โลหะผสมทองแดง-นิกเกิล (Cu-Ni) ไม่ได้เกิดขึ้นตามธรรมชาติเป็นแร่ธาตุที่แตกต่างกันในเงินฝากขนาดใหญ่ แต่เป็นโลหะผสมที่มนุษย์สร้างขึ้นโดยการรวมโลหะทองแดงและโลหะนิกเกิล อย่างไรก็ตามวัตถุดิบหลักและนิกเกิลได้ขุดจากแหล่งธรณีวิทยาต่าง ๆ ทั่วโลก:
นิกเกิล Ores: เงินฝากนิกเกิลที่สำคัญพบได้ในประเทศต่างๆเช่นอินโดนีเซีย, ฟิลิปปินส์, รัสเซีย, แคนาดา (โดยเฉพาะอย่างยิ่งอ่าง Sudbury), ออสเตรเลียและนิวแคลิโดเนีย แร่เหล่านี้มักจะมีนิกเกิลข้างทองแดงเหล็กและองค์ประกอบอื่น ๆ ทำให้พวกเขาเป็นแหล่งสำหรับโลหะทั้งสองที่ใช้ในโลหะผสม Cu-Ni
แร่ทองแดง: ทองแดงมีมากมายในชิลี (ผู้ผลิตรายใหญ่ที่สุดในโลก) เปรูจีนสาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโกและสหรัฐอเมริกา แร่ทองแดงจำนวนมากยังมีนิกเกิลจำนวนร่องรอยซึ่งสามารถสกัดได้ในระหว่างการประมวลผล
เมื่อขุดได้แล้วทองแดงและนิกเกิลจะถูกกลั่นแยกต่างหากแล้วละลายเข้าด้วยกันในสัดส่วนที่ควบคุมเพื่อสร้างโลหะผสมทองแดง-นิกเกลซึ่งผลิตขึ้นทั่วโลกในโรงงานโลหะ
โลหะผสมประกอบด้วยนิกเกิล 70% และทองแดง 30% มักเรียกกันว่า Monel 400
Monel 400 เป็นโลหะผสมนิกเกิลที่มีชื่อเสียงที่มีชื่อเสียงในด้านความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมทางทะเลรวมถึงความแข็งแรงและความเหนียวที่อุณหภูมิสูงและต่ำ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานเช่นฮาร์ดแวร์ทางทะเลอุปกรณ์แปรรูปเคมีและส่วนประกอบอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ ในขณะที่ "70-30 นิกเกิล-คอปปี้อัลลอยด์" เป็นคำอธิบายชื่อการค้า Monel 400 คือการกำหนดมาตรฐานสำหรับองค์ประกอบเฉพาะนี้
การทดสอบการปรากฏตัวของโลหะผสมทองแดง-นิกเกิล (Cu-Ni) เกี่ยวข้องกับวิธีการรวมกันของวิธีการทางสายตากายภาพและเคมีเพื่อยืนยันการมีอยู่ของโลหะทั้งสอง นี่คือเทคนิคสำคัญ:
การตรวจสอบด้วยภาพ: โลหะผสม Cu-ni มักจะมีสีเทาสีเงินถึงสีทองสีซีดซึ่งแตกต่างจากทองแดงบริสุทธิ์ (สีแดง) หรือนิกเกิลบริสุทธิ์ (สีเงินสีขาว) พวกเขายังอาจแสดงให้เห็นถึงความเงางามและความต้านทานต่อการทำให้เสื่อมเสียโดยเฉพาะอย่างยิ่งในโลหะผสมเกรดทางทะเล
การทดสอบแม่เหล็ก: ทองแดงบริสุทธิ์ไม่ใช่แม่เหล็กและนิกเกิลเป็นแม่เหล็กที่อ่อนแอ โลหะผสม Cu-ni ส่วนใหญ่ (เช่นผู้ที่มี<50% nickel) are non-magnetic or weakly magnetic, distinguishing them from ferromagnetic alloys like steel. A strong magnet will not cling firmly to Cu-Ni.
