Никель

      Никель - химический элемент, обозначается символом Ni (лат. Niccolum, от нем. Kupfernickel — негодная медь), имеет порядковый номер 28, атомный вес 58, 71, валентность ІI, III, плотность 8, 9 г/см³, температуру плавления 1453°С, температуру кипения 2140°С.

      Чистый никель — металл серебристо-белого цвета, блестящ, очень твёрд, но хорошо поддаётся ковке и хорошо полируется. Как и железо, никель притягивается магнитом. По свойствам никель — близкий аналог железа и кобальта. Никель тягуч — из него легко вытянуть тонкие проволоки, сопротивление которых разрыву не меньше железных (масса груза для разрыва проволоки сечением 1 мм² равна 42 кг.).


      Никель устойчив на воздухе и в воде, в некоторых кислотах, так как на его поверхности образуется устойчивая защитная плёнка. Металл легко растворяется в азотной кислоте. Раствор окрашивается в зелёный цвет благодаря образованию нитрата никеля Ni(NO₃)₂.

      Соли никеля, в основном, имеют зелёный цвет и при растворении дают зелёные растворы. Из солей никеля наиболее часто употребляется сернокислый никель или никелевый купорос NiSO₄ ^. 7H₂O, образующий красивые изумрудно-зелёные кристаллы. При нагревании до 230°С кристаллы, потеряв воду, приобретают нечистый серо-жёлтый цвет.

      Из соединений никеля важное практическое значение имеет окись никеля Ni₂O₃, применяемая при изготовлении никель-кадмиевых аккумуляторов. Несмотря на появление литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов, никель-кадмиевые и никель-металлгидридные удерживают определённую долю рынка.

      Никель применяется во многих отраслях народного хозяйства. Красивый цвет никеля, блестящая политура, которую он может принимать и которую сохраняет на воздухе, потому что не окисляется, делают его пригодным для многих изделий. В то же время нельзя рекомендовать замену столового серебра никелем потому, что никель окисляется легче серебра и соли никеля ядовиты.

      Для химической промышленности никель (мелко раздробленный) важен как один из самых активных катализаторов, широко применяемый при многих химических процессах. Каталитические свойства никеля аналогичны таким же свойствам платины и палладия. Поэтому никель, как более дешёвый материал, широко применяется взамен этих металлов в качестве катализатора при гидрогенизационных процессах.

      На основе порошков чистого никеля изготовляют пористые фильтры для фильтрования газов, топлива и других продуктов в химической промышленности. Порошкообразный никель потребляют также в производстве никелевых сплавов и в качестве связки при изготовлении твёрдых и сверхтвёрдых материалов.

      Из чистого никеля изготовляют химическую посуду, различные аппараты, приборы, котлы с высокой коррозионной стойкостью и постоянством физических свойств, а из никелевых материалов — резервуары и цистерны для хранения в них пищевых продуктов, химических реагентов, эфирных масел, для транспортирования щелочей, для плавления едких щелочей.

      Никелевые трубы применяют для изготовления конденсаторов в производстве водорода, для перекачки щелочей в химическом производстве. Никелевые химически стойкие инструменты широко используют в медицине и научно-исследовательской работе. Никель применяется для приборов радиолокации, телевидения, дистанционного управления процессами в атомной технике.

      Большое количество никеля идёт в металлургию на производство различных сплавов. Это является главной областью применения никеля. Известно более 3000 сплавов, в состав которых входит никель. Не взаимодействуют с никелем гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, радон, литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций, кальций, стронций, барий и иридий.

      В сплавах никель участвует главным образом в сочетании с железом и кобальтом. Он является легирующим элементом в различных конструкционных сталях, а также в магнитных и немагнитных сплавах, сплавах с особыми физическими свойствами, нержавеющих и жаропрочных сталях. Также распространены сплавы на никелевой основе в сочетании с хромом, молибденом, алюминием, титаном, бериллием.

      Большую группу сплавов представляют сплавы никеля на медной основе — монель, нейзильбер, латуни и бронзы.

      Медноникелевый сплав монель, содержащий 68-70% Ni и 28-30% Cu, обладает очень высокой коррозионной стойкостью в кислотах и щелочах, во влажной и морской атмосфере и поэтому используется в химической и электротехнической промышленности, в морском оборудовании, при производстве и хранении пищевых продуктов и в медицине.

      Никель и сплавы на никелевой основе играют важную роль в конструкциях некоторых типов мощных атомных реакторов. Никелевые сплавы применяются в атомных реакторах в качестве защитных высокотемпературных оболочек для предохранения от коррозии урановых стержней.

      Особый теоретический и практический интерес сплавы никеля с железом получили ещё в 1898 году, когда Гильом (Guillaume) в Международном бюро мер и весов (в Бретейле, недалеко от Парижа) методически исследовал эти сплавы, особенно в их способности к намагничиванию и их коэффициент расширения. Оказалось, что сплав, содержащий около 28% никеля неспособен к намагничиванию. Ещё примечательнее оказалось то, что сплавы, содержащие около 35% никеля, имеют очень малый коэффициент линейного расширения (на 1°С), менее, чем сплав 10% иридия с 90% платины, из которого сделаны эталоны длины. Это свойство сплава, который получил название инвар (invar), сделало его очень полезным материалом для многих научных целей. Из него стали изготовлять стержни маятников, шкалы для разных измерительных приборов и т.д. Плюс ко всему сплавы этого рода имеют прекрасный вид, легко обрабатываются и полируются. Большое значение также имеет инвар с добавкой кобальта (ковар).

      Из сплавов, имеющих важное значение, можно также отметить нихром, платинит, никелин. Нихром — сплав никеля с хромом, обладающий большим электрическим сопротивлением; применяется для изготовления реостатов и различных нагревательных приборов.

      Небольшое количество никеля расходуется для предохранения изделий из коррозионно-нестойких материалов, их никелируют — осаждают на поверхность электролитическим способом слой никеля из никельсодержащего раствора (никелевого купороса). Электролитические покрытия никелем наносят на алюминий, магний, цинк и чугун.