศ แต่มีความไวต่อการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดหรือแอมโมเนียที่อุดมไปด้วย .}

ความแข็งแกร่ง: แรงดึงแรงดึงแตกต่างกันไปตามเนื้อหานิกเกิล (e . g ., cu -30 ni มี ≈450–550 MPa) รวมความแข็งแกร่งของนิกเกิลกับความสามารถในการทำงานของทองแดง .}}}}}}}}}

จุดหลอมเหลว: ระหว่างทองแดงและนิกเกิล (e . g ., cu -10 ni ละลายประมาณ 1,200–1,250 องศา) ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนโลหะผสม .}

ค่าการนำไฟฟ้า: ต่ำกว่าทองแดงบริสุทธิ์ (e . g ., cu -30 ni มีค่าการนำไฟฟ้า ~ 10% ของทองแดง) แต่สูงกว่าเหล็กจำนวนมาก .}}}}}

ความต้านทานการกัดกร่อน: ความต้านทานที่ยอดเยี่ยมต่อน้ำทะเลสเปรย์เกลือและสภาพแวดล้อมทางเคมีเกินกว่าทองแดงบริสุทธิ์หรือนิกเกิลเพียงอย่างเดียว . โลหะผสมจะสร้างชั้นออกไซด์ที่มั่นคง

3. พฤติกรรมการกัดกร่อน

ความต้านทานการกัดกร่อนที่เหนือกว่าในน้ำทะเลทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานทางทะเล . โลหะผสมต่อต้าน biofouling (สิ่งที่แนบมากับสิ่งมีชีวิต) และหลุมซึ่งแตกต่างจากโลหะอื่น ๆ .}

ในบรรยากาศที่ชื้นหรืออุตสาหกรรมมันเป็นชั้นป้องกันออกไซด์คล้ายกับทองแดง แต่ทนทานมากขึ้นป้องกันการเจาะลึก .

4. แอปพลิเคชัน

ตัวแทนผสม: ใช้ในสแตนเลส (e . g ., 304, 316), superalloys สำหรับกังหันและโลหะผสม Ni-Cu (monel) .}

Electroplating: สำหรับการตกแต่งตกแต่งหรือป้องกันบนโลหะ .

แบตเตอรี่: นิกเกิล-แคดเมียม (NI-CD) และแบตเตอรี่นิกเกิล-โลหะไฮไดรด์ (NI-MH) แบตเตอรี่ .}

การประมวลผลทางเคมี: อุปกรณ์สำหรับการจัดการสารเคมีกัดกร่อน .

ระบบไฟฟ้า: การเดินสายหม้อแปลงและตัวนำเนื่องจากค่าการนำไฟฟ้าสูง .

ท่อประปา: ท่อและอุปกรณ์สำหรับการกระจายน้ำ .

การถ่ายเทความร้อน: หม้อน้ำเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและขดลวดเครื่องปรับอากาศ .

ศิลปะและสถาปัตยกรรม: รูปปั้นมุงหลังคาและองค์ประกอบการตกแต่ง (เนื่องจากการก่อตัวของคราบ) .

วิศวกรรมทางทะเล: เรือฮัลล์คอนเดนเซอร์ท่อน้ำทะเลและใบพัด (ต่อต้านการกัดกร่อนของน้ำเค็ม) .

อุปกรณ์อุตสาหกรรม: เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนในโรงงานเคมีระบบกลั่นน้ำทะเลและแพลตฟอร์มนอกชายฝั่ง .

ส่วนประกอบไฟฟ้า: ตัวเชื่อมต่อและชิ้นส่วนที่ทนต่อการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง .}

เหรียญ: บางเหรียญ (e . g ., เรานิคแม้ว่านิคในยุคใหม่ของสหรัฐอเมริกาจะเป็นสังกะสีทองแดง) .

5. ต้นทุนและความพร้อมใช้งาน

นิกเกิล: ราคาแพงกว่าทองแดงเนื่องจากปริมาณสำรองตามธรรมชาติที่ จำกัด และกระบวนการสกัดที่ซับซ้อนโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเกรดความบริสุทธิ์สูง .

ทองแดง: มีความอุดมสมบูรณ์และราคาถูกกว่านิกเกิลมากขึ้นทำให้ใช้กันอย่างแพร่หลายในแอปพลิเคชันราคาประหยัด .

Copper-Nickel: Costlier กว่า Pure Copper แต่ราคาถูกกว่าโลหะผสม nickel สูงเช่น Monel ด้วยราคาขึ้นอยู่กับเนื้อหานิกเกิล (สูงกว่านิกเกิล=ราคาที่สูงขึ้น) .}