鎳和鎳基合金

鎳是一種化學元素，化學符號Ni，原子序數28。它是一種銀白色有光澤的金屬，略帶金色。它是在室溫下具有鐵磁性的四種元素之一，另外三種是鐵、鈷和釓。

鎳基合金

鎳合金鎳的使用最早可追溯到公元前 3500 年，但它于 1751 年首次被 Axel Fredrik Cronstedt 分離并歸類為化學元素，他最初將其礦石誤認為是銅礦物。其最重要的礦石礦物是紅土，包括褐鐵礦和石榴石，以及鎳黃鐵礦。主要生產基地包括加拿大的薩德伯里地區、俄羅斯的新喀里多尼亞和諾里爾斯克。

純鎳顯示出顯著的化學活性，但由于形成了保護性氧化物表面——類似于鉻、鋁和鈦等其他金屬，因此在環境條件下反應緩慢。由于這種在空氣中的持久性和緩慢的氧化速度，鎳被認為是耐腐蝕的。

純鎳顯示出顯著的化學活性

歷史上，它被用于電鍍金屬，如鐵和黃銅，用于化學設備，以及某些合金，如德國銀。世界上約 6% 的鎳產量仍用于耐腐蝕純鎳電鍍。鎳是硬幣的常見成分，但為此目的在很大程度上已被更便宜的鐵所取代，特別是因為這種金屬已被證明是某些人的皮膚過敏原。

飛機發動機中的鎳合金

鋁鎳鈷

Alnico 是指鐵合金的首字母縮寫詞，除鐵外，主要由鋁 (Al)、鎳 (Ni) 和鈷 (Co) 組成，因此是鋁鎳鈷，并添加銅，有時還添加鈦。鋁鎳鈷合金是鐵磁性的，具有高矯頑力（抗失磁），用于制造永磁體。在 1970 年代開發稀土磁鐵之前，它們是最強的磁鐵類型。該系列合金的其他商品名稱是：Alni、Alcomax、Hycomax、Columax 和 Ticonal。

Alnico 制造的揚聲器

鋁鎳鈷合金的成分通常為 8–12% Al、15–26% Ni、5–24% Co、最多 6% Cu、最多 1% Ti，其余為 Fe。鋁鎳鈷合金的開發始于 1931 年，當時日本的 T. Mishima 發現鐵、鎳和鋁的合金具有 400 奧斯特 (Oe) 的矯頑力，是當時最好的磁鋼的兩倍。

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鋁鎳鈷合金

鋁鎳鈷合金可制造強永磁體，并可被磁化以產生強磁場。在更常見的磁鐵中，只有稀土磁鐵，如釹和釤鈷，強度更高。Alnico 磁鐵在其磁極產生的磁場強度高達 1500 高斯（0.15 特斯拉），大約是地球磁場強度的 3000 倍。一些品牌的鋁鎳鈷合金是各向同性的，可以在任何方向有效磁化。其他類型，例如 alnico 5 和 alnico 8，是各向異性的，每個都具有優選的磁化方向或取向。

明礬

Alumel 是一種合金，由大約 95% 的鎳、2% 的錳、2% 的鋁和 1% 的硅組成。這種磁性合金用于熱電偶和熱電偶延長線。Alumel 是 Hoskins Manufacturing Company 的注冊商標。

鋁制熱電偶線

鋁的性質：

電阻率：0.294 ??m

導熱系數：30 W/m/K

在熱電偶中，明礬常與鉻合金一起使用形成 K 型熱電偶。

鉻合金

Chromel 是一種由大約 90% 的鎳和 10% 的鉻制成的合金，用于制造 ANSI E 型（鉻鎳 - 康銅）和 K（鉻鎳 - 鋁）熱電偶的正極。它可以在氧化氣氛中使用高達 1100 °C。Chromel 是 Hoskins Manufacturing Company 的注冊商標。

鉻合金線

Chromel A 是一種合金，含有 80% 的鎳和 20% 的鉻（按重量計）。它因其優異的耐高溫腐蝕和氧化性能而被使用。它通常也稱為Nichrome 80-20，用于電加熱元件。

白銅

白銅或銅鎳（有時被錯誤地稱為“白銅”）是一種銅合金，含有鎳和鐵和錳等強化元素。白銅在海水中具有很強的耐腐蝕性，因為它的電極電位相對于海水被調整為中性。因此，它被用于海水系統中的管道、熱交換器和冷凝器以及船用硬件，有時也用于高級拖船、漁船和其他工作船的螺旋槳、曲軸和船體。

白銅管

更常見的用途是銀色現代流通硬幣。典型的混合物是 75% 的銅、25% 的鎳和微量的錳。過去，真銀幣是用白銅貶值的。盡管銅含量高，但銅鎳合金的顏色卻是顯著的銀色。它用于熱電偶，電阻隨溫度變化而穩定的電阻器包含 55% 銅 - 45% 鎳合金康銅。

鎳鐵

2008 年，主要的鎳鐵生產國是日本（301,000 噸）、新喀里多尼亞（144,000 噸）和哥倫比亞（105,000 噸）。如果將中國排除在外，這三個國家合計約占世界產量的 51%。烏克蘭、印度尼西亞、希臘和馬其頓按總產量從高到低的順序，均生產了 68,000 噸至 90,000 噸鎳鐵，占額外 31%，不包括中國。

