Biex tindirizza l-mistoqsija “Is-sadid tan-nikil?”Komprensivament, L-ewwel niċċaraw distinzjoni kritika: Is-sadid huwa t-terminu komuni għall-ossidu tal-ħadid (Fe₂o₃ jew fe₃o₄), Prodott ta 'korrużjoni kannella aħmar esklussiv għal-ligi li fihom il-ħadid u l-ħadid.
Nickel, metall ta 'transizzjoni mingħajr ħadid fil-forma pura tiegħu, ma tistax tifforma sadid.
Madankollu, In-nikil jista 'jissaddad - li jiżviluppa rqiq, saffi protettivi ta 'ossidu jew, f'ambjenti ħorox, Komposti aktar ta 'ħsara bħal idrossidi tan-nikil jew sulfidi.
1. Sadid vs.. Korrużjoni: Għaliex in-nikil ma jistax jissaddad
Biex issolvi l-mistoqsija ewlenija, L-ewwel irridu niddefinixxu t-termini ewlenin:
- Sadid: Ossidu tal-ħadid idratat (E.g., FEO(Oh)NH₂O) iffurmat meta l-ħadid jirreaġixxi bl-ossiġnu u l-umdità.
Huwa poruż, Flaky, u ma joffri l-ebda protezzjoni kontra aktar korrużjoni. - Korrużjoni: Id-degradazzjoni elettrokimika ta 'kwalunkwe metall minħabba reazzjonijiet bl-inħawi tagħha.
Għal metalli mhux tal-ħadid bħal nikil, Il-korrużjoni tipproduċi ossidi, idrossidi, jew melħ li jista 'jkun protettiv (passiv) jew distruttiv.
Nikil pur (Huwa ≥ 99.0%) ma fih l-ebda ħadid, Allura ma jistax jifforma ossidu tal-ħadid (sadid). Minflok,
Il-prodotti tal-korrużjoni tan-nikil huma primarjament Ossidu tan-nikil (Nio), Idrossidu tan-nikil (Fi(Oh)₂), jew Karbonat tan-nikil (Nico₃)—Compi li jġibu ruħhom b'mod differenti ħafna mis-sadid.
2. Ir-reżistenza għall-korrużjoni tan-nikil: Is-saff tal-ossidu passiv
Ir-reputazzjoni tan-nikil għar-reżistenza għall-korrużjoni toħroġ mill-kapaċità tagħha li tifforma irqiq, saff ta 'ossidu passiv aderenti fuq il-wiċċ tagħha - barriera elettrokimika li timblokka aktar reazzjoni mal-ambjent.
Hawn kif jaħdem dan il-proċess:
Formazzjoni tas-saff passiv
Meta jkun espost għall-ossiġnu (arja, ilma, jew ambjenti ossidanti), In-nikil jgħaddi minn reazzjoni rapida: 2Fi + O2 → 2nio
Dan is-saff tan-nio huwa biss 2–5 Nanometri (nm) oħxon (1 nm = 10⁻⁹ metri)- Inviżibbli għall-għajn - imma densament ippakkjat u kimikament stabbli.
B'differenza mis-sadid poruż, Is-saff Nio jaderixxi sewwa mal-wiċċ tan-nikil, Il-prevenzjoni tal-ossiġnu u l-umdità milli jilħqu l-metall sottostanti.
F'ambjenti milwiema (E.g., ilma, ilma baħar), is-saff jevolvi biex jinkludi Idrossidu tan-nikil (Fi(Oh)₂) u, f'ambjenti karbonizzati, Karbonat tan-nikil (Nico₃)—Both minnhom isaħħaħ il-barriera passiva.
Stabbiltà tas-saff passiv
Is-saff Nio jibqa 'stabbli f'firxa wiesgħa ta' kundizzjonijiet:
- firxa tal-pH: Effettiv fin-newtrali (pH 6–8) u kemmxejn alkalini (pH 8–12) ambjenti.
