Никель әлемдегі ең маңызды инженерлік металдардың бірі болып табылады, ерекше коррозияға төзімділігі үшін бағаланады, Жоғары температуралы жұмыс, тамаша қоспалау сипаттамалары, және бірегей магниттік қасиеттері.
Ол аэроғарыш пен электроникадан химиялық өңдеуге дейінгі салаларда маңызды рөл атқарады, Жаңартылатын энергия, Медициналық құрылғылар, және дәл өндіріс.
Тот баспайтын болаттан жасалғанына қарамастан, СуперАлларды, қайта зарядталатын батареялар, немесе электромагниттік компоненттер, никель бірнеше басқа металдар бір уақытта қамтамасыз ете алатын қасиеттерге ықпал етеді.
Осы қасиеттердің ішінде, магнетизм деген сұрақтар жиі туындайды. Көптеген адамдар темірдің магнитті екенін біледі, ал мыс пен алюминий жоқ.
Никель қызықты орынға ие, өйткені ол жалғыз бөлме температурасында табиғи түрде ферромагниттік болып табылатын үш элементтік металдар, темірмен бірге (Ақысу) және кобальт (Серіктес).
Дегенмен, никельдің магниттік әрекеті қарапайым иә немесе жоқ дегенге қарағанда күрделірек.
Қорытпа құрамы сияқты факторлар, температура, Кристалл құрылымы, Суық жұмыс, және термиялық өңдеу оның магниттік өнімділігін айтарлықтай өзгертуі мүмкін.
1. Никель магнитті?
Никель дегеніміз не?
Никель (химиялық таңба -Да, Атомдық нөмір 28) тобына жататын күміс-ақ өтпелі металл 10 мерзімді кестенің.
Ол коррозияға төзімділіктің тамаша үйлесіміне ие, қаттылық, икемділік, Электр өткізгіштік, және жылу тұрақтылығы, оны қазіргі өнеркәсіпте кеңінен қолданылатын легирлеуші элементтердің біріне айналдырады.
| Мүлік | Бағалау |
| Химиялық таңба | -Да |
| Атомдық нөмір | 28 |
| Кристалл құрылымы | Бет әлпеті бар текше (ФСК) |
| Атомдық салмақ | 58.69 г/моль |
| Тығыздық | 8.90 g / cm³ |
| Балқу нүктесі | 1455° ° (2651° F) |
| Қайнау нүктесі | 2913° ° (5275° F) |
| Жылу өткізгіштік | 90.9 М / м / |
| Электр өткізгіштік | Шамамен 22% Жакандар |
| Электрлік кедергісі | 6.99 × 10⁻⁸ Ω·м |
| Жылу кеңеюінің коэффициенті | 13.4 × 10⁻⁶ / k |
| Нақты жылу сыйымдылығы | 444 Дж / кг |
Қысқа жауап: Иә—Никель табиғи ферромагниттік
Қарапайым жауап иә.
Таза никель табиғи ферромагниттік Бөлме температурасында. Бұл мүмкін дегенді білдіреді:
- Тұрақты магниттер қатты тартылады.
- Сыртқы магнит өрісінің әсерінен магниттеледі.
- Сыртқы өріс жойылғаннан кейін оның магниттелуінің бір бөлігін сақтаңыз.
- Тұрақты магнит өрісін жасау үшін теңестірілетін магниттік домендерді қалыптастырыңыз.
Никель қалыпты жағдайда өздігінен ферромагнетизм көрсететін элементтік металдардың ерекше тобына жатады..
| Элемент | Бөлме температурасында табиғи ферромагниттік | Кюри температурасы |
| Үтік (Ақысу) | Иә | 770° ° |
| Кобальт (Серіктес) | Иә | 1,115° ° |
| Никель (-Да) | Иә | 358° ° |
Кюри температурасынан жоғары, никель енді ферромагниттік материал ретінде әрекет етпейді және оның орнына айналады ainpagnикалық, сыртқы магнит өрістеріне әлсіз жауап береді.
Неліктен никель магнитті?
Никельдің магнетизмі одан туындайды электрондық құрылым— нақтырақ айтқанда, электрондардың 3d орбиталында орналасуы. Никельдің электронды конфигурациясы бар [Ар] 3d⁸ 4s².
Бұл бар дегенді білдіреді жұпталмаған екі электрон 3d ішкі қабығында. Бұл жұпталмаған электрондар таза магниттік момент жасайды.
