Как сделать никелирование своими руками. Никель - это что такое? Свойства никеля Где взять никель

В продолжениие темы о юных химиках.

Многие начинающие (и не начинающие) химики задаются вопросом: "А где же взять реактивы?" Оглянитесь! Они вокруг вас! Не верите? Тогда читайте дальше

Итак, начнем. (Это далеко не полный список реактивов, которые можно найти)

ГДЕ ДОСТАТЬ МЕТАЛЛЫ

Алюминий Al - алюминиевая проволока, провода с ЛЭП

Алюминиевая пудра - серебрянка. Бывает, продаётся хозмагах(там же где и краски)

Литий Li - встречается в пальчиковых батарейках ENERGIZER Lithium

Натрий Na - в выпускных клапанах двигателей внутреннего сгорания ЗИЛ

Цинк Zn - в некоторых батарейках типа А или АА(цинковый стакан)

С цинком из батареек быть поосторожнее т.к в него добавляют свинец и сурьму

Медь Cu - медная проволока. Зачастую, используется в трансформаторах и двигателях(в автомобильных стартерах, например, можно найти толстую медную проволоку(диаметр более миллиметра))

Бывает, продаётся в виде бронзовой пудры там же где и алюминиевая

Никель Ni - в некоторых батарейках (никелевый стакан)

Свинец Pb - продается в рыболовном магазине как грузило или как пули для пневматичекого оружия (Не шарики!) .
Так же, можно использовать дробь или свинцовые пластины из аккумуляторов (везде содержатся примеси!)

Олово Sn - продается в радиотоварах (припой), но это сплав. Так же, можно поискать и чистое олово(цена его высока) в тех же радиомагах или в химмагах.

Магний Mg - в магазине под названием магниевые аноды на боллер. Также картеры автомобилей ЗАЗ изготовлены из этого металла, а точнее из сплава электрон.

Серебро Ag - в виде серебряного лома (ложки, кольца и т.п.) Почти во всех случаях - это сплав, для получения чистого серебра необходимо производить очистку

ГДЕ ДОСТАТЬ КИСЛОТЫ

Серная кислота H2SO4 - продается в автомагазинах как кислотный электролит для аккумуляторов (25-30% раствор)

Ортофосфорная кислота H3PO4 - продается как преобразователь ржавчины или флюс для пайки (Читайте состав!)

Уксусная кислота CH3COOH - обычная уксусная эссенция (70%), продается в любом продуктовом магазине

Кремниевая кислота H2SiO3 - легко изготовить самому: к силикату натрия или калия (канц. клей) приливается любая кислота - выпадает осадок нерастворимой в воде кремниевой кислоты

Борная кислота H3BO3 - продается в аптеке

Лимонная кислота (HOOCCH2)2C(OH)COOH - продается в продовольственных магазинах

Соляная кислота HCl - можно достать на рынке, но маловероятно (прекурсор на территории РФ)

ГДЕ ДОСТАТЬ ОСНОВАНИЯ

Гидроксид натрия NaOH продается в смеси с посторонними веществами в отделе бытовой химии как чистящее средство "крот" (Избегать долгого контакта с воздухом, т.к. гидроксид натрия на воздухе превращается в карбонат! Вдобавок набухает и расплывается)

Гидроксид алюминия Al(OH)3 легко получить самому: к раствору сульфата алюминия приливается раствор гидроксида натрия (избегать избытка гидроксида натрия, т.к. гидроксид алюминия амфотерное основание и в избытке щелочи растворяется, образуется тетрагидроксоалюминат натрия(Na). По этой же причине алюминий растворяется в едких щелочах с образованием всё тех же тетрагидроксоалюминатов.)

Гидроксид цинка Zn(OH)2 получается таким же способом, только берется раствор сульфата цинка (гидроксид цинка тоже амфотерное основание)

Гидроксид меди Cu(OH)2 получается таким же способом, только берется раствор сульфата меди

Гидроксид кальция Ca(OH)2 - продается в хоз. магазинах как гашёная известь. (Избегать долгого контакта с воздухом, т.к. гидроксид кальция на воздухе превращается в карбонат!)

Его можно получить из негашёной извести(СаО), заливая её кипятком и перемешивая. Смесь начинает сильно бурлить и кипеть.

Раствор аммиака в воде NH4OH - (слабое основание) продается в аптеке как нашатырный спирт или в хоз. магазинах 25% раствор(теперь его достаточно сложно найти - остался 10% в стеклянных бутылках)

РАЗНОЕ

Пероксид(перекись)водорода H2O2 - продается в аптеке в виде раствора и таблеток гидроперита - соединения мочевины с крепкой перекисью

Оксид кальция (CaO) - негашеная известь, может продаваться в хозяйственных магазинах.

Ацетон (CH3)2CO - продается в хозмаге как растворитель. (Прочитать состав!)

Керосин - в хозмаге, применяется как растворитель

Мочевина (или карбамид) (NH2)2CO - продаётся в хозмагах в качестве азотного удобрения. В последнее время, многие удобрения встречаются гуматизированными(оч. грязная: небольшое количество целевого вещества, намешанного с землёй)

Уротропин((CH2)6(NH2)4 или C6H12N4) - продаётся загрязнённым в виде сухого горючего(толстые таблетки) в хозмагах или охотничьих магазинах.

Сера S - в хозмагах как средство для окуривания теплиц, подвалов и т.п. (комковая сера) Загрязнена всевозможными примесями, как коллоидная сера для приготовления суспензии против цветочных клещей - я брал компании Грин Бэлт в пакетиках по 30г - она дороже комковой серы, но значительно чище.

