Химия никеля
щим выше 40% никеля), выполненных за последние годы,
отмечены новые области применения никеля и приводится большой список
литературы.
Ряд справочников и статей посвящен применению никеля в качестве
легирующего элемента в сталях и сплавах с особыми физическими, химическими
и механическими свойствами; много работ посвящено разработке новых
никелевых жаропрочных сплавов и их применению в реактивной, газотурбинной
технике .
Это свидетельствует о все возрастающем интересе к металлическому никелю и
его сплавам, обусловливающем непрерывный рост потребления этого металла в
новых областях техники.
Остановимся кратко на некоторых примерах современного применения никеля и
его сплавов и на этом фоне покажем перспективы дальнейшего его развития.
5.1. Применение чистого никеля
Никель в чистом виде находит основное применение в качестве защитных
покрытий от коррозии в различных химических средах. Защитные покрытия на
железе и других металлах получаются двумя известными способами: плакировкой
и гальванопластикой. Первым методом плакированный слой создается путем
совместной прокатки в горячем состоянии тонкой никелевой пластинки с
толстым железным листом. Соотношение толщин никеля и покрываемого металла
при этом равно примерно 1:10. В процессе совместной прокатки, за счет
взаимной диффузии, эти листы свариваются, и получается монолитный
двухслойный или даже трехслойный металл, никелевая поверхность которого
предохраняет этот материал от коррозии.
Такого рода горячий метод создания защитных никелевых покрытий широко
применяется для предохранения железа и нелегированных сталей от коррозии.
Это значительно удешевляет стоимость многих изделий и аппаратов,
изготовленных не из чистого никеля, а из сравнительно дешевого железа или
стали, но покрытых тонким защитным слоем из никеля. Из никелированных
листов железа изготовляются большие резервуары для транспортировки и
хранения, например, едких щелочей, применяемые также в различных
производствах химической промышленности.
Гальванический способ создания защитных покрытий никелем является одним
из самых старых методов электрохимических процессов. Эта операция, широко
известная в технике под названием никелирование, в принципе представляет
сравнительно простой технологический процесс. Он включает в себя некоторую
подготовительную работу по весьма тщательной очистке поверхности
покрываемого металла и подготовке электролитической ванны, состоящей из
подкисленного раствора никелевой соли, обычно сульфата никеля. При
электролитическом покрытии катодом служит покрываемый материал, а анодом —
никелевая пластинка. В гальванической цепи никель осаждается на катоде с
эквивалентным переходом его из анода в раствор. Метод никелирования имеет
широкое применение в технике, и для этой цели потребляется большое
количество никеля.
За последнее время метод электролитического покрытия никелем применяется
для создания защитных покрытий на алюминии, магнии, цинке и чугунах. В
работе описывается применение метода никелирования алюминиевых и магниевых
сплавов, в частности для защиты дюралюминиевых лопастей винтовых самолетов.
В другой работе описано применение никелированных чугунных барабанов для
сушки в бумажном производстве; установлено значительное повышение
коррозионной стойкости барабанов и повышение качества бумаги на
никелированных барабанах по сравнению с обычными чугунными без никелировки.
Теоретическим и практическим вопросам электролитического никелирования
посвящены многие доклады на 4-й международной конференции по
электроосаждению: получение светлых покрытий, меры предохранения от
растрескивания покрытий, применение различных электролитов, влияние
органических соединений на поверхность осаждаемого никеля и др.
Описанию оригинального метода никелирования через каталитическую реакцию
посвящена работа. Этим методом, отличным от электролитического, удается, по
мнению автора, достигать равномерного по - 40 кровного слоя независимо от
формы, конфигурации и размеров никелируемых деталей.
В работе советских авторов изучено электроосаждение золота "при добавке
никеля в виде Ni(CN)2 для получения осадков с большей твердостью и
сопротивлением истиранию. Работа дала положительные результаты. Получению
светлых осадков при никелировании посвящена также.
Плавленый, ковкий никель в чистом виде также находит широкое применение в
виде листов, труб, прутков и проволоки, легко получаемых из никеля
существующими технологическими операциями.