Көрші атомдардың магниттік моменттері бір бағытта теңестіргенде, материал ферромагниттік болады.
Бұл теңестіру кванттық механикалық құбылыспен қозғалады алмасу әрекеті, бұл белгілі бір металдардағы электрон спиндерінің параллельді туралануын қолдайды.
Никельде, алмасу өзара әрекеттесу параллель айналдыруды 358°C дейін ұстап тұру үшін жеткілікті күшті (Кюри температурасы).
2. Металдардағы магнетизм туралы түсінік
Магнитизм дегеніміз не?
Магнитизм – атомдар ішіндегі электрондардың қозғалысы мен айналуынан туындайтын физикалық құбылыс.
Әрбір электрон кішкентай магнит өрісін тудырады, бірақ материалдың байқалатын магнетизмі осы атомдық магниттік моменттердің өзара қалай әрекеттесетініне байланысты..
Көптеген металдарда, жеке магниттік моменттері қарама-қарсы спиндермен жұптасады немесе кездейсоқ бағытталған болып қалады, нәтижесінде байқалатын магнетизм шамалы немесе мүлдем болмайды.
Никель сияқты ферромагниттік материалдарда, дегенмен, көрші атомдық моменттер үлкен аймақтарда өздігінен туралау үшін жеткілікті күшті өзара әрекеттеседі, өлшенетін магнит өрісін тудырады.
Магниттік материалдардың негізгі түрлері
| Басу | Анықтама | Магниттік мінез-құлық | Мысалдар |
| Ферромагниттік | Күшті тартымдылық; магниттелуін сақтайды; магниттік моменттері параллель тураланады. | Жоғары сезімталдық; гинтац; магниттік домендер. | Үтік, никель, кобальт, және олардың қорытпалары. |
| Ферримагниттік | Күшті тартымдылық; магниттік моменттері параллельге қарсы, бірақ тең емес. | Ферромагниттікке ұқсас, бірақ әлсіз. | Магнетит (Fe₃o₄), ферриттер. |
| Антиферромагниттік | Өте әлсіз тартымдылық; магниттік моменттері параллельге қарсы тураланады. | Температураға сезімталдық жоғарылайды. | Хромий, марганец оксидтері. |
Ainpagnикалық |
Өте әлсіз тартымдылық; сақтау жоқ; моменттері сыртқы өріске сәйкес келеді. | Температураға сезімталдық төмендейді (Кюри заңы). | Алюминий, платина, титан. |
| Диамагниттік | Өте әлсіз итермелеу; тұрақты сәттер жоқ; өріске қарама-қарсы индукцияланған сәттер. | Сезімталдық теріс. | Мыс, бастау, висмут, суару. |
3. Неліктен никель ферромагниттік
Никельдің ферромагнетизмі классикалық электромагнетизмнен гөрі кванттық механика принциптеріне негізделген..
Қарапайым металдардан айырмашылығы, никель үлкен аймақтарда миллиондаған атомдық магниттік моменттердің ынтымақтасуына және теңестірілуіне мүмкіндік беретін электрондық құрылымға ие., күшті макроскопиялық магнит өрісін құру.
Бұл құбылыс электронды спиннің біріккен әсерінен туындайды, алмасу әрекеттесуі, Кристалл құрылымы, және магниттік доменнің қалыптасуы.
Никельдің атомдық құрылымы
Никель атомдары бар 28 электрондар ядросының айналасында орналасқан 28 протондар.
Ішкі электрондар тығыз байланысқан және магниттік әрекетке аз үлес қосады, сыртқы 3d электрондар шешуші рөл атқарады.
Никель а-да кристалданады Бет әлпеті бар текше (ФСК) бөлме температурасында тор.
Бұл өте реттелген атомдық орналасу көршілес никель атомдарын олардың электронды толқындық функцияларының қабаттасуы үшін жеткілікті жақын орналастырады., бүкіл кристалда күшті магниттік өзара әрекеттесуге мүмкіндік береді.
Электрондық конфигурация
Никельдің негізгі күйдегі электронды конфигурациясы:
[Ар] 3d⁸ 4s²
Ішінара толтырылған 3d орбиталь құрамында жұпталмаған электрондар бар, Олардың әрқайсысы электронның спиніне байланысты меншікті магниттік моментке ие.
Егер бұл сәттер кездейсоқ бағдарланған болса, материал әлсіз парамагнетизмді ғана көрсетеді. Орнына, никельдің атомдық құрылымы көрші спиндердің өзара әрекеттесуіне мүмкіндік береді.