F'aċidi ħfief (E.g., 5% aċidu aċetiku), Is-saff jinħall bil-mod, Iżda f'aċidi qawwija (E.g., 37% Aċidu idrokloriku), Tkisser kompletament. - Temperatura: Stabbli sa ~ 600 ° C fl-arja. Fuq dan, Nio jeħxien u jsir poruż, tnaqqas il-ħila protettiva tagħha (E.g., fi 800 ° C., in-nikil jikkorrodi f '~ 0.1 mm / sena fl-arja, vs. <0.001 mm / sena f'temperatura tal-kamra).
- Disponibbiltà ta 'ossiġnu: Teħtieġ ossiġnu minimu biex iżomm - anke f'ilma staġnat, is-saff jippersisti, Nagħmlu n-nikil adattat għal applikazzjonijiet mgħaddsa (E.g., Komponenti tal-Baħar).
Rati ta 'korrużjoni ta' nikil pur
| Ambjent | Rata ta 'korrużjoni | Noti |
| Atmosfera urbana | <0.001 mm / sena | Negliġibbli, >50-Lifespan tas-Sena |
| Ilma baħar (35,000 PPM CL⁻) | 0.005–0.01 mm / sena | Ferm inqas mill-azzar tal-karbonju (0.5–1 mm / sena) |
| Ilma ħelu newtrali | <0.005 mm / sena | Adattat għal tagħmir għat-trattament tal-ilma |
3. Fatturi li jnaqqsu r-reżistenza għall-korrużjoni tan-nikil
Għalkemm in-nikil huwa reżistenti ħafna għall-korrużjoni minħabba s-saff tal-ossidu passiv tiegħu, Bosta fatturi ambjentali u relatati mal-materjal jistgħu jikkompromettu din il-protezzjoni.
Il-fehim ta 'dawn il-fatturi huwa kruċjali biex tbassar il-prestazzjoni ta' Nickel u l-prevenzjoni ta 'korrużjoni lokalizzata jew aċċellerata.
Joni tal-klorur u l-alid: Pitting u korrużjoni tax-xquq
Joni tal-klorur (Cl⁻)—Tound fl-ilma baħar, melħ tat-triq, u l-ilma tas-salmura industrijali - huma l-ikbar ghadu tan-nikil.
Huma jippenetraw is-saff passiv nio f'punti dgħajfa (E.g., grif, fruntieri tal-qamħ) u tibda Pitting korrużjoni: ċkejkna, Toqob lokalizzati li jikbru maż-żmien.
- Mekkaniżmu: Il-kloruri jirreaġixxu man-nikil biex jiffurmaw klorur tan-nikil li jinħall (Nicl₂), li jxolji s-saff tal-ossidu lokalment.
In-nikil espost imbagħad jissaddad malajr, Ħolqien ta 'fosos żgħar daqs 10 μm fid-dijametru. - Fatturi ta 'riskju: Konċentrazzjonijiet għoljin ta 'klorur (>1,000 ppm), temperaturi għoljin (>50° C.), u kundizzjonijiet staġnati (E.g., xquq bejn partijiet tan-nikil imbarrat).
- Data: Fl-ilma baħar (35,000 PPM CL⁻) f'60 ° C., Ir-rata ta 'korrużjoni ta' Nickel Pura tiżdied għal 0.05-0.1 mm / sena (5–10 × ogħla milli f'temperatura tal-kamra) minħabba l-pitting.
Impuritajiet fin-nikil: Dgħajjef is-saff passiv
Nikil kummerċjali (E.g., Grad ASTM B162 200, 99.0-99.5% fi) fih impuritajiet ta 'traċċa bħall-ħadid (Fe), Kubrit (S), u karbonju (Ċ)- li kollha jnaqqsu r-reżistenza għall-korrużjoni:
- Ħadid (Fe): Anke 0.5% Fe toħloq ċelloli mikrogalvaniċi (Il-ħadid jaġixxi bħala anodu, Nickel bħala katodu), taċċellera l-korrużjoni f'ambjenti mxarrba.
