Vai niķelis ir magnētisks? | Īpašības, Magnētisms, Niķeļa sakausējumi

Niķelis ir viens no pasaulē svarīgākajiem inženiertehniskajiem metāliem, novērtēta tās izcilās izturības pret koroziju dēļ, augstas temperatūras veiktspēja, lieliskas sakausējuma īpašības, un unikālas magnētiskās īpašības.

Tam ir izšķiroša loma nozarēs, sākot no aviācijas un elektronikas līdz ķīmiskajai apstrādei, atjaunojamo enerģiju, medicīniskās ierīces, un precīzā ražošana.

Neatkarīgi no tā, vai tiek izmantots nerūsējošais tērauds, supersakausējumi, uzlādējamās baterijas, vai elektromagnētiskās sastāvdaļas, niķelis nodrošina īpašības, kuras vienlaikus var nodrošināt daži citi metāli.

Starp šīm īpašībām, magnētisms bieži rada jautājumus. Daudzi cilvēki zina, ka dzelzs ir magnētisks, savukārt varš un alumīnijs nav.

Niķelis ieņem interesantu vietu, jo tas ir viens no vienīgajiem trīs elementāri metāli, kas istabas temperatūrā dabiski ir feromagnētiski, kopā ar dzelzi (Fe) un kobaltu (Co).

Lai arī, niķeļa magnētiskā darbība ir sarežģītāka nekā vienkārša jā vai nē.

Tādi faktori kā sakausējuma sastāvs, temperatūra, kristāla struktūra, aukstā apstrāde, un termiskā apstrāde var būtiski mainīt tā magnētisko veiktspēju.

1. Vai niķelis ir magnētisks?

Kas ir niķelis?

Niķelis (ķīmiskais simbols Iekšā, atomu numurs 28) ir sudrabaini balts pārejas metāls, kas pieder grupai 10 no periodiskās tabulas.

Tam ir lieliska izturība pret koroziju, izturība, elastība, elektriskā vadītspēja, un termiskā stabilitāte, padarot to par vienu no visplašāk izmantotajiem sakausējuma elementiem mūsdienu rūpniecībā.

Īsa atbilde: Jā — niķelis dabiski ir feromagnētisks

Vienkārša atbilde ir jā.

Tīrs niķelis ir dabiski feromagnētisks istabas temperatūrā. Tas nozīmē, ka var:

• Esiet spēcīgi piesaistīti pastāvīgiem magnētiem.
• Kļūsti magnetizēts zem ārējā magnētiskā lauka.
• Saglabājiet daļu no tā magnetizācijas pēc ārējā lauka noņemšanas.
• Veidojiet magnētiskos domēnus, kas izlīdzinās, lai radītu pastāvīgu magnētisko lauku.

Niķelis pieder pie ekskluzīvas elementāru metālu grupas, kas normālos apstākļos uzrāda spontānu feromagnētismu.

Virs tās Kirī temperatūras, niķelis vairs neuzvedas kā feromagnētisks materiāls un tā vietā kļūst paramagnētisks, tikai vāji reaģē uz ārējiem magnētiskajiem laukiem.

Kāpēc niķelis ir magnētisks

Niķeļa magnētisms rodas no tā elektroniskā struktūra— konkrēti, elektronu izvietojums tās 3D orbitālē. Niķelim ir elektronu konfigurācija [Ar] 3d⁸ 4s².

Tas nozīmē, ka ir divi nepāra elektroni 3D apakšapvalkā. Šie nepāra elektroni rada neto magnētisko momentu.

Kad blakus esošo atomu magnētiskie momenti sakrīt vienā virzienā, materiāls kļūst feromagnētisks.

Šo izlīdzināšanu nosaka kvantu mehāniskā parādība, ko sauc par apmaiņas mijiedarbība, kas veicina paralēlu elektronu spinu izlīdzināšanu noteiktos metālos.

Niķelī, apmaiņas mijiedarbība ir pietiekami spēcīga, lai saglabātu paralēlu griešanās izlīdzināšanu līdz 358 ° C (Kirī temperatūra).