Алмасу әрекеттесуі
Никельдің ферромагнетизміне жауапты негізгі механизм болып табылады алмасу әрекеті, көршілес электронды толқындық функциялардың қабаттасуынан туындайтын кванттық механикалық әсер.
Бұл өзара әрекеттесу көршілес электрон спиндерінің параллельді туралануын қолдайды, өйткені ол кристалдың жалпы энергиясын азайтады.. Болғандықтан:
- Көршілес атомдық магниттік моменттері өздігінен тураланады.
- Біркелкі магниттелген атомдардың үлкен аймақтары дамиды.
- Магнитизация сыртқы магнит өрісі болмаса да болады.
Жеке никель атомының магниттік моменті темірден аз болғанымен, миллиардтаған атомдардың ұжымдық теңестірілуі маңызды магниттік әрекетті тудырады.
Магниттік домендер
Жалпы магниттік энергияны азайту үшін, никель бір алып магнит сияқты әрекет етпейді.
Орнына, ол көптеген микроскопиялық болып бөлінеді магниттік домендер, әрқайсысында магниттік моменттері бір бағытта орналасқан миллиондаған атомдар бар.
Магниттелмеген никель бөлігінде:
- Домендер әртүрлі бағыттарды көрсетеді.
- Олардың магнит өрістері негізінен бір-бірін жояды.
- Материал сыртқы магнетизмді аз көрсетеді.
Сыртқы магнит өрісі әсер еткенде:
- Қолайлы бағытталған домендер кеңейеді.
- Домен қабырғалары қозғалады.
- Атомдық спиндер қолданылатын өріске қарай айналады.
- Жалпы магниттелу тез артады.
Егер магнит өрісі жеткілікті күшті болса, көптеген домендер тураланады, және никель жақындайды магниттік қанықтылық.
Кюри температурасы
Никель тек оның астында ферромагниттік болып қалады Кюри температурасы, шамамен 358° ° (631 К).
Бұл температурадан төмен:
- Алмасу әрекеті басым.
- Магниттік домендер тұрақты болып қалады.
- Күшті ферромагниттік мінез-құлық сақталады.
Кюри температурасынан жоғары:
- Жылу энергиясы айналдыруды теңестіруді бұзады.
- Магниттік домендер құлайды.
- Никельдің а-ға ауысуы ainpagnикалық материал, сыртқы өрісте әлсіз магнетизмді ғана көрсетеді.
Бұл температураға тәуелді ауысу жоғары жұмыс температурасын қамтитын қолданбаларда маңызды мәселе болып табылады, электр қозғалтқыштары сияқты, генераторлар, дұрорлар, және жоғары температуралы өнеркәсіптік жабдықтар.
4. Никельдің магнетизміне әсер ететін факторлар
Таза никель ферромагниттік болғанымен, оның магниттік әрекеті барлық қызмет көрсету жағдайында тұрақты емес.
Магниттелу күші, магниттік өткізгіштігі, және магниттік тұрақтылық температураға байланысты айтарлықтай өзгеруі мүмкін, қорытпасы, механикалық өңдеу, Микроқұрылым, және қоршаған жұмыс ортасы.
Температура
Температура никельдің магнетизміне әсер ететін ең әсер ететін фактор болып табылады.
Температура көтерілген сайын, жылу энергиясы үлкен атомдық тербеліс тудырады, ферромагнетизмге жауапты магниттік домендердің туралануын біртіндеп бұзады.
Оның астында Кюри температурасы (шамамен 358°C / 676° F), никель өздігінен магниттелуді сақтайды және күшті ферромагниттік мінез-құлық көрсетеді.
Температура Кюри нүктесіне жақындаған сайын, магниттік өткізгіштік пен қанығу магниттелуі тез төмендейді.
Кюри температурасынан асып кеткенде, магниттік домендер құлайды, ал никель ферромагниттік материалдан парамагниттік материалға фазалық ауысудан өтеді.
Осы күйде, ол тек сыртқы магнит өрісіне әлсіз жауап береді және енді тұрақты магниттелуді сақтамайды.