Толуол C6H5CH3 - продается в хоз.магазине как растворитель 646. Необходима перегонка т.к. это многокомпонентный растворитель с содержанием толуола около 50%

ГДЕ ДОСТАТЬ СОЛИ

KMnO4 - перманганат калия, именуемый в быту марганцовкой, продается в аптеке.

NaOCl - гипохлорит натрия, продается в промтоварах как чистящее средство под названием "Белизна" в виде раствора(зачастую, крепостью не выше 10%)

НИТРАТЫ

Все нитраты лучше хранить в плотно закрытой упаковке по причине их гигроскопичности(сырения)Из приведённых ниже только нитраты серебра, бария и калия почти не сыреют. Остальные - через неделю пребывания в сыром воздухе могут превратиться в раствор

Некоторые нитраты можно найти в хоз. магазинах (там они продаются под названием селитры).

Самое главное - аммиачная селитра. Из неё можно получить натриевую, нагревая раствор аммиачной селитры с содой(с пищевой или нет - без разницы). Можно получить кальциевую, нагревая аммиачную селитру с гашёной известью(или сплавляя её с мелом). Можно калийную, нагревая раствор аммиачной селитры с карбонатом калия или смешав сульфат калия с кальциевой селитрой. При всех реакциях с аммиачной селитрой, приведённых в этом разделе, выделяется много аммиака!

Нитрат аммония NH4NO3 - аммиачная селитра.

Нитрат калия KNO3 - калиевая селитра.

Нитрат натрия NaNO3 - натриевая селитра.

Нитрат кальция Ca(NO3)2 - кальциевая селитра.

Нитрат бария Ba(NO3)2. можно достать из бенгальских свечей - аккуратно отколоть намазку, измельчить ее, прилить воды, тщательно перемешать и отфильтровать - фильтрат раствор нитрата бария

Нитрат серебра AgNO3 раньше продавался в аптеках под названием ляпис, но сейчас его сняли с производства.

Нитрат свинца Pb(NO3)2 - получается сплавлением аммиачной селитры с окисью свинца(выделяется много газов, окись добавлять постепенно при активном помешивании)

ХЛОРИДЫ

Хлорид натрия NaCl - это обычная поваренная соль, продается в любом продуктовом магазине

Хлорид калия KCl - в хоз. магазине как удобрение, но там очень много примесей(профильтровать будет нелишним).

Хлорид аммония NH4Cl - средство для пайки (флюс) Читайте состав! (в простонародье нашатырь)

Хлорид кальция (CaCl2) - продается в аптеке (раствор в ампулах). Можно получить нагреванием смеси нашатыря с известью

ИОДИДЫ

Иодид калия KI - продается в аптеке как средство против йододефицита (Почитайте аннотацию препарата перед тем как купить, потому что может быть другой состав!)

СУЛЬФАТЫ

Сульфат калия K2SO4 - продается в хоз. магазине как удобрение (примесей тоже много)

Сульфат меди или медный купорос CuSO4 - продается в хоз. магазинах(синие кристаллы)

Сульфат магния или магнезия (горькая соль) MgSO4 продается в аптеке в качестве слабительного или в хозмагах как удобрение

Сульфат аммония (NH4)2SO4 может продаваться в хоз. магазинах как удобрение, но его просто изготовить и самому: к раствору аммиака (раствор аммиака берется в небольшом избытке) приливается раствор серной кислоты (смесь разогревается). Если емкость где проходила реакция постоит сутки на воздухе, то избыток аммиака улетучится - получается раствор сульфата аммония. Если требуется получить в твердом виде то можно (как я делал) на крышку из под сыра или масла это выливается и сушится где-то 2-3 суток (этот метод более деликатный, чем выпаривание)

Сульфат бария BaSO4 можно получить по реакции Ba(NO3)2+H2SO4=BaSO4+2HNO3 Раствор отфильтровывается, осадок на фильтре - сульфат бария

Или с помощью аптеки. Бывает, в аптеках продают барий сернокислый. Где то 25р/100г

Сульфат кальция или гипс CaSO4 - можно получить по реакции H2SO4+Ca(NO3)2=CaSO4+2HNO3 Раствор должен сутки постоять (Желательно в холодном месте), чтобы реакция до конца прошла, и сульфат кальция выкристаллизовался из раствора практически полностью

Сульфат алюминия Al2(SO4)3 можно получить по реакции 3CuSO4+2Al=3Cu+Al2(SO4)3 В воде растворяется медный купорос (НЕ РАСТВОРЯТЬ В ЖЕЛЕЗНОЙ, АЛЮМИНЕВОЙ, ОЦИНКОВАННОЙ ПОСУДЕ, ЖЕЛАТЕЛЬНО В СТЕКЛЯННОЙ!!!) (желательно близкий к насыщенному), в емкость с раствором медного купороса опускается алюминиевая проволока на поверхности алюминия выделяется медь, а в раствор переходят ионы алюминия. Чтобы реакция завершилась до конца, нужно подождать 1-3 суток (в зависимости от объема емкости), раствор отфильтровывается, фильтрат - раствор сульфата алюминия

Сульфат железа (II) (железный купорос) FeSO4 - продается в хоз.магазине (зеленоватые кристаллы)

Сульфат железа(III) Fe2(SO4)3 в принципе можно получить так же, как указано выше, только берется железный гвоздь/канц. скрепка (при этом емкость пачкается - покрывается желтым налетом) или окислением железного купороса (сульфата железа(II)) перекисью водорода

Сульфат никеля NiSO4 получается так же, как указано выше, только берется никелевая пластинка.

Сульфат цинка ZnSO4 получается так же, как указано выше, только берется цинковая пластинка.