2. Izpratne par magnētismu metālos

Kas ir magnētisms?

Magnētisms ir fiziska parādība, kas rodas no elektronu kustības un griešanās atomos.

Katrs elektrons ģenerē nelielu magnētisko lauku, bet tas, vai materiālam piemīt ievērojams magnētisms, ir atkarīgs no tā, kā šie atomu magnētiskie momenti mijiedarbojas kopā.

Lielākajā daļā metālu, atsevišķi magnētiskie momenti vai nu savienojas pārī ar pretējiem griezieniem, vai arī paliek nejauši orientēti, kā rezultātā novērojams magnētisms ir mazs vai vispār nav.

Feromagnētiskos materiālos, piemēram, niķelī, lai arī, blakus esošie atomu momenti mijiedarbojas pietiekami spēcīgi, lai spontāni saskaņotos lielos reģionos, radot izmērāmu magnētisko lauku.

Galvenie magnētisko materiālu veidi

3. Kāpēc niķelis ir feromagnētisks

Niķeļa feromagnētisms sakņojas kvantu mehānikas principos, nevis klasiskajā elektromagnētismā.

Atšķirībā no parastajiem metāliem, niķelim ir elektroniska struktūra, kas ļauj miljoniem atomu magnētisko momentu sadarboties un izlīdzināties lielos reģionos, radot spēcīgu makroskopisku magnētisko lauku.

Šī parādība rodas elektronu griešanās kombinētās ietekmes rezultātā, apmaiņas mijiedarbības, kristāla struktūra, un magnētiskā domēna veidošanās.

Niķeļa atomu struktūra

Niķeļa atomi satur 28 elektroni izkārtoti ap kodolu 28 protoni.

Lai gan iekšējie elektroni ir cieši saistīti un maz veicina magnētisko uzvedību, ārējais 3d elektroni spēlē izšķirošu lomu.

Niķelis kristalizējas a uz seju orientēts kubiskais (FCC) režģis istabas temperatūrā.

Šis ļoti sakārtotais atomu izvietojums novieto blakus esošos niķeļa atomus pietiekami tuvu, lai to elektronu viļņu funkcijas pārklātos, kas nodrošina spēcīgu magnētisko mijiedarbību visā kristālā.

Elektronu konfigurācija

Niķeļa elektronu pamatstāvokļa konfigurācija ir:

[Ar] 3d⁸ 4s²

Daļēji aizpildīts 3d orbitāle satur nepāra elektronus, katram no tiem piemīt raksturīgs magnētiskais moments elektronu griešanās dēļ.

Ja šie momenti paliktu nejauši orientēti, materiālam būtu tikai vājš paramagnētisms. Tā vietā, niķeļa atomu struktūra ļauj blakus esošajiem spiniem sadarboties.

Apmaiņas mijiedarbība

Galvenais mehānisms, kas ir atbildīgs par niķeļa feromagnētismu, ir apmaiņas mijiedarbība, kvantu mehāniskais efekts, kas rodas no blakus esošo elektronu viļņu funkciju pārklāšanās.

Šī mijiedarbība veicina blakus esošo elektronu spinu paralēlu izlīdzināšanu, jo tā samazina kristāla kopējo enerģiju. Rezultātā:

• Blakus esošie atomu magnētiskie momenti spontāni izlīdzinās.
• Attīstās lieli vienmērīgi magnetizētu atomu apgabali.
• Magnetizācija pastāv pat bez ārēja magnētiskā lauka.

Lai gan atsevišķa niķeļa atoma magnētiskais moments ir mazāks nekā dzelzs, miljardu atomu kolektīvā izlīdzināšana rada ievērojamu magnētisko uzvedību.

Magnētiskie domēni

Lai samazinātu kopējo magnētisko enerģiju, niķelis neuzvedas kā viens milzu magnēts.

Tā vietā, tas ir sadalīts daudzos mikroskopiskos magnētiskie domēni, katrs satur miljoniem atomu, kuru magnētiskie momenti ir sakārtoti vienā virzienā.