Бастысы, Бұл түрлендіру қалпына келтірілді. Егер материал маңызды микроқұрылымдық өзгерістерге немесе тотығуға ұшырамай, Кюри температурасынан төмен салқындатылса, оның ферромагниттік қасиеттері қалпына келеді.
| Температура диапазоны | Магниттік мінез-құлық | Инженерлік салдар |
| 300°C төмен | Тұрақты ферромагнетизм | Көптеген магниттік компоненттер үшін қолайлы |
| 300–358°C | Магнитизм бірте-бірте әлсірейді | Магниттік тиімділіктің төмендеуі |
| 358°C жоғары | Ainpagnикалық | Магниттік қолданбалар үшін жарамсыз |
| Кюри нүктесінен төмен салқындағаннан кейін | Ферромагнетизм қалпына келеді | Магниттік қасиеттер әдетте қалпына келтіріледі |
Қорытпасы
Легірлеуші элементтердің қосылуы никельдің магниттік сипаттамаларына қатты әсер етеді, өйткені ол электрондық құрылымды және кристалдық торды өзгертеді..
сияқты элементтер үтік жіне кобальт әдетте магниттік алмасу әрекеттесулерін арттыру арқылы ферромагниттік әрекетті күшейтеді, қоспаларды қоса алғанда легирленген кезде хромий, молибден, марганец, мыс, және кремний магниттік емес фазаларды тұрақтандыру немесе магниттік доменді теңестіруді бұзу арқылы магниттік өткізгіштігін төмендетуге бейім..
, Сорт, никель қорытпалары магниттік әрекеттің кең спектрін көрсетеді.
сияқты никель-темір қорытпалары Пермаллой трансформаторлар үшін өте жоғары магниттік өткізгіштікке қол жеткізу үшін арнайы әзірленген, Магнитті экрандау, және дәлдік сенсорлары.
Қайта, сияқты өнімділігі жоғары коррозияға төзімді қорытпалар Жұқпалы, Гастеля, және көптеген сыныптар Моник негізінен механикалық және химиялық көрсеткіштерге арналған, әлсіз немесе дерлік магниттік емес сипаттамаларға әкеледі.
Бұл қорытпаның қатты магнитті болатын-болмайтынын болжау үшін никель мазмұнын неге пайдалануға болмайтынын түсіндіреді.
Кристалл құрылымы және микроқұрылымы
Никельдің магниттік әрекеті оның бетке бағытталған текшемен тығыз байланысты (ФСК) кристалдық құрылым және материалдағы магниттік домендердің орналасуы.
Астық мөлшері, дәнді бағдарлау, фазалық бөлу, тұндырады, және кристалдық ақаулардың барлығы магниттік домен қабырғаларының қозғалысына әсер етеді.
Біркелкі түйіршіктері бар және ішкі кернеуі төмен материалдар, әдетте, тұрақты және болжамды магниттік өнімділікті көрсетеді., ал гетерогенді микроқұрылымдар магниттік өткізгіштікті азайтып, магниттік гистерезисті жоғарылатуы мүмкін.
Құю сияқты өндірістік процестер кезінде, соғу, илемдеу, немесе термиялық өңдеу, астық морфологиясындағы өзгерістер және қалдық кернеу домен құрылымын өзгертеді, химиялық құрамы өзгермеген кезде де магниттік қасиеттердің өлшенетін өзгерістеріне әкеледі.
Суық жұмыс және қалдық стресс
Суық илемдеу кезінде енгізілген механикалық деформация, сурет, иілу, штамп, немесе өңдеу никельдің ішкі кернеуінің таралуын өзгертеді және магниттік домендердің қозғалғыштығына әсер етеді.
Суық жұмыс дислокацияның тығыздығын және қалдық кернеуді арттырады, домен қабырғасының қозғалысына кедергі келтіретін кедергілер жасау.
Болғандықтан, Магниттік өткізгіштік азайған кезде коэрцивтілік жиі артады. Дәл электромагниттік компоненттерде, шамадан тыс суық деформация магниттік тиімділікті төмендетуі және гистерезис шығындарын арттыруы мүмкін.
Осы себеппен, Көптеген жоғары өнімді магниттік никель қорытпалары оңтайлы магниттік сипаттамаларды қалпына келтіру және өлшемдік тұрақтылықты жақсарту үшін дайындалғаннан кейін кернеуді жеңілдететін күйдіруден өтеді..
Термиялық өңдеу
Термиялық өңдеу қалдық кернеуді жеңілдету арқылы никельдің магнетизміне әсер етеді, дәннің құрылымын тазарту, және фазалық үлестіруді өзгерту.
Дұрыс жасыту дәннің өсуіне ықпал етеді және ішкі тордың бұрмалануын азайтады, магниттік домендердің еркін қозғалуына мүмкіндік береді.