КАРБОНАТЫ

Гидрокарбонат натрия NaHCO3 - обычная пищевая сода

Карбонат натрия Na2CO3 продается как стиральная сода, но его несложно приготовить и самому: необходимо прокалить гидрокарбонат натрия (ОСТОРОЖНО!!! ГОРЯЧО!!!) (около 20-30 мин.), происходит реакция: 2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O

Или немного покипятить, пока не перестанет пениться

Карбонат кальция CaCO3 - обычный мел (примеси тальк и др.) или мрамор

АЦЕТАТЫ

Ацетат свинца Pb(CH3COO)2 продается в аптеке как свинцовые примочки.
Можно, так же, получить его растворением свинца(или его окиси) в уксусной кислоте(при добавлении перекиси, реакция пойдёт быстрей)

Ацетат натрия CH3COONa получается приливанием уксусной кислоты к карбонату натрия(не важно, к какому). Раствор, почти не пенящийся после приливания очередной порции у.к, подогревают или оставляют на несколько дней в какой-нибудь открытой ёмкости(чтоб излишки уксусной кислоты выветрились) и, по возможности, упаривают до начала кристаллизации.

СИЛИКАТЫ

Силикат натрия Na2SiO3 или калия K2SiO3 (чаще всего силикат натрия) - жидкое стекло, продается в магазине канцтоваров как канцелярский силикатный клей.

Материал отредактирован с участием пользователя mastersam

Применение никеля в сплавах

Никель является основой большинства жаропрочных материалов, применяемых в аэрокосмической промышленности для деталей силовых установок.

• монель-металл (65 - 67 % Ni + 30 - 32 % Cu + 1 % Mn), жаростойкий до 500 °C, очень коррозионно-устойчив;
• нихром, сплав сопротивления (60 % Ni + 40 % Cr);
• пермаллой (76 % Ni + 17 %Fe + 5 % Cu + 2 % Cr), обладает высокой магнитной восприимчивостью при очень малых потерях на гистерезис;
• инвар (65 % Fe + 35 % Ni), почти не удлиняется при нагревании.
• Кроме того, к сплавам никеля относятся никелевые и хромоникелевые стали, нейзильбер и различные сплавы сопротивления типа константана, никелина и манганина.

се нержавеющие стали обязательно содержат никель, т.к. никель повышает химическую стойкость сплава. Также сплавы никеля характеризуются высокой вязкостью и и используются при изготовлении прочной брони. При изготовлении важнейших деталей различных приборов использется сплав никеля с железом (36-38% никеля), обладающий низким коэффициентом термического расширения.

При изготовлении сердечникиов электромагнитов широкое применение находят сплавы под общим названием пермаллои. Эти сплавы, кроме железа, содержат от 40 до 80% никеля. Из никелевых сплавов чеканяться монеты. Общее число различных сплавов никеля, находящих практическое применение, достигает нескольких тысяч.

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.

Никелирование проводится гальваническим способом с использованием электролитов, содержащих сульфат никеля(II), хлорид натрия, гидроксид бора, поверхностно-активные и глянцующие вещества, и растворимых никелевых анодов. Толщина получаемого никелевого слоя составляет 12 - 36 мкм. Устойчивость блеска поверхности может быть обеспечена последующим хромированием (толщина слоя хрома 0,3 мкм).

Бестоковое никелирование проводится в растворе смеси хлорида никеля(II) и гипофосфита натрия в присутствии цитрата натрия:

NiCl 2 + NaH 2 PO 2 + H 2 O = Ni + NaH 2 PO 3 + 2HCl

Процесс проводят при рН 4 - 6 и 95 °C.

Производство железо-никелевых, никель-кадмиевых, никель-цинковых, никель-водородных аккумуляторов.

Самые распространенные «минусы» в химических источниках тока – это цинк, кадмий, железо, а самые распространенные «плюсы» – окислы серебра, свинца, марганца, никеля. Соединения никеля используются в производстве щелочных аккумуляторов. Кстати, железоникелевый аккумулятор изобретен в 1900 г. Томасом Алвой Эдисоном.

Положительные электроды на основе окислов никеля имеют достаточно большой положительный заряд, они стойки в электролите, хорошо обрабатываются, сравнительно недороги, служат долго и не требуют особого ухода. Этот комплекс свойств и сделал никелевые электроды самыми распространенными. У некоторых батарей, в частности цинково-серебряных, удельные характеристики лучше, чем у железоникелевых или кадмийникелевых. Но никель намного дешевле серебра, к тому же дорогие батареи служат намного меньше.

Окисноникелевые электроды для щелочных аккумуляторов делают из пасты, в состав которой входят гидрат окиси никеля и графитовый порошок. Иногда функции токопроводящей добавки вместо графита выполняют тонкие никелевые лепестки, равномерно распределенные в гидроокиси никеля. Эту активную массу набивают в различные по конструкции токопроводящие пластины.

В последние годы получил распространение другой способ производства никелевых электродов. Пластины прессуют из очень тонкого порошка окислов никеля с необходимыми добавками. Вторая стадия производства – спекание массы в атмосфере водорода. Этим способом получают пористые электроды с очень развитой поверхностью, а чем больше поверхность, тем больше ток. Аккумуляторы с электродами, изготовленными этим методом, мощнее, надежнее, легче, но и дороже. Поэтому их применяют в наиболее ответственных объектах – радиоэлектронных схемах, источниках тока в космических аппаратах и т.д.

Никелевые электроды, изготовленные из тончайших порошков, используются и в топливных элементах. Здесь особое значение приобретают каталитические свойства никеля и его соединений. Никель – прекрасный катализатор сложных процессов, протекающих в этих источниках тока. Кстати, в топливных элементах никель и его соединения могут пойти на изготовление и «плюс» и «минуса». Разница лишь в добавках.