Основные потребители никеля — химическая, текстильная, пищевая и другие
отрасли промышленности. Из чистого никеля изготовляются различные аппараты,
приборы, котлы и тигли с высокой коррозионной стойкостью и постоянством
физических свойств. Особое значение имеют никелевые материалы в
изготовлении резервуаров и цистерн для хранения в них пищевых продуктов,
химических реагентов .
Никелевые тигли широко распространены в практике аналитической химии.
Никелевые трубы различных размеров служат для изготовления конденсаторов, в
производстве водорода, для перекачки различных химически активных веществ
(щелочей) в химическом производстве. Никелевые, химически стойкие
инструменты широко используются в медицине, в научно-исследовательской
работе.
Сравнительно новой областью применения никеля являются новые виды
техники: приборы для радиолокации, телевидения, дистанционного управления
процессами (в атомной технике), в последнее время стали изготовляться из
чистого никеля.
По сообщению авторов работы, никелевые пластинки в последнее время
применяют взамен кадмиевых в механических прерывателях нейтронного пучка с
целью получения нейтронных импульсов с большим значением энергии.
Имеются интересные указания о применении никелевых пластинок в
ультразвуковых установках, как электрических, так и механических, а также в
современных конструкциях телефонных аппаратов.
Есть некоторые области техники, где чистый никель применяется или
непосредственно в порошкообразном виде или в виде различных изделий,
получаемых из порошков чистого никеля.
Одной из областей применения порошкообразного никеля являются
каталитические процессы в реакциях гидрогенизации непредельных
углеводородов, циклических альдегидов, спиртов, ароматических
углеводородов.
Каталитические свойства никеля аналогичны тем же свойствам платины и
палладия. Таким образом, химическая аналогия элементов одной и той же
группы периодической системы находит отражение и здесь. Никель, как металл
более дешевый, чем палладий и платина, широко применяется в качестве
катализатора при гидрогенизационных процессах.
Для этих целей целесообразно применять никель в виде тончайшего
порошка. Он получается специальным режимом восстановления водородом закиси
никеля в интервале температур 300—350°.
В последнее время разработан оригинальный метод получения чистейшего
порошка никеля (до 99,8—99,9% Ni) для различных целей, в том числе и для
каталитических процессов.
Вопросу получения порошкообразного никеля стандартного состава посвящена
одна из советских работ. В сообщении дается описание металлокерамического
метода получения порошкообразного никеля высокой чистоты и применения его
для электротехнических целей. Там же приводятся данные по изготовлению этим
методом сплавов никеля с железом. На основе применения порошков чистого
никеля было освоено производство пористых фильтров для фильтрования газов,
топлива и др. в различных областях химической промышленности. Значительное
количество никеля в порошкообразном виде потребляется в производстве
различных никелевых сплавов и в качестве связки при получении
металлокерамическим способом твердых и сверхтвердых сплавов.
Никель широко применяется в качестве аккумуляторных электродов в щелочных
аккумуляторах. В Германии еще в годы войны был разработан метод
изготовления этих электродов из прессованных и спеченных при определенных
условиях порошков чистого никеля. Этот способ стал широко применяться в
Германии и других странах.
Имеются сообщения о том, что пластинки для щелочных аккумуляторов,
изготовленные из тонкого порошка чистейшего никеля, полученного через
карбонил никеля, имеющие 80% пористости и большую поверхность, показывают
высокую производительность. Подобные аккумуляторы сохраняются без разрядки
при длительном хранении (примерно до одного года).
Некоторое применение никель находит в виде неорганических соединений в
керамической промышленности для различных покрытий, эмалирования и других
целей.
5.2. Применение никелевых сплавов .
При всем разнообразии применения никеля в чистом виде надо все же
заметить, что расход его на эти цели составляет по тоннажу небольшую долю
от общего потребления никеля — примерно 8%.
Главной и основной областью применения никеля почти со времени зарождения
никелевой промышленности являются металлические сплавы, в которых никель
является либо легирующим элементом, либо основой никелевого сплава,
легированного другими элементами.
Выше было приведено соотношение доли расхода никеля на металлические
сплавы и в чистом виде для США за 1935 г.: примерно 82% для сплавов, 8% в
чистом виде и 10% для никелирования.
За последние годы в распределении никеля по объектам его п
| | скачать работу |
Химия никеля |