Бұл әдетте магниттік өткізгіштікті арттырады және мәжбүрлеу күшін азайтады.
Керісінше, сәйкес емес термиялық өңдеу температуралары немесе салқындату жылдамдығы магниттік өнімділікке теріс әсер ететін қалаусыз фазаларды немесе қалдық кернеулерді тудыруы мүмкін..
Никель-темір жұмсақ магниттік қорытпаларға арналған, нақты бақыланатын жасыту циклдері өндірістің маңызды қадамы болып табылады, қорытпаның өзінен гөрі соңғы магниттік қасиеттерді жиі анықтайды.
Қолданбалы магнит өрісі
Никель барлық жұмыс жағдайларында тұрақты магниттік қарқындылықты көрсетпейді. Оның реакциясы қолданылған магнит өрісінің күшіне де, тарихына да байланысты.
Сыртқы магнит өрісі енгізілгенде, магниттік домендер біртіндеп айналады және өріс бағытымен тураланады, қанығуға жеткенше магниттелуді арттырады.
Қанықтыру нүктесінен тыс, өріс кернеулігін одан әрі арттыру аздаған қосымша магниттелуді тудырады.
Сыртқы өріс жойылғаннан кейін, магниттелудің бір бөлігі ретінде қалады реманенттілік, бұл қалдық магниттелуді жою үшін қажетті өріс ретінде белгілі мәжбүрлеу күші.
Бұл сипаттамалар материалдың гистерезис контурымен ұсынылған және қозғалтқыштарды жобалауда ерекше маңызды., Жетекеткіштер, магниттік сенсорлар, және электромагниттік құрылғылар.
Жұмыс ортасы
Қызмет көрсету ортасы никельдің ұзақ мерзімді магниттік өнімділігіне жанама әсер етуі мүмкін.
Никель тамаша коррозияға төзімділікке ие болғанымен, жоғары температураға ұзақ әсер ету, циклдік термиялық жүктеме, тотықтырғыш атмосфера, механикалық тербеліс, немесе агрессивті химиялық заттар бетінің күйі мен микроқұрылымын біртіндеп өзгертуі мүмкін.
Бұл өзгерістер ұзақ қызмет көрсету кезеңіндегі магниттік тұрақтылыққа әсер етуі мүмкін, әсіресе талап етілетін өндірістік орталарда.
Аэроғарыштық жүйелер сияқты қолданбаларда, теңіз техникасы, Химиялық өңдеу зауыттары, және энергия өндіруші қондырғылар, инженерлер сенімді ұзақ мерзімді өнімділікті қамтамасыз ету үшін магниттік қасиеттерді де, қоршаған ортаның төзімділігін де бір уақытта бағалайды.
Өндіріс процесі
Әртүрлі өндіріс әдістері әртүрлі микроқұрылымдар мен қалдық кернеу күйлерін тудырады, нәтижесінде магниттік мінез-құлық өзгереді.
Құйылған никель құрамдастарында әдетте үлкенірек түйіршіктер және баяу қатаю құрылымдары болады, ал соғылған өнімдер тазартылған дәндерді және жақсартылған механикалық қасиеттерді көрсетеді.
Суық өңделген материалдардың қалдық кернеуі жоғары болады, ал күйдірілген өнімдер әдетте үлкен магниттік өткізгіштік пен төмен коэрцивтілікті көрсетеді.
сияқты бетті өңдеу процестері өңдеу, ұнтақтау, жылтырату, және электропландау әдетте көлемді магнетизмге тікелей әсер етпейді, бірақ олар өте тығыз магниттік төзімділік талап етілетін жоғары дәлдіктегі аспаптарда магниттік өнімділікке әсер етуі мүмкін..
5. Никель қорытпалары магнитті болып табылады?
Ең жиі кездесетін қате түсініктердің бірі - құрамында никель бар әрбір қорытпа магнитті болуы керек.
Шындығында, никель құрамының өзі магниттік әрекетті анықтамайды.
Орнына, магнетизм ең алдымен байланысты:
- Кристалл құрылымы
- Қорытпа құрамы
- Фазалық бөлу
- Термиялық өңдеу
- Суық жұмыс
- Қызмет көрсету температурасы
Легирлеуші элементтер ретінде никельдің атомдық орналасуын өзгертеді, олар сонымен қатар ферромагнетизмге жауапты алмасу әрекеттесулерін өзгертеді.
