Sobre el Níquel
El níquel es un metal brillante de color blanco plateado con un ligero tinte dorado. El níquel pertenece a los metales de transición y es duro y dúctil.
Resumen
| Elemento | Níquel |
| Número atómico | 28 |
| Categoría de elemento | Metal de transición |
| Fase en STP | Sólido |
| Densidad | 8,908 g / cm3 |
| Resistencia a la tracción | 345 MPa |
| Límite de elastacidad | 70 MPa |
| Módulo de Young | 200 GPa |
| Escala de Mohs | 4 |
| Dureza Brinell | 700 MPa |
| Dureza Vickers | 640 MPa |
| Punto de fusion | 1455 ° C |
| Punto de ebullición | 2730 ° C |
| Conductividad térmica | 90,7 W / mK |
| Coeficiente de expansión térmica | 13,4 µm / mK |
| Calor especifico | 0,44 J / g K |
| Calor de fusión | 17,47 kJ / mol |
| Calor de vaporización | 370,4 kJ / mol |
| Resistividad eléctrica [medidor de nanoOhmios] | 69,3 |
| Susceptibilidad magnética | N / A |
Aplicaciones del Níquel
La producción mundial de níquel se utiliza actualmente de la siguiente manera: 68% en acero inoxidable; 10% en aleaciones no ferrosas; 9% en galvanoplastia; 7% en acero aleado; 3% en fundiciones; y 4% otros usos (incluidas baterías). El níquel se utiliza como componente de diferentes tipos de aleaciones; por ejemplo, Monel (material resistente a la corrosión), Nichrome (una aleación utilizada para elementos de calentamiento de resistencia), Permalloy (una aleación con alta permeabilidad magnética a baja intensidad de campo y baja pérdida por histéresis), cuproníquel, acero inoxidable, alpaca, etc. Las aleaciones a base de níquel (por ejemplo, aleaciones de Fe-Cr-Ni (Mo)) exhiben una excelente ductilidad y tenacidad, incluso a altos niveles de resistencia y estas propiedades se conservan hasta bajas temperaturas. El níquel y sus aleaciones son altamente resistentes a la corrosión en muchos ambientes, especialmente aquellos que son básicos (alcalinos). El níquel también reduce la expansión térmica para una mejor estabilidad dimensional. El níquel es el elemento base de las superaleaciones. Estos metales tienen una excelente resistencia a la deformación por fluencia térmica y conservan su rigidez, resistencia, tenacidad y estabilidad dimensional a temperaturas mucho más altas que los otros materiales estructurales aeroespaciales.
Producción y precio del Níquel
Los precios de las materias primas cambian a diario. Están impulsados principalmente por la oferta, la demanda y los precios de la energía. En 2019, los precios del níquel puro rondaron los 77 $ / kg.
El níquel se extrae tostando a NiO y luego reduciéndolo con carbón. El proceso Mond se utiliza para fabricar níquel puro, en el que el níquel impuro reacciona con el monóxido de carbono (CO) para formar Ni (CO) 4, que luego se descompone a 200 ° C para producir 99,99% de Ni. Se estima que se extraen más de 2,7 millones de toneladas (t) de níquel por año en todo el mundo, con Indonesia (800.000 t), Filipinas (420.000 t), Rusia (270.000 t), Nueva Caledonia (220.000 t), Australia (180.000 t) ) y Canadá (180.000 t) siendo los mayores productores a partir de 2019.
Fuente: www.luciteria.com
Propiedades mecánicas del Níquel
Resistencia del Níquel
En mecánica de materiales, la resistencia de un material es su capacidad para soportar una carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas. La resistencia de los materiales básicamente considera la relación entre las cargas externas aplicadas a un material y la deformación resultante o cambio en las dimensiones del material. Al diseñar estructuras y máquinas, es importante considerar estos factores, a fin de que el material seleccionado tenga la resistencia adecuada para resistir las cargas o fuerzas aplicadas y conservar su forma original. La resistencia de un material es su capacidad para soportar esta carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas.
Para la tensión de tracción, la capacidad de un material o estructura para soportar cargas que tienden a alargarse se conoce como resistencia máxima a la tracción (UTS). El límite elástico o límite elástico es la propiedad del material definida como el esfuerzo en el que un material comienza a deformarse plásticamente, mientras que el límite elástico es el punto donde comienza la deformación no lineal (elástica + plástica).
Ver también: Resistencia de los materiales
Resistencia máxima a la tracción del Níquel
La resistencia máxima a la tracción del níquel es 345 MPa.
Límite de elastacidad del Níquel
El límite elástico del níquel es de 70 MPa.
Módulo de Young del Níquel
El módulo de Young del níquel es de 200 GPa.
Dureza del Níquel
En la ciencia de los materiales, la dureza es la capacidad de resistir la hendidura de la superficie ( deformación plástica localizada ) y el rayado . La prueba de dureza Brinell es una de las pruebas de dureza por indentación, que se ha desarrollado para las pruebas de dureza. En las pruebas Brinell, se fuerza un penetrador esférico duro bajo una carga específica en la superficie del metal que se va a probar.
La dureza Brinell del níquel es de aproximadamente 700 MPa.
El método de prueba de dureza Vickers fue desarrollado por Robert L. Smith y George E. Sandland en Vickers Ltd como una alternativa al método Brinell para medir la dureza de materiales. El método de prueba de dureza Vickers también se puede utilizar como método de prueba de microdureza , que se utiliza principalmente para piezas pequeñas, secciones delgadas o trabajos de profundidad de caja.
