化学式
Ni
扱われるトピック
背景
商業的に純粋なまたは低合金ニッケル主な用途は化学処理と電子機器です。
耐食性
純ニッケルは、さまざまな還元化学物質、特に苛性アルカリに対する耐腐食性があるため、多くの化学反応、特に食品加工や合成繊維製造において製品の品質を維持するために使用されています。
商業的に純粋なニッケルの特性
に比べニッケル合金商業的に純粋なニッケルは、高い導電性、高いキュリー温度、そして優れた磁歪特性を有しています。ニッケルは、電子リード線、電池部品、サイラトロン、スパーク電極などに使用されます。
ニッケルは熱伝導性にも優れているため、腐食性環境における熱交換器にも使用できます。
表1. の特性ニッケル200商業的に純粋なグレード（99.6% Ni）。
| 財産 | 価値 | |
| 20℃における焼鈍引張強度 | 450MPa | |
| 20℃で0.2%耐力で焼鈍 | 150MPa | |
| 伸長 （％） | 47 | |
| 密度 | 8.89g/cm3 | |
| 融点範囲 | 1435～1446℃ | |
| 比熱 | 456 J/kg. °C | |
| キュリー温度 | 360℃ | |
| 相対浸透率 | イニシャル | 110 |
| 最大 | 600 | |
| 膨張係数（20～100℃） | 13.3×10-6m/m.°C | |
| 熱伝導率 | 70W/m.°C | |
| 電気抵抗率 | 0.096×10-6オーム・メートル | |
ニッケルの製造
焼きなましニッケル硬度が低く、延性に優れています。金、銀、銅と同様に、ニッケルは加工硬化率が比較的低く、曲げなどの変形を受けても他の多くの金属のように硬くなったり脆くなったりすることがありません。これらの特性と良好な溶接性により、ニッケルは完成品への加工が容易です。
クロムメッキ中のニッケル
ニッケルは装飾用クロムめっきの下地としても頻繁に使用されます。真鍮や亜鉛の鋳物、あるいは鋼板のプレス加工などの原材料は、まずニッケルの層でめっきされます。ニッケル約20µmの厚さで、耐食性が得られます。最終層は、非常に薄い「フラッシュ」（1～2µm）のクロムで、めっき製品において一般的に望ましいとされる色と変色防止効果をもたらします。クロム電気めっきは一般的に多孔質であるため、クロム単体では耐食性は不十分です。
プロパティテーブル
| 材料 | ニッケル - 商業的に純粋なニッケルの特性、製造、用途 |
|---|---|
| 構成： | 99%以上のニッケル |
| 財産 | 最小値（SI） | 最大値（SI） | 単位（SI） | 最小値（輸入） | 最大値（輸入） | ユニット（輸入） |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 原子体積（平均） | 0.0065 | 0.0067 | m3/キロモル | 396.654 | 408.859 | in3/kmol |
| 密度 | 8.83 | 8.95 | マグネシウム/立方メートル | 551.239 | 558.731 | ポンド/フィート3 |
| エネルギー含有量 | 230 | 690 | MJ/kg | 24917.9 | 74753.7 | キロカロリー/ポンド |
| 体積弾性率 | 162 | 200 | GPa | 23.4961 | 29.0075 | 106 psi |
| 圧縮強度 | 70 | 935 | MPa | 10.1526 | 135.61 | クシ |
| 延性 | 0.02 | 0.6 | 0.02 | 0.6 | ||
| 弾性限界 | 70 | 935 | MPa | 10.1526 | 135.61 | クシ |
| 耐久限界 | 135 | 500 | MPa | 19.5801 | 72.5188 | クシ |
| 破壊靭性 | 100 | 150 | MPa.m1/2 | 91.0047 | 136.507 | ksi.in1/2 |
| 硬度 | 800 | 3000 | MPa | 116.03 | 435.113 | クシ |
| 損失係数 | 0.0002 | 0.0032 | 0.0002 | 0.0032 | ||