鎳鐵

中國被排除在統計數據之外，因為除了一系列常規鎳鐵品位外，其工業還生產了大量鎳生鐵，估計總產量為 590,000 噸毛重。個別中國產品的鎳含量從大約 1.6% 到高達 80% 不等，具體取決于客戶的最終用途。

鎳銀

鎳銀，也稱為德國銀、Argentann、paktong、新銀、鎳黃銅或羊駝毛（或羊駝毛），是一種含鎳且常含鋅的銅合金。通常的配方是 60% 的銅、20% 的鎳和 20% 的鋅。鎳銀首先作為鍍銀餐具和其他銀器的賤金屬流行起來，特別是被稱為 EPNS（電鍍鎳銀）的電鍍器皿。

鎳銀制品

它用于拉鏈、質量更好的鑰匙、人造珠寶、用于制作樂器（例如鈸、薩克斯管），并且由于其氧化物具有導電性，因此更適合用于電動模型鐵路布局中的軌道。它廣泛用于生產硬幣（例如東德馬克、葡萄牙埃斯庫多）。它的工業和技術用途包括耐腐蝕的船用配件和管道裝置，以及具有高電阻的加熱線圈。

哈氏合金

Hastelloy 是 Haynes International, Inc. 的注冊商標名稱。該商標用作一系列 22 種不同的高耐腐蝕金屬合金的前綴名稱，這些合金由冶金行業在材料術語“超級合金”或“高-性能合金”。主要的合金成分通常是過渡金屬鎳。在該商標名稱的每個子類別中，其他合金成分都添加到鎳中，包括不同百分比的元素鉬、鉻、鈷、鐵、銅、錳、鈦、鋯、鋁、碳和鎢。

哈氏合金閥門

哈氏合金超級合金的主要功能是在中度至重度腐蝕和/或易腐蝕環境中的高溫、高應力服務下有效存活，在這些環境中更常見和更便宜的鐵基合金會失效，包括一些核反應堆的壓力容器、化學反應堆、蒸餾設備和化工行業的管道和閥門。

鉻鎳鐵合金

Inconel 是 Special Metals Corporation 的注冊商標，指的是一系列奧氏體鎳鉻基高溫合金。Inconel合金通常用于高溫應用。它通常在英語中稱為“Inco”（或偶爾稱為“Iconel”）。Inconel 的常見商品名稱包括：Inconel 625、Chronin 625、Altemp 625、Haynes 625、Nickelvac 625 和 Nicrofer 6020。Inconel 合金是抗氧化和耐腐蝕材料，非常適合在極端環境中使用。

由 Inconel 制成的航空航天形狀

加熱時，Inconel 會形成一層厚厚的、穩定的鈍化氧化層，保護表面免受進一步侵蝕。鉻鎳鐵合金在很寬的溫度范圍內保持強度，對于鋁和鋼由于熱誘導的晶體空位而屈服于蠕變的高溫應用具有吸引力（參見阿倫尼烏斯方程）。Inconel 的高溫強度是通過固溶強化或沉淀強化發展起來的，具體取決于合金。在時效硬化或沉淀強化品種中，少量鈮與鎳結合形成金屬間化合物 Ni3Nb 或伽馬素。Gamma prime 形成小立方晶體，可在高溫下有效抑制滑動和蠕變。

蒙乃爾

Monel 是 Special Metals Corporation 的一系列鎳合金的商標，主要由鎳（高達 67%）和銅組成，還有一些鐵和其他微量元素。蒙乃爾合金由國際鎳業公司首席冶金學家大衛·H·布朗 (David H. Browne) 創建。

蒙乃爾合金管

蒙乃爾合金 400 是二元合金，鎳和銅的比例與薩德伯里（安大略省）礦山的鎳礦中天然存在的比例相同。Monel 以公司總裁 Ambrose Monell 的名字命名，并于 1906 年獲得專利。一個 L 被刪除，因為當時不允許姓氏作為商標。

鎳鉻合金

Nichrome 是由 Driver-Harris 公司生產的鎳、鉻和通常鐵的非磁性合金的商標，通常用作電阻絲。常見的合金按質量計為 80% 的鎳和 20% 的鉻，但還有許多其他合金可以適應各種應用。它呈銀灰色，耐腐蝕，熔點高，約為 1400 °C (2552 °F)。

鎳鉻絲

由于其較高的電阻率和在高溫下的抗氧化性，被廣泛應用于電熱元件，如吹風機、電烤箱、烙鐵、烤面包機，甚至電子煙。通常，鎳鉻合金以一定的電阻繞成線圈，然后通過電流以產生熱量。

鎳鈦

鎳鈦，也稱為鎳鈦諾，是鎳和鈦的金屬合金，其中兩種元素的原子百分比大致相等。鎳鈦諾合金具有兩個密切相關且獨特的特性：形狀記憶和超彈性（也稱為偽彈性）。

形狀記憶是指鎳鈦諾在某一溫度下發生變形的能力，然后在加熱到其“轉變溫度”以上時恢復其原始的、未變形的形狀。超彈性發生在剛好高于其轉變溫度的狹窄溫度范圍內；在這種情況下，不需要加熱就可以使未變形的形狀恢復，并且材料具有巨大的彈性，大約是普通金屬的10-30倍。