Nemagnetizētā niķeļa gabalā:

• Domēni norāda dažādos virzienos.
• Viņu magnētiskie lauki lielā mērā atceļ viens otru.
• Materiālam ir mazs ārējais magnētisms.

Ja tiek pakļauts ārējam magnētiskajam laukam:

• Labvēlīgi orientēti domēni paplašinās.
• Domēna sienas pārvietojas.
• Atomu apgriezieni griežas uz pielietoto lauku.
• Kopējā magnetizācija strauji palielinās.

Ja magnētiskais lauks ir pietiekami spēcīgs, lielākā daļa domēnu tiek saskaņoti, un niķelis tuvojas magnētiskais piesātinājums.

Kirī temperatūra

Niķelis paliek feromagnētisks tikai zem tā Kirī temperatūra, aptuveni 358° C (631 Kandids).

Zem šīs temperatūras:

• Dominē apmaiņas mijiedarbība.
• Magnētiskie domēni paliek stabili.
• Tiek saglabāta spēcīga feromagnētiskā darbība.

Virs Kirī temperatūras:

• Siltuma enerģija izjauc griešanās izlīdzināšanu.
• Magnētiskie domēni sabrūk.
• Niķelis pāriet uz a paramagnētisks materiāls, uzrāda tikai vāju magnētismu ārējā laukā.

Šī no temperatūras atkarīgā pāreja ir kritisks apsvērums lietojumos, kas saistīti ar paaugstinātu darba temperatūru, piemēram, elektromotori, ģeneratori, sensori, un augstas temperatūras rūpnieciskās iekārtas.

4. Faktori, kas ietekmē niķeļa magnētismu

Lai gan tīrs niķelis pēc savas būtības ir feromagnētisks, tā magnētiskā darbība nav nemainīga visos ekspluatācijas apstākļos.

Magnetizācijas spēks, magnētiskā caurlaidība, un magnētiskā stabilitāte var būtiski mainīties atkarībā no temperatūras, sakausējuma sastāvs, mehāniskā apstrāde, mikrostruktūra, un apkārtējā darbības vide.

Temperatūra

Temperatūra ir visietekmīgākais faktors, kas ietekmē niķeļa magnētismu.

Palielinoties temperatūrai, siltumenerģija izraisa lielāku atomu vibrāciju, pakāpeniski izjaucot par feromagnētismu atbildīgo magnētisko domēnu izlīdzināšanu.

Zem tā Kirī temperatūra (aptuveni 358°C / 676° F), niķelis saglabā spontānu magnetizāciju un uzrāda spēcīgu feromagnētisku uzvedību.

Temperatūrai tuvojoties Kirī punktam, magnētiskā caurlaidība un piesātinājuma magnetizācija strauji samazinās.

Tiklīdz ir pārsniegta Kirī temperatūra, magnētiskie domēni sabrūk, un niķelis tiek pakļauts fāzes pārejai no feromagnētiska materiāla uz paramagnētisku.

Šajā stāvoklī, tas tikai vāji reaģē uz ārējo magnētisko lauku un vairs nesaglabā pastāvīgo magnetizāciju.

Svarīgi, šī transformācija ir atgriezeniska. Ja materiāls tiek atdzesēts zem Kirī temperatūras bez būtiskām mikrostrukturālām izmaiņām vai oksidēšanās, tiek atjaunotas tā feromagnētiskās īpašības.

Sakausējuma sastāvs

Leģējošu elementu pievienošana būtiski ietekmē niķeļa magnētiskās īpašības, jo tas maina elektronisko struktūru un kristālisko režģi.

Tādi elementi kā dzelzs un kobalts parasti uzlabo feromagnētisko uzvedību, palielinot magnētiskās apmaiņas mijiedarbību, vienlaikus sakausējot piedevas, tostarp hroms, molibdēns, mangāns, vara, un silīciju mēdz samazināt magnētisko caurlaidību, stabilizējot nemagnētiskās fāzes vai izjaucot magnētiskā domēna izlīdzināšanu.

