Ryðgar nikkelblendi?
Nikkel ál rörer almennt notað efni í ýmsum atvinnugreinum vegna framúrskarandi tæringarþols og háhitastyrks. Hins vegar er spurningin um hvort nikkelblendi geti ryðgað oft af einstaklingum sem eru forvitnir um eiginleika þessa fjölhæfa efnis. Í þessari grein munum við kafa ofan í efnið og kanna ástæðurnar að baki ryðþolnu eðli nikkelblendis.
Skilningur á nikkelblendi
Áður en kafað er í ryðþol nikkelblendis er nauðsynlegt að skilja hvað nikkelblendi er í raun og veru. Nikkelblendi vísar til hóps málma sem samanstendur fyrst og fremst af nikkel ásamt öðrum frumefnum eins og kopar, króm og járni. Það er búið til með því að sameina þessa þætti í sérstökum hlutföllum til að fá viðeigandi efniseiginleika.
Nikkel málmblöndur eru þekktar fyrir framúrskarandi vélrænni eiginleika, mikla tæringarþol og æskilega hitaþol. Þessir eiginleikar gera þær hentugar fyrir margs konar notkun, þar á meðal loftrými, efnavinnslu, sjó og margt fleira.
Hvers vegna myndast ryð?
Til að skilja hvort nikkelblendi ryðgar, verðum við fyrst að skilja ferlið við ryðmyndun. Ryð er form tæringar sem á sér stað þegar járn eða málmblöndur sem inniheldur járn kemst í snertingu við súrefni og raka. Rakinn virkar sem raflausn, sem auðveldar rafefnafræðileg viðbrögð sem leiða til ryðmyndunar.
Ryðmyndun felur í sér tvö meginhvörf: oxun og minnkun. Við oxunarferlið missa járnatóm rafeindir, sem leiðir til myndunar járn(II)jóna:
2Fe(s) → 2Fe2+(aq) + 4e-
Uppleystu járn(II) jónirnar hvarfast síðan við súrefni í nærveru vatns, sem leiðir til myndunar járn(III) jóna og hýdroxíðjóna:
2Fe2+(aq) + 2H2O(l) + 1/2O2(g) → 2Fe3+(aq) + 4OH-(aq)
Járn(III) jónirnar sameinast síðan hýdroxíðjónunum og mynda vökvað járn(III) oxíð, almennt þekkt sem ryð:
2Fe3+(aq) + 4OH-(aq) → Fe2O3•H2O(s)
Tæringarþolið eðli nikkelblendis
Nú þegar við höfum grunnskilning á ryðmyndun, getum við rannsakað hvers vegna nikkelblendi eru mjög ónæm fyrir tæringu og ryð. Aðalþátturinn sem stuðlar að tæringarþol nikkelblendi er tilvist nikkels sjálfs.
Nikkel er í eðli sínu tæringarþolið vegna óvirkrar oxíðlagsmyndunar. Þegar nikkel kemst í snertingu við súrefni myndar það þunnt og stöðugt oxíðlag á yfirborðinu. Þetta nikkeloxíðlag virkar sem hindrun og kemur í veg fyrir frekari samskipti milli málmsins og umhverfisins. Að auki læknar þetta oxíðlag sjálft ef það skemmist og eykur tæringarþol nikkelblendisins enn frekar.
Burtséð frá óvirku oxíðlaginu gegnir samsetning nikkelblendis einnig mikilvægu hlutverki í tæringarþol þeirra. Með því að bæta við öðrum frumefnum eins og króm, kopar og mólýbdeni er hægt að breyta eiginleikum nikkelblendisins til að auka tæringarþol þess. Þessir málmblöndur mynda oxíðlög sín, sem virka sem viðbótarhindranir gegn ætandi umhverfinu.
Til dæmis, að bæta króm við nikkelblendi eykur tæringarþol þess enn frekar. Króm myndar krómoxíðlag, sem er mjög stöðugt og ógegndrætt flestum ætandi frumefnum. Þetta lag verndar á áhrifaríkan hátt undirliggjandi málm frá því að komast í snertingu við súrefni og raka og kemur þannig í veg fyrir ryðmyndun.
Á sama hátt myndar kopar í nikkelblendi verndandi koparoxíðlag, en mólýbden bætir viðnám málmblöndunnar gegn staðbundinni tæringu. Þessir málmblöndur, ásamt eðlisfræðilegum eiginleikum nikkels, stuðla að einstakri tæringarþol nikkelblendis.
Notkun nikkelblendis
Tæringarþol nikkelblendi gerir þær mjög hentugar fyrir margs konar notkun í ýmsum atvinnugreinum. Sumir af mikilvægu notkun nikkelblendi eru:
1. Aerospace:Nikkel málmblöndur eru mikið notaðar í flugvélaíhluti eins og túrbínublöð, vélaríhluti og útblásturskerfi vegna hás hitastigs og tæringarþols.
2. Efnavinnsla:Nikkelblendi er notað í efnaiðnaði, sérstaklega við framleiðslu á efnum eins og brennisteinssýru, saltsýru og ætandi gos. Þau bjóða upp á framúrskarandi viðnám gegn ætandi efnum og umhverfi við háan hita.
3. Sjávariðnaður:Nikkelblöndur eru notaðar í sjávarnotkun, þar með talið skipasmíði og boranir á hafi úti, vegna getu þeirra til að standast ætandi áhrif saltvatns.
4. Rafmagnsiðnaður:Nikkel málmblöndur eru notaðar í rafmagnsíhluti, þar á meðal hitaeiningar, hitaeiningar og viðnám, vegna framúrskarandi rafleiðni þeirra og viðnáms gegn oxun.
5. Læknaiðnaður:Nikkelblöndur eru notaðar í lækningaígræðslur, stoðtæki og tannlæknatæki vegna lífsamhæfis þeirra og tæringarþols í mannslíkamanum.
Niðurstaða
Að lokum ryðga nikkelblendi ekki vegna eðlislægrar tæringarþols þeirra og myndun verndaroxíðlags. Nikkel, ásamt öðrum málmbandi þáttum, myndar stöðug oxíðlög á yfirborðinu, sem virka sem hindranir gegn ætandi umhverfinu. Þessi einstaka tæringarþol gerir nikkel málmblöndur tilvalin fyrir fjölda notkunar í atvinnugreinum eins og geimferðum, efnavinnslu og sjó. Eiginleikar nikkelblendis gera þau að verðmætu og áreiðanlegu efnisvali þar sem tæringarþol er mikilvægt.