La dureza Vickers del níquel es de aproximadamente 640 MPa.
La dureza al rayado es la medida de la resistencia de una muestra a la deformación plástica permanente debido a la fricción de un objeto afilado. La escala más común para esta prueba cualitativa es la escala de Mohs , que se utiliza en mineralogía. La escala de dureza mineral de Mohs se basa en la capacidad de una muestra natural de mineral para rayar visiblemente otro mineral.
El níquel tiene una dureza de aproximadamente 4.
Ver también: dureza de materiales
Níquel – Estructura cristalina
Una posible estructura cristalina del níquel es la estructura cúbica centrada en las caras .
En los metales, y en muchos otros sólidos, los átomos están dispuestos en matrices regulares llamadas cristales. Una red de cristal es un patrón repetitivo de puntos matemáticos que se extiende por todo el espacio. Las fuerzas de los enlaces químicos provocan esta repetición. Es este patrón repetido el que controla propiedades como resistencia, ductilidad, densidad, conductividad (propiedad de conducir o transmitir calor, electricidad, etc.) y forma. Hay 14 tipos generales de patrones conocidos como celosías de Bravais.
Ver también: Estructura cristalina de materiales
Estructura cristalina de Níquel
Resistencia de los elementos
Elasticidad de los elementos
Dureza de los elementos
Propiedades térmicas del Níquel
Níquel: punto de fusión y punto de ebullición
Punto de níquel de fusión es de 1455 ° C .
Punto de níquel de ebullición es 2730 ° C .
Tenga en cuenta que estos puntos están asociados con la presión atmosférica estándar.
Níquel – Conductividad térmica
La conductividad térmica del níquel es 90,7 W / (m · K).
Las características de transferencia de calor de un material sólido se miden mediante una propiedad llamada conductividad térmica , k (o λ), medida en W / mK . Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un material por conducción . Tenga en cuenta que la ley de Fourier se aplica a toda la materia, independientemente de su estado (sólido, líquido o gas), por lo tanto, también se define para líquidos y gases.
Coeficiente de expansión térmica del Níquel
El coeficiente de expansión térmica lineal del níquel es 13,4 µm / (m · K)
La expansión térmica es generalmente la tendencia de la materia a cambiar sus dimensiones en respuesta a un cambio de temperatura. Por lo general, se expresa como un cambio fraccionario en longitud o volumen por cambio de temperatura unitario.
Níquel: calor específico, calor latente de fusión, calor latente de vaporización
El calor específico de níquel es 0,44 J / g K .
La capacidad calorífica es una propiedad extensa de la materia, lo que significa que es proporcional al tamaño del sistema. La capacidad calorífica C tiene la unidad de energía por grado o energía por kelvin. Cuando se expresa el mismo fenómeno como una propiedad intensiva, la capacidad calorífica se divide por la cantidad de sustancia, masa o volumen, por lo que la cantidad es independiente del tamaño o extensión de la muestra.
El calor latente de fusión del níquel es 17,47 kJ / mol .
El calor latente de vaporización del níquel es 370,4 kJ / mol .
El calor latente es la cantidad de calor que se agrega o elimina de una sustancia para producir un cambio de fase. Esta energía descompone las fuerzas de atracción intermoleculares y también debe proporcionar la energía necesaria para expandir el gas (el trabajo pΔV ). Cuando se agrega calor latente, no se produce ningún cambio de temperatura. La entalpía de vaporización es función de la presión a la que tiene lugar esa transformación.
Punto de fusión de los elementos
Conductividad térmica de los elementos
Expansión térmica de elementos
Capacidad calorífica de los elementos
Calor de fusión de elementos
Calor de vaporización de elementos
Níquel – Resistividad eléctrica – Susceptibilidad magnética
La propiedad eléctrica se refiere a la respuesta de un material a un campo eléctrico aplicado. Una de las principales características de los materiales es su capacidad (o falta de capacidad) para conducir corriente eléctrica. De hecho, los materiales se clasifican según esta propiedad, es decir, se dividen en conductores, semiconductores y no conductores.
Ver también: Propiedades eléctricas
La propiedad magnética se refiere a la respuesta de un material a un campo magnético aplicado . Las propiedades magnéticas macroscópicas de un material son una consecuencia de las interacciones entre un campo magnético externo y los momentos dipolares magnéticos de los átomos constituyentes . Los diferentes materiales reaccionan a la aplicación del campo magnético de manera diferente .
Ver también: Propiedades magnéticas
Resistividad eléctrica del Níquel
La resistividad eléctrica del níquel es 69,3 nΩ⋅m .
La conductividad eléctrica y su inversa, la resistividad eléctrica , es una propiedad fundamental de un material que cuantifica cómo el níquel conduce el flujo de corriente eléctrica. La conductividad eléctrica o conductancia específica es el recíproco de la resistividad eléctrica.
Susceptibilidad magnética del Níquel
Susceptibilidad magnética de níquel es N / A .
En electromagnetismo, la susceptibilidad magnética es la medida de la magnetización de una sustancia. La susceptibilidad magnética es un factor de proporcionalidad adimensional que indica el grado de magnetización del níquel en respuesta a un campo magnético aplicado.
Resistividad eléctrica de elementos
Susceptibilidad magnética de elementos
Aplicación y precios de otros elementos