Līdz ar to, niķeļa sakausējumiem ir plašs magnētiskās darbības spektrs.

Niķeļa-dzelzs sakausējumi, piemēram Permalloy ir īpaši izstrādāti, lai panāktu ārkārtīgi augstu transformatoru magnētisko caurlaidību, magnētiskais ekranējums, un precizitātes sensori.

Turpretī, augstas veiktspējas korozijizturīgi sakausējumi, piemēram Neiebilstība, Hastelijs, un daudzas pakāpes Monel ir paredzēti galvenokārt mehāniskai un ķīmiskai darbībai, kā rezultātā rodas vāji vai gandrīz nemagnētiski raksturlielumi.

Tas izskaidro, kāpēc niķeļa saturu vien nevar izmantot, lai prognozētu, vai sakausējums būs stipri magnētisks.

Kristālu struktūra un mikrostruktūra

Niķeļa magnētiskā uzvedība ir cieši saistīta ar tā seju centrētu kubiku (FCC) kristāla struktūra un magnētisko domēnu izvietojums materiālā.

Graudu lielums, graudu orientācija, fāžu sadalījums, izgulsnējas, un kristāla defekti ietekmē magnētiskā domēna sienu kustību.

Materiāliem ar vienmērīgiem graudiem un zemu iekšējo spriegumu parasti ir stabilāka un paredzamāka magnētiskā veiktspēja, tā kā neviendabīgas mikrostruktūras var samazināt magnētisko caurlaidību un palielināt magnētisko histerēzi.

Ražošanas procesos, piemēram, liešanā, kalšana, ritošs, vai termiskā apstrāde, izmaiņas graudu morfoloģijā un atlikušajā spriegumā maina domēna struktūru, kas izraisa izmērāmas magnētisko īpašību izmaiņas pat tad, ja ķīmiskais sastāvs paliek nemainīgs.

Aukstā darba un atlikušais stress

Mehāniskā deformācija, kas ieviesta aukstās velmēšanas laikā, zīmējums, saliekšana, apzīmogošana, vai mehāniskā apstrāde maina niķeļa iekšējo spriegumu sadalījumu un ietekmē magnētisko domēnu mobilitāti.

Auksts darbs palielina dislokācijas blīvumu un atlikušo stresu, radot šķēršļus, kas kavē domēna sienas kustību.

Rezultātā, koercivitāte bieži palielinās, bet magnētiskā caurlaidība samazinās. Precīzajos elektromagnētiskajos komponentos, pārmērīga aukstā deformācija var samazināt magnētisko efektivitāti un palielināt histerēzes zudumus.

Šī iemesla dēļ, daudzi augstas veiktspējas magnētiskie niķeļa sakausējumi pēc izgatavošanas tiek pakļauti spriedzes samazināšanai, lai atjaunotu optimālos magnētiskos raksturlielumus un uzlabotu izmēru stabilitāti.

Termiskā apstrāde

Termiskā apstrāde ietekmē niķeļa magnētismu, mazinot atlikušo spriegumu, graudu struktūras attīrīšana, un fāzes sadalījuma modificēšana.

Pareiza atkausēšana veicina graudu augšanu un samazina iekšējo režģa deformāciju, ļaujot magnētiskajiem domēniem brīvāk pārvietoties.

Tas parasti palielina magnētisko caurlaidību un samazina piespiedu spēku.

Tieši pretēji, nepiemērota termiskās apstrādes temperatūra vai dzesēšanas ātrums var radīt nevēlamas fāzes vai atlikušos spriegumus, kas negatīvi ietekmē magnētisko veiktspēju.

Niķeļa-dzelzs mīkstajiem magnētiskajiem sakausējumiem, precīzi kontrolēti atkausēšanas cikli ir būtisks ražošanas posms, bieži vien nosaka galīgās magnētiskās īpašības daudz svarīgāk nekā pats sakausējuma sastāvs.