Pereżempju, Nickel ma ' 1% Fe għandha rata ta 'korrużjoni tal-ilma baħar ta' 0.02 mm / sena (id-doppju ta 'dak ta' 99.99% Nikil pur). - Kubrit (S): Jifforma sulfid tan-nikil (Nis) f'ambjenti sulfidiċi (E.g., bjar taż-żejt u tal-gass b'H₂s), li huwa fraġli u suxxettibbli għal cracking.
- Karbonju (Ċ): Fi >0.1% Ċ, jifforma karbur tan-nikil (Ni₃c), li jfixkel is-saff passiv u jżid ir-riskju tal-pitting.
Nickel ultra-għoli-purità (99.99% Fi) jevita dawn il-kwistjonijiet, tagħmilha ideali għal applikazzjonijiet kritiċi bħall-manifattura tas-semikondutturi.
Aċidi qawwija u ambjenti li jnaqqsu
Is-saff NiO passiv jinħall f'aċidi li jnaqqsu qawwi (E.g., Aċidu idrokloriku, HCl) jew aċidi mhux ossidanti (E.g., Aċidu sulfuriku, H₂so₄ > 20% konċentrazzjoni). Pereżempju:
- Fi 37% HCl (temperatura tal-kamra), In-nikil pur jikkorrodi fuq 1-2 mm / sena (Degradazzjoni rapida, L-ebda saff passiv).
- Fl-aċidi ossidanti (E.g., aċidu nitriku, Hno₃), Is-saff huwa msaħħaħ (L-aċidu nitriku jaġixxi bħala ossidizzatur), Allura n-nikil jirreżisti l-korrużjoni (rata <0.01 mm / sena fi 65% Hno₃).
4. Ligi tan-nikil: Titjib tar-reżistenza għall-korrużjoni
| Liga | Kompożizzjoni (Elementi ewlenin) | Vantaġġ tar-reżistenza għall-korrużjoni | Rata ta 'korrużjoni fl-ilma baħar (mm / sena) | Applikazzjonijiet tipiċi |
| Nikil pur (99.99%) | Huwa ≥ 99.99% | Reżistenza eċċellenti għal atmosfera ġenerali u ilma ħelu | 0.005–0.01 | Elettronika, Thermocouples, Bastimenti kimiċi |
| Monel 400 | 65% Fi, 34% Cu, 1% Fe | Reżistenza superjuri għal ilma baħar u aċidi li jnaqqsu (H₂so₄ <30%) | 0.002–0.005 | Valvi tal-baħar, Xaftijiet tal-iskrun, Skambjaturi tas-sħana |
| Inconel 625 | 59% Fi, 21.5% Cr, 9% Mo | Reżistenza eċċezzjonali għal kloruri, xquq u korrużjoni li tpoġġi, stabbli sa 650 ° C | <0.001 | Rigs taż-żejt barra mill-kosta, reatturi kimiċi, pajpijiet tal-baħar tal-baħar |
| 304 Stainless Steel | 18% Cr, 8% Fi, 74% Fe | Reżistenza tajba għall-korrużjoni f'ambjenti ħfief; suxxettibbli għal pitting f'ambjenti b'ħafna klorur | 0.01–0.02 | Tagħmir tal-kċina, Trim arkitettoniku |
| 316 Stainless Steel | 16–18% cr, 10-14% għandhom, 2–3% mo, Bilanċ Fe | Reżistenza mtejba tal-klorur vs. 304 Minħabba mo; Adattat għal ambjenti tal-baħar u kimiċi | 0.005–0.01 | Tagħmir tal-baħar, Tankijiet Kimiċi, Arkitettura kostali |
5. Kunċetti żbaljati komuni: "Rust" fuq oġġetti tan-nikil jew tan-nikil
In-nies spiss jiżbaljaw il-korrużjoni tan-nikil għas-sadid - hawn dak li verament qed jiġri:
Kunċett żbaljat 1: "L-azzar tiegħi miksijin min-nikil."
Fatt: Is-sadid ġej mill - Metall bażi tal-azzar, Mhux il-plating tan-nikil.