Нуклид 63 Ni, излучающий β + -частицы, имеет период полураспада 100,1 года и применяется в крайтронах. Никелевые пластинки в последнее время применяют взамен кадмиевых в механических прерывателях нейтронного пучка с целью получения нейтронных импульсов с большим значением энергии.

• Применяется при изготовлении брекет-систем.
• Протезирование

Образование алого осадка при добавлении диметилглиоксима к аммиачному раствору анализируемой смеси – лучшая реакция для качественного и количественного определения никеля. Но диметилгли-оксимат никеля нужен не только аналитикам. Красивая глубокая окраска этого комплексного соединения привлекла внимание парфюмеров: диметилглиоксимат никеля вводят в состав губной помады. Некоторые из подобных диметилглиоксимату никеля соединений – основа очень светостойких красок.

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°.

– серебристо-серый, пластичный, ковкий металл. Относится к переходным металлам, то есть, может проявлять и кислотные, и щелочные свойства. В нормальных условиях никель покрывается оксидной пленкой, а потому и малоактивен. Отличие от других схожих элементов состоит в том, что его оксидная пленка не уменьшает блеск. И сегодня мы расскажем вам об использовании никеля в промышленности, применении его сплавов в строительстве и иных сферах жизни.

Оксидная пленка защищает металл, придавая ему высокую коррозионную стойкость. Причем действие ее настолько сильно, что не только сам никель оказывается малоактивным, но и любые другие предметы, покрытые тончайшим слоем никеля. Именно это качество и обуславливает один из самых распространенных способов применения.

О применении никеля в быту поведает этот видеосюжет:

Никелирование

Никелирование – получение никелевого покрытия гальваническим методом на поверхности других металлов – железных сплавов, как правило, с целью защитить последние от коррозии. В 2015 году 7% добытого металла ушло на никелирование. С такой «обработкой» сталкиваются повсеместно: посуда, столовые приборы, металлические трубы, используемые при изготовлении мебели или в декоративных целях. Кроме того, что металл защищает основной сплав, он еще и придает красивый серебристый блеск, не тускнеющий со временем.

Никель используется для защиты чугуна, железа, магния и даже и алюминия, которые сами по себе считаются достаточно стойкими к коррозии. Однако никель отличается еще одним особым свойством – исключительной стойкостью к щелочам. Никелирование изделий из металла активно применяют в химической промышленности – для производства резервуаров для хранения и перевозки химически агрессивных веществ, например, а также для производства деталей, предназначенных работать в самых опасных условиях: например, для защиты от коррозии дюралюминиевых самолетных лопастей.

Иные сферы

• Металл используют при производстве аккумуляторов – никель-кадмиевых, железо-никелевых, никель-цинковых, никель-водородных. Никелевые электроды устойчивы в электролите, имеют долгий срок службы и доступны по стоимости. Так, цинково-серебряный аккумулятор демонстрирует более высокие характеристики, однако по стоимости намного дороже.
• Металл применяется в химической промышленности для получения разнообразных реактивов.
• В медицине никель используют при изготовлении протезов и брекет-систем, поскольку металл совершенно инертен и безопасен. То же свойство позволяет использовать вещество при изготовлении аппаратуры для пищевой промышленности.
• Однако куда большая доля никеля расходуется на получение разнообразных сплавов. На железные сплавы приходится 67% добытого вещества, а на не железные – 17%.

Связано это с тем, что никель придает сплавам едва ли не такую же антикоррозийную стойкость, которой сам и обладает. В результате большая часть металла применяется для получения всего разнообразия нержавеющих сталей. Те же железные сплавы, которые не легировались никелем, для защиты подвергаются или никелированию. Перечислить же сферы применения нержавеющих и конструкционных сталей попросту нереально: нет такой области народного хозяйства, где не использовалась бы эта продукция.

Не меньший интерес представляют собой другие составы-никелевые сплавы, например, сплав никеля с железом, медью, оловом, алюминием, титаном, хромом и иными металлами.

Сплавы на его основе

Сплавы никеля исключительно разнообразны, а свойства их для различных отраслей народного хозяйства настолько важны, что едва ли не все составы образуют собой отдельные группы.

С медью

Никель-медные сплавы – редкой особенностью, присущей такому твердому раствору является взаимная полная растворимость металлов друг в друге. При сплавлении в любой пропорции получают однофазный однородный сплав, изменяющий свои свойства закономерно и предсказуемо. Коррозионные качества таких сплавов определяются только пропорциями веществ: при доле более 50% свойства ближе к качествам самой меди, при доле никеля более 50%, сплав проявляется качества присущие никелю.

Никель-медные сплавы устойчивы к действию и кислот, и щелочей. Их применяют при производстве деталей и резервуаров для аппаратуры, работающей в среде фосфорной, серной, хлорной кислот, а также деталей машин, испытывающих высокие несущие нагрузки.

• К наиболее известным составам такого рода относят монели: 70% никеля, и 1,5–2% железа.

Монели отличаются превосходной механической прочностью и твердостью, долговечностью, стойкостью к износу и нечувствительностью к кислотам и щелочам. Из них получают клапаны, насосы, оси крыльчатки, пружины, втулки, теплообменники и прочее.

• Из медно-никелевых сплавов изготавливаются монеты.
• Константан – сплав из 40% никеля и 59% меди, применяется в изготовлении высокоточной аппаратуры, так как отличается износостойкостью и переносит высокие нагрузки.