Lietišķais magnētiskais lauks

Niķelim nav fiksēta magnētiskā intensitāte visos darbības apstākļos. Tās reakcija ir atkarīga gan no pielietotā magnētiskā lauka stipruma, gan vēstures.

Kad tiek ieviests ārējs magnētiskais lauks, magnētiskie domēni pakāpeniski griežas un izlīdzinās ar lauka virzienu, izraisot magnetizācijas palielināšanos, līdz tiek sasniegts piesātinājums.

Aiz piesātinājuma punkta, turpmāka lauka intensitātes palielināšanās rada nelielu papildu magnetizāciju.

Pēc ārējā lauka noņemšanas, daļa no magnetizācijas paliek kā remanence, savukārt lauks, kas nepieciešams, lai novērstu šo atlikušo magnetizāciju, ir pazīstams kā piespiedu spēks.

Šīs īpašības raksturo materiāla histerēzes cilpa, un tās ir īpaši svarīgas motoru konstrukcijā, izpildmehānismi, magnētiskie sensori, un elektromagnētiskās ierīces.

Darbības vide

Pakalpojuma vide var netieši ietekmēt niķeļa ilgtermiņa magnētisko veiktspēju.

Lai gan niķelim ir lieliska izturība pret koroziju, ilgstoša paaugstinātas temperatūras iedarbība, cikliskā termiskā slodze, oksidējošās atmosfēras, mehāniskā vibrācija, vai agresīvas ķīmiskas vielas var pakāpeniski mainīt virsmas stāvokli un mikrostruktūru.

Šīs izmaiņas var ietekmēt magnētisko stabilitāti ilgākā ekspluatācijas periodā, īpaši prasīgā industriālā vidē.

Tādos lietojumos kā kosmosa sistēmas, jūras aprīkojums, ķīmiskās pārstrādes rūpnīcas, un elektroenerģijas ražošanas iekārtas, inženieri vienlaikus novērtē gan magnētiskās īpašības, gan vides izturību, lai nodrošinātu uzticamu ilgtermiņa veiktspēju.

Ražošanas process

Dažādas ražošanas metodes rada atšķirīgas mikrostruktūras un atlikušo sprieguma stāvokļus, kā rezultātā mainās magnētiskā uzvedība.

Lietie niķeļa komponenti parasti satur lielākus graudus un lēnākas sacietēšanas struktūras, savukārt kaltiem izstrādājumiem ir rafinēti graudi un uzlabotas mehāniskās īpašības.

Auksti apstrādātiem materiāliem ir lielāks atlikušais spriegums, tā kā atkausētajiem izstrādājumiem parasti ir lielāka magnētiskā caurlaidība un zemāka koercivitāte.

Virsmas apdares procesi, piemēram, apstrāde, slīpēšana, pulēšana, un galvanizācijai parasti ir maza tieša ietekme uz lielapjoma magnētismu, bet tie var ietekmēt magnētisko veiktspēju augstas precizitātes instrumentos, kur ir nepieciešamas ļoti zemas magnētiskās pielaides.

5. Vai niķeļa sakausējumi ir magnētiski?

Viens no visizplatītākajiem nepareizajiem uzskatiem ir tāds, ka katram sakausējumam, kas satur niķeli, jābūt magnētiskam.

Realitātē, niķeļa saturs vien nenosaka magnētisko uzvedību.

Tā vietā, magnētisms galvenokārt ir atkarīgs no:

• Kristāla struktūra
• Sakausējuma sastāvs
• Fāzes sadalījums
• Termiskā apstrāde
• Auksts darbs
• Servisa temperatūra

Kā sakausējuma elementi maina niķeļa atomu izkārtojumu, tie arī maina apmaiņas mijiedarbību, kas ir atbildīga par feromagnētismu.

Parasto niķeļa sakausējumu magnētiskā uzvedība

6. Kā pārbaudīt, vai niķelis ir magnētisks

Materiāla identificēšanā ir svarīgi noteikt, vai niķelis vai niķeli saturošs sakausējums ir magnētisks, kvalitātes kontrole, sakausējuma pārbaude, un iekārtu apkope.