Жалпы никель қорытпаларының магниттік әрекеті
| Қорытпа | Никель мазмұны | Микроқұрылым | Бөлме температурасында магнит | Типтік қосымшалар |
| Никель 200 | ≥99,0% | ФСК | Иә | Электрлік бөлшектер, Химиялық жабдықтар |
| Никель 201 | ≥99,0% (Төмен көміртек) | ФСК | Иә | Тағамдарды өңдеу, электроника |
| Моник 400 | ~63–70% дюйм | Никель-мыс | Аздап магнитті және әлсіз магнитті | Теңіз инженериясы, сорғылар, клапандар |
| Монел К-500 | ~63% д | Жауын-шашынмен шыңдалған | Әлсіз магниттік | Теңіз біліктері, бекіткіштер |
| Жұқпалы 600 | ~72% д | Аустениттік | Жалпы магнитті емес (Аяқталды) | Жылу алмастырғыштар, пештер |
Жұқпалы 625 |
~58% д | Аустениттік | Негізінен магнитті емес | Аэроғарыш, теңіз, Химиялық өңдеу |
| Жұқпалы 718 | ~52% дюйм | Жауын-шашынмен шыңдалған | Қартаюдан кейін аздап магнитті | Ұшақ қозғалтқыштары, турбиналар |
| Гастеллой С-276 | ~57% д | Аустениттік | Магнитті емес (Аяқталды) | Химиялық өңдеу жабдықтары |
| Қорытпа 20 | ~ 35% | Аустениттік | Магнитті емес | Күкірт қышқылының қызметі |
| Nimonic 80A | ~75% дюйм | Никельдің суперқорытпасы | Аздап магниттік | Газ турбиналары, аэроғарыш |
6. Никельдің магниттік екенін қалай тексеруге болады
Никель немесе құрамында никель бар қорытпаның магниттік екенін анықтау материалды анықтауда маңызды., Сапаны бақылау, қорытпаны тексеру, және жабдыққа қызмет көрсету.
Қарапайым магнит жылдам индикацияны қамтамасыз ете алады, инженерлік қолданбалар жиі магниттік өткізгіштіктің сандық өлшемдерін қажет етеді, Магниттік ағынның тығыздығы, немесе қанықтыру магниттелуі.
| Тестілеу әдісі | Ділдік | Сандық | Бұзбайтын | Типтік қосымшалар |
| Тұрақты магнит | Аласа | Жоқ | Иә | Өрісті жылдам анықтау |
| Магниттік өткізгіштік өлшегіш | Биік | Иә | Иә | Өнеркәсіптік сапаны бақылау |
| Гаусс метрі | Биік | Иә | Иә | Магнит өрісін өлшеу |
| Дірілдейтін үлгі магнитометрі (Vsm) | Өте жоғары | Иә | Иә | Материалдарды зерттеу, қорытпалар |
| SQUID магнитометрі | Өте жоғары | Иә | Иә | Ғылыми зерттеу |
| Магниттік күш микроскопиясы (MFM) | Микроскопиялық | Иә | Иә | Домен құрылымын талдау |
7. Магниттік никельдің өнеркәсіптік қолданылуы
Никельдің бірегей комбинациясы ферромагнетизм, Коррозияға төзімділік, механикалық төзімділік, және жылу тұрақтылығы оны көптеген өнеркәсіп салаларында таптырмас етеді.
Темірден айырмашылығы, никель пайдалы магниттік әрекетті көрсете отырып, тамаша коррозияға төзімділігін сақтайды, оны кәдімгі магниттік материалдар тез нашарлайтын қатал орталар үшін өте қолайлы етеді.
Электр қозғалтқыштары мен генераторлары
Никель әдетте қайталанатын магниттелу циклдары кезінде тұрақты магниттік өнімділікті қажет ететін электромагниттік компоненттерде қолданылады..
Қосымшалар кіреді:
- Мотор полюстерінің құрамдас бөліктері
- Ротор жинақтары
- Магниттік қорғаныс
- Генератор компоненттері
- Электромагниттік жетектер
Электромагниттік реле және соленоидтар
Никельдің салыстырмалы түрде жоғары магниттік өткізгіштігі магнит ағынын тиімді өткізуге мүмкіндік береді.
Әдеттегі қосымшалар кіреді:
- Релелік арматура
- Соленоидты өзектер
- Электромагниттік қосқыштар
- Байланыс жүйелері
- Өндірістік бақылау жабдықтары
Магниттік сенсорлар
Көптеген зондтау технологиялары никельдің тұрақты магниттік әрекетіне сүйенеді.