Применение никеля в современной технике представлено в этом видеосюжете:

С хромом

• Сплавы никеля и хромы – нихромы, известны своей жаропрочностью, но при этом отличаются и высокой коррозионной стойкостью в том числе и к кислотам. Такой набор качеств обуславливает и применение: при изготовлении муфельных печей, для производства теплообменников и трубопроводов, в качестве деталей газовых турбин. Сплавы с содержание никеля до 80% применяют для изготовления деталей камер сгорания в реактивных двигателях и атомных реакторах. Наиболее известные из них – нимоник, инколой разных марок, инконель. Сплавы используются для изготовления деталей, где требуется высокая прочность при высокой температуре – кожухи нагревательных элементов, трубы дробилок и так далее.
• Упрочненные сплавы никель-хром-железо , справедливо называются сверхпрочными сплавами. Они сочетают чрезвычайную прочность со стойкостью к коррозии при высокой температуре и сопротивление к ползучести. Из них изготавливают части газовых турбин, лопатки и детали двигателей, части печей, материал для поковки и так далее. Сплавы рассчитаны на «работу» при температурах до 600–850 С. Наиболее известные – нимоник, а также инконель и удимет.

С молибденом и другими металлами

Состав никель-молибден – например, хастеллой, отличается стойкостью к серной, фосфорной, соляной и так далее кислотам, причем при высокой температуре вплоть до кипения. Из сплава изготавливают части кислотоупорной аппаратуры. При этом он отличается высокой прочностью, так что служит полноценным конструкционным материалом в химической промышленности.

Никель-хромомолибденовые сплавы устойчивы в еще большем диапазоне кислот и других агрессивных средах – сухом хлоре, например.

• Свое место занимает металл и в ювелирном деле. Сплав «белое золото» содержит 58% золота и лигатуру из никеля и серебра.
• Сам никель является ферромагнетиком. Его сплавы – алнико и магнико, является постоянными магнитами.

Про сплав железа с никелем и его пользу поговорим ниже.

С железом

Имеются в виду твердые растворы, в которых никель выступает не легирующей добавкой, как в нержавеющих сталях, а более «весомым» компонентом – до 65%. Различают 4 вида таких сплавов.

• Жаропрочные – особенностью их является не просто стойкость к температурам, а способность выдерживать высокие нагрузки при высоких температурах. Доля никеля здесь обычно 44–46%, может включать также хром, алюминий, титан, молибден и так далее. Механическая прочность сплавов при нормальных условиях составляет 600–850 МПа, а при температурах в 800–900 С – от 45 до 177 МПа.

Жаростойкость без нагрузки достигает 1000–1350 С, при этом эксплуатация при высокой температуре не сказывается на физических свойствах изделий. Применяется сплав для изготовления деталей атомных реакторов, реактивных двигателей, газовых турбин и так далее.

• Магнитные сплавы – пермаллои, проявляются высокую магнитную проницаемость в слабом поле. Применяются в электротехнике для получения деталей с высокой намагниченностью.
• Сплавы, сохраняющие упругость и габаритные размеры – элинвар, например, включающий 36% никеля. Он сохраняет повышенную упругость при высокой температуре, поскольку это качество сплава обусловлено магнитными свойствами. Применяют для изготовления термопар в печах.
• Антикоррозийные сплавы – как правило, кроме никеля содержат также молибден или хром. Активно применяются при производстве химического оборудования.

Использование материала в строительстве

Мировая в 1887 году составляла всего 600 т. Металл применялся для изготовления монет. Но уже с 80-ых годов никелевая промышленность стала активно развиваться. Толчком послужила высокая коррозионная стойкость металла, а, главное, его сплавов.

• Никелирование в качестве способа «облагородить» изделие также стало применяться с конца 19 века и только в 30-х годах 20 века было вытеснено хромированием. В строительстве же и сейчас используют никелированные детали при сооружении самых разных декоративных конструкций.
• По тем же причинам никелированные детали используются в производстве мебели. Слой металла не только придает изделию блеск и красивый цвет, но и защищает каркас от любых внешних воздействий.
• Декоративные качества обуславливают еще одну сферу применения – фурнитура для мебели, окон, дверей, бытовой техники и так далее. Ручки, петли, накладные элементы из металла прекрасно смотрятся и служат очень долго.
• Никелированные краны, смесители, душевые лейки и другие ванные аксессуары никогда не выходят из моды, так как никелевый слой обеспечивает изделиям превосходный внешний вид и исключительную стойкость к коррозии любого вида. Конечно, по декоративности этот вариант уступает , ведь основой здесь служит сталь, а она не отличается ковкостью. Но серебристый цвет и нетускнеющий блеск тоже привлекательны.
• Гораздо шире применяются сплавы с никелем, в особенности различные нержавеющие и конструкционные стали. Представить себе современное строительство без участия металлопроката нереально.

Никель – металл, отличающийся высокой коррозионной стойкостью и способный сообщать это . Это качество чаще всего служит причиной использования металла.

О химическом никелировании расскажет данное видео:

Никелирование, которое является достаточно распространенной технологической операцией, выполняют для того, чтобы нанести на поверхность металлического изделия тонкий слой никеля. Толщина такого слоя, величину которого можно регулировать, используя различные приемы, может варьироваться от 0,8 до 55 мкм.

Никелирование используется в качестве защитно-декоративного покрытия, а также для получения подслоя при хромировании

С помощью никелирования металла можно сформировать пленку, обеспечивающую надежную защиту от таких негативных явлений, как окисление, развитие коррозионных процессов, реакции, вызванные взаимодействием с соляной, щелочной и кислотной средами. В частности, очень большое распространение получили никелированные трубы, которые активно используются для производства изделий сантехнического назначения.