Plating tan-nikil (5–50 μm ħoxnin) tipproteġi l-azzar billi taġixxi bħala barriera, Imma jekk il-plating ikun mibrux jew jintlibes, L-azzar huwa espost għall-ossiġnu u l-umdità, tifforma sadid.
Biex tevita dan, L-azzar miksi bin-nikil ħafna drabi huwa miksi b'laker ċar jew użat f'ambjenti ta 'moisture baxx.
Kunċett żbaljat 2: "In-nikil isir kannella - mhux dak is-sadid?”
Fatt: Is-skulurazzjoni kannella fuq in-nikil hija Tħassar, mhux sadid. Jifforma meta n-nikil jirreaġixxi b'komposti tal-kubrit fl-arja (E.g., minn tniġġis jew gass naturali) Biex toħloq sulfid tan-nikil (Nis) jew karbonat tan-nikil (Nico₃).
It-tħassir huwa rqiq u jista 'jitneħħa b'oborsiv ħafif (E.g., Baking Soda), B'differenza mis-sadid, li huwa distruttiv.
"Nickel fid-doċċa tiegħi sadid."
Fatt: Ilma tad-doċċa fih kloruri (Mit-trattament tal-ilma tal-vit) u umdità, liema kawża Pitting korrużjoni fuq in-nikil (mhux sadid).
It-toqob żgħar jew it-tikek bojod li tara huma idrossidu tan-nikil (Fi(Oh)₂), mhux ossidu tal-ħadid. Uża ligi tan-nikil-kromju (E.g., Inconel) fid-doċoċ jipprevjeni dan.
6. Ittestja r-reżistenza għall-korrużjoni tan-nikil: Standards tal-industrija
Biex tiżgura n-nikil u l-ligi tiegħu jissodisfaw ir-rekwiżiti tal-korrużjoni, Il-manifatturi jiddependu fuq testijiet standardizzati:
Test tal-isprej tal-melħ (ASTM B117)
Jevalwa r-reżistenza għal ambjenti sinjuri fil-klorur. Il-kampjuni huma esposti għal 5% Ċpar NaCl f'35 ° C għal 100-1,000 siegħa. Għaddi kriterji għal nikil pur: l-ebda pitting jew korrużjoni wara 500 sigħat.
Spettroskopija ta 'impedenza elettrokimika (Eis)
Tkejjel l-integrità tas-saff passiv billi tapplika vultaġġ AC żgħir fuq il-wiċċ tan-nikil.
Impedenza għolja (Reżistenza għall-fluss tal-kurrent) Jindika saff stabbli - in-nikil pur tipikament għandu impedenza ta ' >10⁶ ohms · cm² f'ilma newtrali.
Ittestjar ta 'telf ta' piż (ASTM G1)
Tkejjel ir-rata tal-korrużjoni billi tiżen kampjun tan-nikil qabel u wara l-esponiment għal ambjent korrużiv. Għal nikil pur fl-ilma baħar, Telf ta 'piż għandu jkun <0.01 g / m² / jum.
7. Applikazzjonijiet industrijali ta 'liga tan-nikil
L-inkapaċità ta 'Nickel għas-sadid u r-reżistenza qawwija tal-korrużjoni tagħha tagħmilha insostitwibbli fis-setturi ewlenin:
Inġinerija tal-Baħar
Monel 400 u Inconel 625 jintużaw għall-iskrejjen tal-vapuri, Komponenti tal-pjattaforma barra mill-kosta, u pompi tal-ilma baħar - fejn ir-reżistenza tagħhom għall-pitting tal-klorur u l-korrużjoni tal-ilma baħar tiżgura 20-30 sena ta 'servizz (vs. 5–10 snin għall-azzar).
Ipproċessar kimiku
Ligi tan-nikil jimmaniġġjaw kimiċi aggressivi bħall-aċidu sulfuriku (Monel 400) u aċidu idrokloriku (Hastelloy C-276, Liga tan-nikil-molibdenu).