Қосымшалар кіреді:
- Холл-эффект сенсорлары
- Жақындық сенсорлары
- Позиция сенсорлары
- Ток трансформаторлары
- Жылдамдықты өлшеу жүйелері
Қайта зарядталатын батареялар
Никель көптеген батарея технологияларындағы негізгі материал болып табылады.
Мысалдарға жатады:
- Никель-металл гидриді (NiMH)
- Никель-кадмий (NiCd)
- Никельге бай литий-ионды катодтар
- Батарея ток коллекторлары
Электрондық компоненттер
Электролитпен қапталған никель жабындары қорғаныс және функционалдық мақсаттарда қызмет етеді.
Жалпы қосымшалар кіреді:
- Басып шығарылған схемалар (Тұлға)
- Қосқыштар
- Жартылай өткізгіш пакеттер
- Қоршау қоршаулары
- Дәл контактілер
Аэроғарыш өнеркәсібі
Никель негізіндегі қорытпалар ұшақтар мен ғарыш аппараттарында кеңінен қолданылады, өйткені олар жоғары температурада механикалық беріктігін сақтайды..
Типтік компоненттерге жатады:
- Турбиналық қозғалтқыштар
- Шығару жүйелері
- Бекіткіштер
- Дұрорлар
- Жоғары температуралы электромагниттік құрылғылар
Химиялық өңдеу жабдықтары
Таза никель магниттік қасиеттерді сілтілі химиялық заттарға тамаша коррозияға төзімділігімен біріктіреді.
Типтік жабдық кіреді:
- Сорғылар
- Клапандар
- Жылу алмастырғыштар
- Қысыммен жұмыс істейтін ыдыстар
- Электрохимиялық реакторлар
Медициналық жабдықтар
Құрамында никель бар магниттік материалдар көптеген медициналық құрылғыларда кездеседі.
Мысалдарға жатады:
- Диагностикалық құралдар
- МРТ-үйлесімді көмекші компоненттер
- Хирургиялық жабдық
- Дәлдік жетектер
- Зертханалық автоматтандыру
Магниттік қорғаныс
Құрамында никель бар қорытпалар электромагниттік кедергілер үшін кеңінен қолданылады (Emi) қорғаныс.
Қосымшалар кіреді:
- Электрондық тұрғын үйлер
- Коммуникациялық жабдық
- Аэроғарыштық электроника
- Өнеркәсіптік автоматтандыру
- Дәл аспаптар
8. Никель және басқа магниттік металдар
Дегенлген үтік (Ақысу), кобальт (Серіктес), жіне никель (-Да) бөлме температурасында табиғи түрде кездесетін үш ферромагниттік металдар, олар магниттік өнімділігі бойынша айтарлықтай ерекшеленеді, Механикалық қасиеттері, Коррозияға төзімділік, температураның тұрақтылығы, және өнеркәсіптік қосымшалар.
| Мүлік | Никель (-Да) | Үтік (Ақысу) | Кобальт (Серіктес) | Ферритті тот баспайтын болат (430) | Мартенситті тот баспайтын болат (410) |
| Кристалл құрылымы (Бөлме температурасы) | ФСК | Цис | ЖК | Цис | Таға |
| Магниттік мінез-құлық | Ферромагниттік | Ферромагниттік | Ферромагниттік | Ферромагниттік | Ферромагниттік |
| Кюри температурасы | 358° ° | 770° ° | 1,115° ° | ~700–750°C | ~700–760°C |
| Салыстырмалы магниттік өткізгіштік | Орташа | Өте жоғары | Биік | Орташа | Амал |
| Қанықтылық магниттелуі | Байсалды | Өте жоғары | Биік | Амал | Амал |
| Коррозияға төзімділік | Үздік | Жарлы | Жақсы | Жақсы | Байсалды |
Тозуға төзімділік |
Жақсы | Байсалды | Үздік | Жақсы | Үздік (Жылу өңделген) |
| Жоғары температуралы тұрақтылық | Жақсы | Байсалды | Үздік | Жақсы | Байсалды |
| Айналымдылық | Жақсы | Байсалды | Ауыр | Жақсы | Жақсы |
| Салыстырмалы материалдық құн | Амал | Аласа | Өте жоғары | Амал | Амал |
| Типтік қосымшалар | Химиялық жабдықтар, электроника, электроплицей | Трансформаторлар, моторлар, Құрылымдық болат | Аэроғарыш, тұрақты магниттер, турбиналық құрамдас бөліктер | Құрылғылар, Шығару жүйелері, магниттік корпустар | Клапандар, сорғылар, Турбина пышақтары |
9. Никель магнетизмі туралы жалпы мифтер
| Миф | Факт |