Чаще всего никелированию подвергаются:

• изделия из металла, которые будут эксплуатироваться на открытом воздухе;
• кузовные детали мото- и автотранспортных средств, в том числе и те, для изготовления которых был использован алюминиевый сплав;
• оборудование и инструменты, применяемые в общей медицине и стоматологии;
• изделия из металла, которые длительное время эксплуатируются в воде;
• ограждающие конструкции, изготовленные из стали или алюминиевых сплавов;
• изделия из металла, подвергающиеся воздействию сильных химических веществ.

Существует несколько используемых как в производственных, так и в домашних условиях методов никелирования металлических изделий. Наибольший интерес в практическом плане представляют способы никелирования металлических деталей, не требующие применения сложного технологического оборудования и реализуемые в домашних условиях. К таким способам относится электролитическое и химическое никелирование.

Электролитическое никелирование

Суть технологии электролитического никелирования металлических деталей, имеющей и другое название – «гальваническое никелирование», можно рассмотреть на примере того, как выполняется омеднение поверхности изделия из металла. Такую процедуру можно проводить как с применением электролитического раствора, так и без него.

Деталь, которая будет в дальнейшем обрабатываться в электролитическом растворе, подвергается тщательной обработке, для чего с ее поверхности при помощи наждачной бумаги удаляют оксидную пленку. Затем обрабатываемое изделие промывается в теплой воде и обрабатывается содовым раствором, после чего снова промывается водой.

Сам процесс никелирования выполняется в стеклянной емкости, в которую заливается водный раствор (электролит). В составе такого раствора содержится 20% медного купороса и 2% серной кислоты. Обрабатываемую деталь, на поверхность которой необходимо нанести тонкий слой меди, в растворе электролита помещают между двумя анодами из меди. Чтобы запустить процесс омеднения, на медные аноды и обрабатываемую деталь необходимо подать электрический ток, величину которого рассчитывают, исходя из показателя 10–15 мА на один квадратный сантиметр площади детали. Тонкий слой меди на поверхности изделия появляется уже через полчаса его нахождения в растворе электролита, причем такой слой будет тем толще, чем дольше будет протекать процесс.

Нанести медный слой на поверхность изделия можно и по другой технологии. Для этого необходимо изготовить кисточку из меди (можно использовать многожильный провод, предварительно сняв с него изоляционный слой). Такую кисточку, сделанную своими руками, надо зафиксировать на деревянной палочке, которая будет служить ручкой.

Изделие, поверхность которого предварительно зачищают и обезжиривают, помещают в емкость из диэлектрического материала и заливают электролитом, в качестве которого можно использовать насыщенный водный раствор медного купороса. Самодельную кисточку подключают к плюсовому контакту источника электрического тока, а обрабатываемую деталь – к его минусу. После этого приступают к процедуре омеднения. Заключается она в том, что кисточкой, которую предварительно обмакивают в электролит, проводят над поверхностью изделия, не прикасаясь к ней. Наносить покрытие, применяя такую методику, можно в несколько слоев, что позволит сформировать на поверхности изделия слой меди, на котором практически отсутствуют поры.

Электролитическое никелирование выполняется по схожей технологии: при его осуществлении тоже используется раствор электролита. Так же, как и в случае с омеднением, обрабатываемое изделие располагают между двумя анодами, только в данном случае они изготовлены из никеля. Аноды, помещенные в раствор для никелирования, подключаются к плюсовому контакту источника тока, а изделие, подвешенное между ними на металлической проволоке, – к минусовому.

Для осуществления никелирования, в том числе и выполняемого своими руками, используются электролитические растворы двух основных типов:

• водный раствор, включающий в свой состав сернокислый никель, натрий и магний (14:5:3), 2% борной кислоты, 0,5% поваренной соли;
• раствор на основе нейтральной воды, содержащий в своем составе 30% сульфата никеля, 4% хлорида никеля, 3% борной кислоты.

Электролит блестящего никелирования с добавкой органических блескообразователей (натриевых солей)

Выравнивающий электролит блестящего никелирования. Подходит для поверхностей с низким классом очистки

Чтобы приготовить электролитический раствор, сухую смесь из вышеуказанных элементов заливают одним литром нейтральной воды и тщательно перемешивают. Если в полученном растворе образовался осадок, от него избавляются. Только после этого раствор можно использовать для выполнения никелирования.

Обработка по данной технологии обычно длится полчаса, при этом используют источник тока с напряжением 5,8–6 В. Результатом является поверхность, покрытая неравномерным матовым цветом серого цвета. Чтобы она стала красивой и блестящей, необходимо ее зачистить и выполнить ее полировку. Следует иметь в виду, что такая технология не может быть использована для деталей, отличающихся высокой шероховатостью поверхности или имеющих узкие и глубокие отверстия. В таких случаях покрытие поверхности металлического изделия слоем никеля следует выполнять по химической технологии, которую также называют чернением.

Суть технологической операции чернения заключается в том, что на поверхность изделия сначала наносится промежуточное покрытие, основой которого может быть цинк или никель, а на верхней части такого покрытия формируется слой черного никеля толщиной не более 2 мкм. Покрытие никелем, выполненное по технологии чернения, смотрится очень красиво и обеспечивает надежную защиту металла от негативного воздействия различных факторов внешней среды.

В отдельных случаях металлическое изделие одновременно подвергают сразу двум технологическим операциям, таким как никелирование и хромирование.

Химическое никелирование

Процедуру химического никелирования изделий из металла выполняют по следующей схеме: обрабатываемую деталь на некоторое время погружают в кипящий раствор, в результате чего на ее поверхности оседают частички никеля. При применении такой технологии электрохимическое воздействие на металл, из которого изготовлена деталь, отсутствует.

