Material de fijación especial: aleación de níquel
El níquel es un elemento químico con el símbolo Ni y el número atómico 28. Es un metal brillante de color blanco plateado con un ligero tinte dorado. El níquel pertenece a los metales de transición y es duro y dúctil. El níquel puro, pulverizado para maximizar el área de superficie reactiva, muestra una actividad química significativa, pero las piezas más grandes reaccionan lentamente con el aire en condiciones estándar porque se forma una capa de óxido en la superficie que evita una mayor corrosión (pasivación). Aun así, el níquel nativo puro se encuentra en la corteza terrestre solo en pequeñas cantidades, generalmente en rocas ultramáficas, y en el interior de meteoritos de níquel-hierro más grandes que no estuvieron expuestos al oxígeno cuando estaban fuera de la atmósfera terrestre.
El níquel meteórico se encuentra en combinación con el hierro, un reflejo del origen de esos elementos como principales productos finales de la nucleosíntesis de supernovas. Se cree que una mezcla de hierro y níquel compone los núcleos interno y externo de la Tierra.
El níquel se oxida lentamente con el aire a temperatura ambiente y se considera resistente a la corrosión. Históricamente, se ha utilizado para revestir hierro y latón, revestir equipos de química y fabricar ciertas aleaciones que retienen un alto brillo plateado, como la plata alemana. Aproximadamente el 9% de la producción mundial de níquel todavía se utiliza para el niquelado resistente a la corrosión. Los objetos niquelados a veces provocan alergia al níquel. El níquel se ha utilizado ampliamente en las monedas, aunque su precio en aumento ha llevado a algún reemplazo por metales más baratos en los últimos años.
El níquel es uno de los cuatro elementos (los otros son hierro, cobalto y gadolinio) que son ferromagnéticos aproximadamente a temperatura ambiente. Los imanes permanentes de Alnico basados en parte en níquel tienen una fuerza intermedia entre los imanes permanentes a base de hierro y los imanes de tierras raras. El metal es valioso en los tiempos modernos principalmente en aleaciones; aproximadamente el 68% de la producción mundial se utiliza en acero inoxidable. Otro 10% se utiliza para aleaciones a base de níquel y cobre, 7% para aceros aleados, 3% en fundiciones, 9% en galvanoplastia y 4% en otras aplicaciones, incluido el sector de baterías de rápido crecimiento, incluidas las eléctricas. vehículos (EV). Como compuesto, el níquel tiene varios usos de fabricación de productos químicos especializados, como catalizador para hidrogenación, cátodos para baterías, pigmentos y tratamientos de superficies metálicas.
El níquel se obtiene mediante metalurgia extractiva: se extrae del mineral mediante procesos convencionales de tostado y reducción que arrojan un metal con una pureza superior al 75%. En muchas aplicaciones de acero inoxidable, se puede usar níquel puro al 75% sin purificación adicional, dependiendo de las impurezas.
La producción mundial de níquel se utiliza actualmente de la siguiente manera: 68% en acero inoxidable; 10% en aleaciones no ferrosas; 9% en galvanoplastia; 7% en acero aleado; 3% en fundiciones; y 4% otros usos (incluidas baterías).
El níquel se utiliza en muchos productos industriales y de consumo específicos y reconocibles, que incluyen acero inoxidable, imanes de álnico, monedas, baterías recargables, cuerdas de guitarra eléctrica, cápsulas de micrófono, enchapado en accesorios de plomería y aleaciones especiales como permalloy, elinvar e invar. Se utiliza para enchapado y como tinte verde en vidrio. El níquel es predominantemente un metal de aleación, y su uso principal es en aceros de níquel y hierros fundidos de níquel, en los que normalmente aumenta la resistencia a la tracción, la tenacidad y el límite elástico. Se usa ampliamente en muchas otras aleaciones, incluidos los latón de níquel y los bronces y las aleaciones con cobre, cromo, aluminio, plomo, cobalto, plata y oro (Inconel, Incoloy, Monel, Nimonic).
Debido a que es resistente a la corrosión, el níquel se usó ocasionalmente como sustituto de la plata decorativa. El níquel también se usó ocasionalmente en algunos países después de 1859 como un metal de acuñación barato (ver arriba), pero en los últimos años del siglo XX, fue reemplazado por aleaciones de acero inoxidable más baratas (es decir, hierro), excepto en los Estados Unidos y Canadá. . [cita requerida]
El níquel es un excelente agente de aleación para ciertos metales preciosos y se utiliza en el ensayo de fuego como recolector de elementos del grupo del platino (PGE). Como tal, el níquel es capaz de recolectar completamente los seis elementos PGE de los minerales y de recolectar oro parcialmente. Las minas de níquel de alto rendimiento también pueden participar en la recuperación de PGE (principalmente platino y paladio); ejemplos son Norilsk en Rusia y la cuenca de Sudbury en Canadá.
La espuma de níquel o la malla de níquel se utilizan en electrodos de difusión de gas para pilas de combustible alcalinas.
El níquel y sus aleaciones se utilizan con frecuencia como catalizadores para reacciones de hidrogenación. El níquel Raney, una aleación de níquel-aluminio finamente dividida, es una forma común, aunque también se utilizan catalizadores relacionados, incluidos los catalizadores de tipo Raney. [Cita requerida]
El níquel es un material naturalmente magnetoestrictivo, lo que significa que, en presencia de un campo magnético, el material sufre un pequeño cambio de longitud. La magnetoestricción del níquel es del orden de 50 ppm y es negativa, lo que indica que se contrae.
El níquel se utiliza como aglutinante en la industria del carburo de tungsteno cementado o de metales duros y se utiliza en proporciones del 6% al 12% en peso. El níquel hace que el carburo de tungsteno sea magnético y agrega resistencia a la corrosión a las piezas cementadas, aunque la dureza es menor que la de las que tienen un aglutinante de cobalto.
El Ni, con su vida media de 100,1 años, es útil en los dispositivos de krytron como emisor de partículas beta (electrones de alta velocidad) para hacer que la ionización por el electrodo de mantenimiento vivo sea más confiable. Se está investigando como fuente de energía para baterías betavoltaicas. .
Alrededor del 27% de toda la producción de níquel se destina a la ingeniería, el 10% a la edificación y la construcción, el 14% a los productos tubulares, el 20% a los productos metálicos, el 14% al transporte, el 11% a los productos electrónicos y el 5% a otros usos.