| Барлық никель негізіндегі қорытпалар магнитті. | Дұрыс емес. Көптеген никель қорытпалары (E.Г., Жұқпалы, Моник, Гастеля) ферромагниттік құрылымның басқа элементтермен сұйылтуына байланысты магнитті емес немесе әлсіз магнитті. |
| Қыздырған кезде никель мәңгілікке магнитті жоғалтады. | Жалған. Никельдің магнетизмі Кюри температурасынан төмен салқындаған кезде қайтады (358° °), материал фазалық өзгеріске ұшырамаған жағдайда. |
Никель - ең магнитті металл. |
Жалған. Темірдің бір атомға шаққандағы магниттік моменті жоғары және қанығу магниттелуі жоғары. Никель магниттілігі бойынша үшінші элементтік металл (темір мен кобальттан кейін). |
| Никель барлық температурада магнитті болады. | Жалған. 358°C жоғары, никель парамагнитті болады. 358°C төмен, ол ферромагниттік. |
| Магнит сынағы никельді басқа металдардан ажырата алады. | Ішінара жалған. Магнит сынағы ферромагнетизмді көрсете алады, бірақ ол никельді ажырата алмайды, үтік, және кобальт. Қосымша сынақтар (E.Г., Химиялық талдау, тығыздық) қажет. |
10. Қорытынды
Никель инженерлік металдар арасында ерекше орын алады, өйткені ол біріктіреді табиғи ферромагнетизм, Төтенше коррозияға төзімділік, Тамаша икемділік, және сенімді жоғары температура өнімділігі.
Бөлме температурасында ферромагнетизмді көрсететін үш элементтік металдың бірі ретінде, никель электромагниттік құрылғылар мен сенсорлардан химиялық өңдеу жабдықтары мен озық аэроғарыштық жүйелерге дейінгі қолданбаларда маңызды рөл атқарады..
Дегенмен, никельдегі магниттік мінез-құлық қарапайым магниттік немесе магниттік емес классификациядан гөрі маңыздырақ.
Таза никель ферромагниттік болып табылады, бірақ оның магниттік күші темірге қарағанда төмен. Үстіне, қорытпасы, Термиялық өңдеу, Суық жұмыс, Жұмыс температурасы, және микроқұрылымның барлығы магниттік өнімділікке айтарлықтай әсер етеді.
Инженерлер мен конструкторларға арналған, Сәйкес никель материалын таңдау көптеген факторларды теңестіруді талап етеді, оның ішінде магниттік өткізгіштік, Механикалық беріктік, Коррозияға төзімділік, ұжым, қызмет көрсету температурасы, және өмірлік цикл құны.
Коррозияға төзімділік пен сенімді магниттік қасиеттер қатар болуы керек талап етілетін өндірістік орталарда, никель қол жетімді ең әмбебап және құнды инженерлік материалдардың бірі болып қала береді.
ЖҚС
Бөлме температурасында таза никель магнитті болып табылады?
Иә. Таза никель бөлме температурасында ферромагниттік болып табылады (20° °) және 358°C Кюри температурасына дейін солай қалады.
Барлық никель қорытпалары магнитті?
Жоқ. Никель қорытпаларының магниттік әрекеті легирлеуші элементтерге және олардың концентрацияларына байланысты.
Көптеген никель қорытпалары (E.Г., Жұқпалы, Моник, Гастеля) магнитті емес немесе әлсіз магнитті.
Никельдің магнетизмі темірмен қалай салыстырылады??
Никельдің бір атомға шаққандағы магниттік моменті төмен (0.6 μ_B қарсы. 2.2 μ_B темір үшін) және қанығу магниттелуі төмен (0.6 Т қарсы. 2.15 Т). Темір никельге қарағанда күштірек магнитті.
Никельді магнитті емес етіп жасауға болады?
Иә. Жеткілікті магниттік емес элементтері бар легирленген никель (E.Г., мыс, хромий, титан) ферромагниттік торды сұйылтып, магнитті емес немесе әлсіз магнитті қорытпаларды шығара алады..
Ең магнитті никель қорытпасы қандай??
Пермаллой (80% -Да, 20% Ақысу) ең магнитті никель қорытпаларының бірі болып табылады, салыстырмалы өткізгіштігінен асатын 100,000.