Результатом использования такой технологии никелирования является формирование на поверхности обрабатываемой детали никелевого слоя, который прочно связан с основным металлом. Наибольшей эффективности такой способ никелирования позволяет добиться в тех случаях, когда с его помощью обрабатываются предметы, изготовленные из стальных сплавов.

Выполнять такое никелирование в домашних условиях или даже в условиях гаража нетрудно. При этом процедура никелирования проходит в несколько этапов.

• Сухие реактивы, из которых будет приготовлен электролитический раствор, смешиваются с водой в эмалированной посуде.
• Полученный раствор доводят до кипения, а затем в него добавляют гипофосфит натрия.
• Изделие, которое необходимо подвергнуть обработке, помещают в электролитический раствор, причем делают это так, чтобы оно не касалось боковых стенок и дна емкости. Фактически надо изготовить бытовой аппарат для никелирования, конструкция которого будет состоять из эмалированной емкости соответствующего объема, а также диэлектрического кронштейна, на котором будет фиксироваться обрабатываемая деталь.
• Продолжительность кипения электролитического раствора в зависимости от его химического состава может составлять от одного часа до трех.
• После завершения технологической операции уже никелированная деталь извлекается из раствора. Затем ее промывают в воде, в составе которой содержится гашеная известь. После тщательной промывки поверхность изделия подвергается полированию.

Электролитические растворы для выполнения никелирования, которому можно подвергать не только сталь, но также латунь, алюминий и другие металлы, обязательно содержат в своем химическом составе следующие элементы – хлористый или сернокислый никель, гипофосфит натрия различной кислотности, какую-либо из кислот.

Чтобы увеличить скорость никелирования изделий из металла, в состав для выполнения этой технологической операции добавляют свинец. Как правило, в одном литре электролитического раствора выполняют никелевое покрытие поверхности, площадь которой составляет 20 см 2 . В электролитических растворах с более высокой кислотностью проводят никелирование изделий из черных металлов, а в щелочных обрабатывают латунь, осуществляют никелирование алюминия или деталей из нержавеющей стали.

Некоторые нюансы технологии

Выполняя никелирование латуни, изделий из стали различных марок и других металлов, следует учитывать некоторые нюансы этой технологической операции.

• Пленка из никеля будет более устойчивой, если она нанесена на предварительно омедненную поверхность. Еще более устойчивой никелированная поверхность будет в том случае, если готовое изделие будет подвергнуто термической обработке, заключающейся в его выдержке при температуре, превышающей 450°.
• Если никелированию подвергаются детали из закаленных сталей, то нагревать и выдерживать их можно при температуре, не превышающей 250–300°, иначе они могут утратить свою твердость.
• При никелировании изделий, отличающихся большими размерами, возникает потребность в постоянном перемешивании и в регулярной фильтрации электролитического раствора. Такая сложность особенно характерна для процессов никелирования, выполняемых не в промышленных, а в домашних условиях.

По сходной с никелированием технологии можно покрыть латунь, сталь и другие металлы слоем серебра. Покрытие из данного металла наносят, в частности, на рыболовные снасти и изделия другого назначения, чтобы предотвратить их потускнение.

Процедура нанесения слоя серебра на сталь, латунь и другие металлы отличается от традиционного никелирования не только температурой проведения и временем выдержки, но также тем, что для нее применяют электролитический раствор определенного состава. При этом выполняют данную операцию в растворе, температура которого составляет 90°.

Чтобы своими руками приготовить раствор, при помощи которого на сталь, латунь и другие металлы наносится слой серебра, достаточно выполнить ряд несложных действий.

• В 10%-й водный раствор соли добавляют аптечный ляпис.
• Осадок серебра, выпавший в растворе, промывают, смешивают с 2%-м гипосульфитом и фильтруют.
• Полученную смесь смешивают с меловой пылью и доводят до сметанообразного состояния.

Такой смесью, которая может храниться только в течение нескольких суток, натирается поверхность металлического изделия, пока на ней не сформируется тонкий слой серебра.

Можно приготовить порошок для серебрения, который не утратит своих характеристик в течение полугода. Для получения такого порошка необходимо смешать 15 граммов ляписа, 55 граммов лимонной кислоты и 30 граммов хлористого аммония. Все компоненты после перемешивания следует перетереть в пыль. Хранится полученный порошок в сухом виде.

Достаточно сложным является никелирование такого металла, как алюминий. Компоненты, входящие в состав электролитического раствора для никелирования изделий из данного металла, дорогостоящие, но даже их использование не дает гарантии того, что сформированный на изделии слой никеля не пойдет пузырями. Блестящее никелирование, если ему подвергают алюминий, может порвать готовое покрытие, поэтому в домашних условиях такую обработку выполняют в условиях слабой адгезии.

Одним из самых востребованных видов металла, пригодного для вторичной переработки, является лом никельсодержащих сплавов.

Это связанно с тем, что добыча данного сырья предполагает:

• большие материальные расходы;
• негативно отражается на человеческом здоровье.

Прием лома никеля и его сплавов производится специализированными предприятиями.

Цена за 1 кг никеля и его сплавов может варьироваться и зависит от:

• общемировой стоимости металла;
• его процентного содержания в сплаве.

Никель - это цветной металл, он является одним из наиболее значимых «промышленных» металлов.

Его чаще всего используется в качестве основы сплавов для изготовления:

• сверхпрочной брони;
• аэродинамической обшивки самолетов;
• покрытия готовых изделий.

Этот металл обладает универсальными свойствами :

• прочность;
• жаростойкость;
• магнитность;
• высокая пластичность.