| 破壊係数 | 70 | 935 | MPa | 10.1526 | 135.61 | クシ |
| ポアソン比 | 0.305 | 0.315 | 0.305 | 0.315 | ||
| せん断弾性率 | 72 | 86 | GPa | 10.4427 | 12.4732 | 106 psi |
| 抗張力 | 345 | 1000 | MPa | 50.038 | 145.038 | クシ |
| ヤング率 | 190 | 220 | GPa | 27.5572 | 31.9083 | 106 psi |
| ガラス温度 | K | °F | ||||
| 融解潜熱 | 280 | 310 | kJ/kg | 120.378 | 133.275 | BTU/ポンド |
| 最高使用温度 | 510 | 640 | K | 458.33 | 692.33 | °F |
| 融点 | 1708 | 1739 | K | 2614.73 | 2670.53 | °F |
| 最低使用温度 | 0 | 0 | K | -459.67 | -459.67 | °F |
| 比熱 | 452 | 460 | J/kg・K | 0.349784 | 0.355975 | BTU/lb.F |
| 熱伝導率 | 67 | 91 | W/mK | 125.426 | 170.355 | BTU.ft/h.ft2.F |
| 熱膨張 | 12 | 13.5 | 10-6/K | 21.6 | 24.3 | 10-6/°F |
| 故障の可能性 | MV/m | V/ミル | ||||
| 誘電率 | ||||||
| 抵抗率 | 8 | 10 | 10-8オーム・メートル | 8 | 10 | 10-8オーム・メートル |
| 環境特性 | |
|---|---|
| 抵抗因子 | 1=悪い 5=良い |
| 可燃性 | 5 |
| 淡水 | 5 |
| 有機溶剤 | 5 |
| 500℃での酸化 | 5 |
| 海水 | 5 |
| 強酸 | 4 |
| 強アルカリ | 5 |
| UV | 5 |
| 着る | 4 |
| 弱酸 | 5 |
| 弱アルカリ | 5 |
出典: Handbook of Engineering Materials、第 5 版より抜粋。
この情報源の詳細については、オーストラリア材料工学研究所.
ニッケルは単体でも、他の金属や材料との合金でも、現代社会に大きく貢献しており、今後さらに厳しい要求の厳しい未来においても、材料供給の担い手として期待されています。ニッケルは、ほとんどの金属と合金化できる汎用性の高い素材であるという単純な理由から、様々な産業にとって不可欠な金属であり続けています。
ニッケルは汎用性の高い元素であり、ほとんどの金属と合金化します。ニッケル合金は、ニッケルを主元素とする合金です。ニッケルと銅は完全に固溶します。鉄、クロム、ニッケル間の溶解度範囲が広いため、様々な合金の組み合わせが可能です。その高い汎用性と優れた耐熱性および耐腐食性により、航空機用ガスタービン、発電所の蒸気タービン、そしてエネルギー市場や原子力市場での広範な利用など、幅広い用途に使用されています。
ニッケル合金の用途と特性
Nニッケルとニッケル合金s幅広い用途に使用されており、その多くは耐食性や耐熱性を必要とします。その例としては、以下のようなものがあります。
- 航空機用ガスタービン
- 蒸気タービン発電所
- 医療用途
- 原子力発電システム
- 化学および石油化学産業
- 加熱および抵抗部品
- 通信用アイソレータとアクチュエータ
- 自動車用スパークプラグ
- 溶接消耗品
- 電源ケーブル
その他多数のニッケル合金の用途特殊用途のニッケル基合金または高ニッケル合金の独特な物理的特性に関係しています。これには以下が含まれます。
- 電気抵抗合金
- ニッケルクロム合金そしてニッケル・クロム・鉄合金
- 銅ニッケル合金加熱ケーブル用
- 熱電対合金センサーとケーブル用
- ニッケル銅合金織り・編み物用
- 軟磁性合金
- 制御膨張合金
- 溶接フィラー材
- デュメット線ガラスと金属のシール用
- ニッケルメッキ鋼
- 照明合金
投稿日時: 2021年8月4日
