تغییر کاربرد فلز نیکل در گذر زمان

نیکل یک فلز نقره ای مایل به سفید با ویژگی فلز است. این عنصر در گروه هشتم جدول تناوبی در مکان سوم بعد از آهن و کبالت قرار می گیرد و ارتباط نزدیکی با عناصر دارد.

جالب است بدانید مهم ترین ویژگی نیکل آن است که با آلیاژسازی، استحکام، چقرمگی و مقاومت به خوردگی، می توان این فلز را در طیف وسیعی از بازه های دمایی بهبود بخشید. از سویی دیگر استفاده از این فلز در صنایع آهن و فولاد غیرقابل اجتناب بوده و آلیاژهای حاوی نیکل، نقش کلیدی در توسعه مواد هوا-فضا ایفا می کنند.

تغییر کاربرد در زمان

به گزارش ایمیدرو، تا پایان جنگ جهانی اول، کاربرد نیکل محدود به تولید محصولات نظامی بود، اما از حدود 30 سال پیش تاکنون، این عنصر جایگاه جدیدی در انواع کاربردهای متنوع پیدا کرده و هزاران نوع آلیاژ نیکل، از نیکل نوردی با خلوص 99درصد تا افزودنی حدود 1درصد به سایر آلیاژها برای بهبود سختی، استفاده می شوند. در واقع با گذشت زمان و شناخت بیشتر از این فلز، کاربری آن همراه کرد. بی شک توسعه صنعت هوافضا بر محبوبیت این فلز افزوده است.

حال باتوجه به این موضوع، آشنایی با ویژگی های فیزیکی و شیمیایی این فلز می تواند جالب و خواندنی باشد. نکته مهم درباره ویژگی فیزیکی این فلز آن است که حالت فیزیکی آن به خلوص و عملیات انجام شده بستگی دارد. نیکل نوردی بسیار چکش خوار، به طور نسبی محکم، سخت، داکتیل و بسیار مقاوم به خوردگی در بسیاری از محیط هاست.

نیکل به طور معمول ساختار fcc تشکیل می دهد، هر چند که یک ساختار اصلاحی هگزاگونال نیز برای آن شناخته شده که در دمای 250درجه سانتی گراد به ساختار مکعبی تبدیل می شود. نیکل مکعبی در دماهای زیر نقطه کوری خود، 357درجه سانتی گراد، ویژگی فرومغناطیسی دارد، هر چند که از ویژگی فرومغناطیسی آهن ضعیف تر است.

نیکل هگزاگونالی، ویژگی فرومغناطیسی ندارد. اما نیکل از نظر ویژگی شیمیایی به آهن، کبالت و مس شباهت دارد. این عنصر به صورت اکسیدی 2+، بیشتر حائز اهمیت است؛ البته حالت های اکسیدی 3+ و 4+ نیز دیده شده است. اکسیداسیون محلول های نمکی نیکل با کلر، برم یا پرسولفات در محلول های قلیایی آبی، اکسید انحلال ناپذیر نیکل تولید می کند.

اکسید نیکل نیز با اکسیداسیون هیدروکسید نیکل با پرسولفات به دست می آید. بر خلاف کبالت و آهن، نیکل به طور معمول در محلول های آبی با حالت اکسیداسیون 2+ پایدار است. یکی از عجیب ترین ویژگی های نیکل، قابلیت واکنش دهی مستقیم آن با مونوکسید کربن و تشکیل کمپلکس کربونیل دوتایی است. واکنش نیکل فلزی با مونوکسید کربن در دمای 60درجه سانتی گراد، ماده فرار تتراکربونیل نیکل، OCiN4، تولید می کند.

این واکنش، برگشت پذیر بوده و در دماهای بالاتر از 180 درجه سانتی گراد، ترکیب کربونیلی، دوباره به مونوکسید کربن و نیکل تجزیه خواهد شد. چنین واکنشی اساس فرآیند تصفیه بخار متالورژی نیکل را تشکیل می دهد. هیچ فلز دیگری تاکنون یافت نشده که بتواند در شرایط معتدل و فشار اتمسفری، ترکیبات کربونیلی مشابهی تولید کند.