Lai gan vienkāršs magnēts var nodrošināt ātru norādi, inženiertehniskajiem lietojumiem bieži ir nepieciešami kvantitatīvi magnētiskās caurlaidības mērījumi, magnētiskās plūsmas blīvums, vai piesātinājuma magnetizācija.

7. Magnētiskā niķeļa rūpnieciskie pielietojumi

Niķeļa unikālā kombinācija feromagnētisms, izturība pret koroziju, mehāniskā izturība, un termiskā stabilitāte padara to par neaizstājamu daudzās rūpniecības nozarēs.

Atšķirībā no dzelzs, niķelis saglabā izcilu izturību pret koroziju, vienlaikus saglabājot noderīgu magnētisko darbību, padarot to ideāli piemērotu skarbām vidēm, kur parastie magnētiskie materiāli ātri sabojātos.

Elektromotori un ģeneratori

Niķelis parasti tiek izmantots elektromagnētiskajos komponentos, kuriem ir nepieciešama stabila magnētiskā veiktspēja atkārtotos magnetizācijas ciklos.

Pieteikumos ietilpst:

• Motora polu sastāvdaļas
• Rotoru mezgli
• Magnētiskais ekranējums
• Ģeneratora sastāvdaļas
• Elektromagnētiskie izpildmehānismi

Elektromagnētiskie releji un solenoīdi

Niķeļa salīdzinoši augstā magnētiskā caurlaidība nodrošina efektīvu magnētiskās plūsmas pārraidi.

Tipiski lietojumi ietver:

• Releju armatūra
• Solenoīda serdeņi
• Elektromagnētiskie slēdži
• Kontaktu sistēmas
• Rūpnieciskās vadības iekārtas

Magnētiskie sensori

Daudzas sensoru tehnoloģijas balstās uz niķeļa stabilo magnētisko uzvedību.

Pieteikumos ietilpst:

• Hallas efekta sensori
• Tuvuma sensori
• Pozīcijas sensori
• Strāvas transformatori
• Ātruma mērīšanas sistēmas

Uzlādējamas baterijas

Niķelis ir galvenais materiāls daudzās akumulatoru tehnoloģijās.

Piemēri ietver:

• Niķeļa-metāla hidrīds (NiMH)
• Niķelis-kadmijs (NiCd)
• Ar niķeli bagāti litija jonu katodi
• Akumulatoru strāvas kolektori

Elektroniskie komponenti

Galvanizētie niķeļa pārklājumi kalpo gan aizsargājošiem, gan funkcionāliem mērķiem.

Kopējās lietojumprogrammas ietver:

• Iespiedshēmu plates (PCB)
• Savienotāji
• Pusvadītāju paketes
• Ekranēšanas korpusi
• Precizitātes kontakti

Kosmiskās aviācijas nozare

Niķeļa sakausējumi tiek plaši izmantoti lidmašīnās un kosmosa kuģos, jo tie saglabā mehānisko izturību paaugstinātā temperatūrā.

Tipiski komponenti ietver:

• Turbīnu dzinēji
• Izplūdes sistēmas
• Stiprinājumi
• Sensori
• Augstas temperatūras elektromagnētiskās ierīces

Ķīmiskās apstrādes iekārtas

Tīrs niķelis apvieno magnētiskās īpašības ar lielisku izturību pret koroziju pret sārmainām ķīmiskām vielām.

Tipiskā aprīkojumā ietilpst:

• Sūkņi
• Vārsti
• Siltummaiņi
• Spiediena tvertnes
• Elektroķīmiskie reaktori

Medicīniskais aprīkojums

Niķeli saturoši magnētiskie materiāli ir atrodami daudzās medicīnas ierīcēs.

Piemēri ietver:

• Diagnostikas instrumenti
• Ar MRI saderīgi palīgkomponenti
• Ķirurģiskā iekārta
• Precīzijas izpildmehānismi
• Laboratorijas automatizācija

Magnētiskais ekranējums

Niķeli saturošus sakausējumus plaši izmanto elektromagnētiskajiem traucējumiem (EMI) aizsardzība.