В небольших долях никель находится в благодаря своей способности повышать стойкость металлов к коррозии и другим внешним химическим воздействиям.

Основными сферами применения этого металла являются:

• аэрокосмическая промышленность;
• ювелирное производство (покрытие ювелирных украшений);
• медицина (изготовление зубных протезов, брекетов и медицинских инструментов);
• чеканка монет;
• изготовление струн для музыкальных инструментов;
• химическая промышленность (производство аппаратуры для работы с агрессивными реагентами);
• электровакуумная техника (производство анодов, сеток и др.);
• ультразвуковые установки и др.

Сплавы никеля

Никель является составным компонентом большого количества сплавов.

Основные источники

Наиболее значимым источником никеля является лом.

К лому никеля относят :

• болванки;
• отработанные никелевые аноды и катоды;
• проволоку, пруты, листы, фольгу, трубы;
• стружка, обрезки;
• посуду, емкости для хранения химических веществ;
• технические приборы и их детали (отработанные , радиаторы, всевозможные измерительные приборы и др.).

Условия и ограничения приема лома

Порядок приема металлолома утвержден Правительством Российской Федерации и распространяется на предприятия занимающиеся:

• переработкой;
• перепродажей;
• сбором лома.

Прием никелевого лома осуществляется как у юридических лиц, так и у граждан, достигших дееспособного возраста, на основании письменного заявления .

Физическое лицо также обязано предъявить документ удостоверяющий личность.

Представитель организации должен иметь при себе дополнительно:

• сопроводительные документы на лом;
• доверенность на него;
• доверенность на получение денег;
• копию акта на списание оборудования, которое сдается в качестве лома.

Сдача металлолома идет по следующим правилам :

1. Чистота . Никель и его сплавы не должны быть загрязнены посторонними элементами и сплавами, а также содержать опасные, токсичные примеси. На металле должны отсутствовать следы краски, масла и горючих материалов.
2. Лом перед сдачей должен быть отсортирован по видам, группам, маркам, категориям, сортам. Дороже ценится кусковой металл, стружка и проволока – дешевле.
3. Качество . Чем выше содержание никеля в сплаве, тем выше его стоимость.
4. Величина партии. За крупные партии металлолома многие компании-ломозаготовители готовы платить больше, добавляя дополнительный процент к своей стандартной цене закупки. За тонну цветного металла предложат максимальную цену.

Сдачу лома никеля и его сплавов лучше производить официальным компаниям , которые:

• имеют все необходимые для осуществления подобной деятельности;
• располагают нужными технологическими и материальными возможностями.

Более высокую цену за металлолом предлагают перерабатывающие заводы, посредники ведут скупку по заниженной стоимости.

Цены на прием лома никеля и его сплавов

Цена на никель за кг, как правило, договорная, так как его доля в различных сплавах сильно варьируется.

Стоимость металла также определяется его характеристиками.

Чтобы определить, сколько стоит никель, при приеме лома, сырье подвергают специальным исследованиям, которые позволяют выявить процент содержания никеля в каждом отдельном случае.

Приблизительную стоимость можно узнать из прайса предприятия, которое производит скупку.

Отходы никеля подразделяются на:

• кусковые;
• стружку;
• сплавы с различным процентным содержанием Ni.

Отходы производства содержат значительный процент загрязнений, поэтому и оцениваются дешевле готовых изделий.

В таблице ниже приведены примерные цены на лом сплавов никеля за 1 килограмм.

Как сдать дороже?

Существует несколько способов, которые помогут не прогадать и сдать лом никеля по самой выгодной цене:

1. Оцените содержание никеля в сплаве сразу в нескольких компаниях, которые занимаются приемом лома. Это поможет выбрать наиболее выгодный вариант и избежать дальнейшего общения с «недобросовестными» приемщиками, целенаправленно снижающими сортность сплава.
2. Бесплатный демонтаж лома и его доставка до предприятия зачастую компенсируется заниженной стоимостью приема никеля, поэтому оценивать необходимо комплекс услуг в целом.
3. Высокий засор , присутствующий в ломе, значительно снижает его стоимость. Поэтому нужно произвести его очистку от грязи, пластмассы, краски, клея, резиновых деталей и других посторонних веществ.
4. Перед сдачей лом необходимо рассортировать по видам сплава: нихром, никель, нержавейка и т. д. Несортированная груда принимается по цене самого дешевого сплава.
5. Цены на лом носят сезонный характер . Максимума они достигают в период с середины весны до конца осени.
6. Большой объем . В перерасчете на 1 кг вы получите цену выше, если у вас в наличии тонна лома никеля, чем, когда у вас будет всего несколько сотен килограмм.

Выводы

Никель – дорогостоящий и редкий цветной металл, добыча которого связана со значительными издержками. Поэтому его вторичная переработка является наиболее приемлемой.

Лом никеля и его сплавов после вторичной переработки используется во многих отраслях промышленности, благодаря уникальным свойствам:

• химическим;
• физическим;
• антикоррозионным.

Чистота металла прямым образом влияет на стоимость лома. Чистый металл встречается значительно реже, чем его сплавы, цена за 1 кг лома никеля также отличается в зависимости от состава сплава. Для того чтобы определить точную стоимость металла, необходимо провести анализ лома с помощью .

Шлаковые отходы , содержащие высокий процент никеля (80% и более), являются самыми дорогостоящими.

К ним можно отнести:

• нихром;
• константан.

Стоимость приема нержавеющих сталей напрямую зависит от качества и объема сырья.

Самый простой пример, где можно найти никель, смотрите в данном видео:

Вконтакте