Pereżempju, Hastelloy C-276 għandu rata ta 'korrużjoni ta' <0.01 mm / sena fi 20% HCl f'60 ° C - Far aħjar minn nikil pur.
Elettronika
Nikil ultra-pur (99.99%) jintuża fil-wejfers tas-semikondutturi u t-terminali tal-batterija, fejn uċuħ ħielsa mit-tħawwil u reżistenza għal aċidi ħfief (E.g., Soluzzjonijiet tat-tindif) huma kritiċi.
Arkitettura
Ligi tan-nikil-kromju (E.g., Inconel 600) jintużaw għall-bini tal-faċċati u l-monumenti - iżommu d-dehra tal-fidda tagħhom għal għexieren ta ’snin (l-ebda sadid, Tarnish minimu) u tiflaħ it-tniġġis urban.
8. Konklużjoni: In-nikil ma jissaddadx, Iżda jista 'jissaddad
Nickel Qatt ma tisħon, Minħabba li s-sadid huwa ossidu tal-ħadid u n-nikil m'għandux ħadid. Huwa naturali saff ta 'ossidu tipproteġiha mill-biċċa l-kbira tal-korrużjoni, iżommha ferm aktar durabbli mill-azzar f'kundizzjonijiet normali.
Imma n-nikil jista 'jissaddad taħt ċerti sitwazzjonijiet: Ilma b'ħafna klorur, impuritajiet fil-metall, jew aċidi qawwija jistgħu jagħmlu ħsara lis-saff protettiv tiegħu.
Billi tiffalsifika n-nikil b'metalli bħal kromju, molibdenu, jew ram, Inġiniera joħolqu ligi bħal Inconel u Monel, li jirreżistu kimiċi ħorox, temperaturi għoljin, u ilma baħar.
FAQs
Jistgħu oġġetti miksija min-nikil qatt ma jkunux kontra s-sadid?
Le - il-plating tan-nikil huwa barriera, Imma jekk tkun bil-ħsara, il-metall sottostanti (ħafna drabi l-azzar) se sadid.
Għal oġġetti miksija bin-nikil "prova tas-sadid", Uża kisi duplex (Nickel + Chrome) jew agħżel materjal ta 'bażi tal-liga tan-nikil (E.g., Monel) minflok l-azzar.
In-nikil huwa aktar reżistenti għall-korrużjoni mill-istainless steel?
Jiddependi fuq il-grad tal-istainless steel. Nikil pur huwa aktar reżistenti għall-ilma baħar milli 304 azzar li ma jissaddadx (suxxettibbli għall-pitting),
Iżda 316 azzar li ma jissaddadx (bil-molibdenu) jaqbel jew jaqbeż ir-reżistenza tal-klorur tan-nikil pur bi prezz aktar baxx.
In-nikil jissaddad fil-pixxini tal-ilma mielaħ?
Iva - Il-pixxini tal-ilma għandhom 3,000-5,000 ppm CL⁻, li jista 'jikkawża pitting fin-nikil pur.
Uża Inconel 625 jew 316 Azzar li ma jissaddadx għal komponenti tal-pixxina (E.g., slielem, Fittings) Biex tevita l-korrużjoni.
Kif nista 'naddaf in-nikil imtebba' mingħajr ma tagħmel ħsara lilha?
Uża soluzzjoni ħafifa ta 'ilma sħun u sapun tad-dixx, jew pejst ta 'baking soda u ilma (Abrasiva biżżejjed biex tneħħi t-Tinbid, ġentili biżżejjed biex ma tobrox is-saff passiv).
Evita kimiċi ħorox bħal bliċ, li jinħall Nio.
Huwa n-nikil użat f'kisi preventiv tas-sadid għall-azzar?
Iva - plating tan-nikil elettroless (uniformi, Kisi oħxon) huwa applikat għal partijiet tal-azzar (E.g., boltijiet tal-karozzi, Ċilindri idrawliċi) Biex tevita s-sadid.
Is-saff tan-nikil jaġixxi bħala barriera, u s-saff tal-ossidu passiv tiegħu jirreżisti l-umdità.