การวัดความหนาแน่น: โลหะผสม Cu-Ni มีความหนาแน่นตั้งแต่ ~ 8.9 ถึง 9.2 g/cm³ (ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ) สูงกว่าอลูมิเนียมบริสุทธิ์ (~ 2.7 g/cm³) แต่ต่ำกว่าตะกั่ว (~ 11.3 g/cm³) การวัดความหนาแน่นผ่านการกำจัดน้ำสามารถช่วย จำกัด ความเป็นไปได้ของโลหะผสมให้แคบลง
การทดสอบทางเคมี:
การตรวจจับทองแดง: การเพิ่มสารละลายกรดไนตริกเจือจาง (HNO₃) ลงในตัวอย่างขนาดเล็กจะละลายโลหะผสมทำให้เกิดสารละลายสีน้ำเงิน-เขียว (เนื่องจากไอออนทองแดง, cu²⁺) การเพิ่มแอมโมเนีย (NH₃) ที่ตามมาจะทำให้สีฟ้าเข้มขึ้นเพื่อยืนยันทองแดง
การตรวจจับนิกเกิล: ในสารละลายกรดเดียวกันไอออนของนิกเกิล (Ni²⁺) จะเกิดการตกตะกอนสีชมพูหรือสีแดงเมื่อเติมน้ำยา dimethylglyoxime (DMG) ภายใต้สภาวะอัลคาไลน์ (โดยใช้แอมโมเนีย) นี่คือการทดสอบเฉพาะสำหรับนิกเกิล
การวิเคราะห์ทางสเปกโทรสโกปี: สำหรับองค์ประกอบที่แม่นยำเครื่องมือเช่น X-ray Fluorescence (XRF) หรือ Optical Emission Spectroscopy (OES) สามารถระบุและหาปริมาณทั้งทองแดงและนิกเกิลในโลหะผสมซึ่งให้ข้อมูลเปอร์เซ็นต์ที่แม่นยำ
โลหะผสมทองแดง-นิกเกลมักจะง่ายต่อการลุกเป็นไฟแม้ว่าพฤติกรรมวูบวาบของพวกเขาจะขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของโลหะผสมเฉพาะอารมณ์ (ความแข็ง) และความหนา
กระบวนการวูบวาบ-ซึ่งปลายท่อถูกขยายเป็นรูปกรวยเพื่อเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ที่ต้องใช้วัสดุที่จะเหนียวพอที่จะเปลี่ยนรูปได้โดยไม่ต้องแตก โลหะผสมทองแดงนิกเกิลเช่นที่มีนิกเกิล 10-30% (เช่น Cu-Ni 90/10 หรือ 70/30) เป็นที่รู้จักกันดีว่ามีความเหนียวดีโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่ออบอ่อน (ความร้อนและเย็นลงอย่างช้าๆเพื่อทำให้วัสดุอ่อนนุ่ม) หลอด Cu-Ni ที่อบอ่อนสามารถนำไปใช้โดยใช้เครื่องมือมาตรฐานแม้ว่าพวกเขาอาจต้องการแรงมากกว่าทองแดงบริสุทธิ์ซึ่งมีความอ่อนไหวสูง
อย่างไรก็ตามอารมณ์ที่ยากขึ้น (เช่น Cu-Ni ที่ทำงานเย็น) นั้นมีความเหนียวน้อยกว่าและอาจแตกในระหว่างการวูบวาบหากไม่ได้อบอย่างถูกต้องก่อน นอกจากนี้หลอด Cu-Ni ที่มีผนังหนากว่านั้นมีความท้าทายมากกว่าที่จะลุกเป็นไฟมากกว่าที่บางกว่า โดยรวมด้วยการเตรียมการที่เหมาะสม (การหลอม) และการใช้เครื่องมือทองแดง-นิกเกิลสามารถมีได้อย่างมีประสิทธิภาพทำให้เหมาะสำหรับการประปาเครื่องทำความเย็นและการใช้งานท่อทางทะเล