Pieteikumos ietilpst:

• Elektroniskie korpusi
• Sakaru aprīkojums
• Aviācijas un kosmosa elektronika
• Rūpnieciskā automatizācija
• Precīzijas instrumenti

8. Niķelis pret citiem magnētiskajiem metāliem

Kaut gan dzelzs (Fe), kobalts (Co), un niķelis (Iekšā) ir trīs dabiski sastopami feromagnētiskie metāli istabas temperatūrā, tie būtiski atšķiras pēc magnētiskās veiktspējas, Mehāniskās īpašības, izturība pret koroziju, temperatūras stabilitāte, un rūpnieciskās lietojumprogrammas.

9. Izplatītākie mīti par niķeļa magnētismu

10. Secinājums

Niķelis ieņem unikālu vietu inženiertehnisko metālu vidū, jo tas apvieno dabiskais feromagnētisms, Izcila izturība pret koroziju, lieliska elastība, un uzticama augstas temperatūras veiktspēja.

Kā viens no trim elementārajiem metāliem, kam istabas temperatūrā piemīt feromagnētisms, niķelim ir būtiska loma lietojumos, sākot no elektromagnētiskām ierīcēm un sensoriem līdz ķīmiskās apstrādes iekārtām un progresīvām kosmosa sistēmām.

Lai arī, niķeļa magnētiskā uzvedība ir daudz niansētāka nekā vienkārša magnētiskā vai nemagnētiskā klasifikācija.

Tīrs niķelis ir izteikti feromagnētisks, bet tā magnētiskais stiprums ir mazāks nekā dzelzs. Turklāt, sakausējuma sastāvs, termiskā apstrāde, aukstā apstrāde, darba temperatūra, un mikrostruktūrai ir būtiska ietekme uz magnētisko veiktspēju.

Inženieriem un dizaineriem, lai izvēlētos piemērotu niķeļa materiālu, ir jāsabalansē vairāki faktori, ieskaitot magnētisko caurlaidību, mehāniskā izturība, izturība pret koroziju, ražošana, ekspluatācijas temperatūra, un dzīves cikla izmaksas.

Prasīgā industriālā vidē, kur līdzās jāpastāv izturībai pret koroziju un uzticamām magnētiskajām īpašībām, niķelis joprojām ir viens no daudzpusīgākajiem un vērtīgākajiem pieejamajiem inženiertehniskajiem materiāliem.

 

FAQ

Ir tīrs niķelis, magnētisks istabas temperatūrā?

Jā. Tīrs niķelis istabas temperatūrā ir feromagnētisks (20° C) un saglabājas līdz tās Kirī temperatūrai 358°C.

Vai visi niķeļa sakausējumi ir magnētiski?

Ne. Niķeļa sakausējumu magnētiskā darbība ir atkarīga no sakausējuma elementiem un to koncentrācijas.

Daudzi niķeļa sakausējumi (Piem., Neiebilstība, Monel, Hastelijs) ir nemagnētiski vai vāji magnētiski.

Kā niķeļa magnētisms ir salīdzināms ar dzelzi?

Niķelim ir mazāks magnētiskais moments uz vienu atomu (0.6 μ_B vs. 2.2 μ_B dzelzs) un zemāka piesātinājuma magnetizācija (0.6 T vs. 2.15 T). Dzelzs ir spēcīgāk magnētisks nekā niķelis.

Vai niķeli var padarīt nemagnētisku?

Jā. Leģēts niķelis ar pietiekamiem nemagnētiskiem elementiem (Piem., vara, hroms, titāns) var atšķaidīt feromagnētisko režģi un radīt nemagnētiskus vai vāji magnētiskus sakausējumus.

Kāds ir magnētiskākais niķeļa sakausējums?

Permalloy (80% Iekšā, 20% Fe) ir viens no magnētiskākajiem niķeļa sakausējumiem, ar relatīvo caurlaidību, kas pārsniedz 100,000.