Niken và hợp kim niken là những vật liệu đóng vai trò then chốt trong nhiều ngành công nghiệp hiện đại, từ hàng không vũ trụ đến hóa chất, năng lượng và điện tử. Với những tính chất ưu việt như độ bền hóa học, độ bền cơ học cao, khả năng chịu nhiệt tốt, độ dẻo dai và tính từ, niken và hợp kim niken là lựa chọn hàng đầu cho các ứng dụng đòi hỏi hiệu suất cao và độ tin cậy. Bài viết này sẽ đi sâu vào tính chất, phân loại và ứng dụng của niken và hợp kim niken.
 

1. Tính chất vật lý của niken

• Độ bền hóa học cao:
  • Niken có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời trong nhiều môi trường, bao gồm axit, kiềm và nước biển.
  • Ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị hóa chất, thiết bị xử lý nước biển và các môi trường ăn mòn khác.
• Độ bền cơ học cao:
  • Niken có độ bền kéo, độ bền uốn và độ bền nén cao, đặc biệt ở nhiệt độ cao.
  • Ứng dụng trong các chi tiết máy, tua bin khí và các thiết bị chịu tải trọng lớn.
• Khả năng chịu nhiệt tốt:
  • Niken có nhiệt độ nóng chảy cao (1455°C) và giữ được độ bền ở nhiệt độ cao.
  • Ứng dụng trong các lò nung, tua bin khí và các thiết bị làm việc ở nhiệt độ cao.
• Độ dẻo dai cao:
  • Niken dễ dàng gia công bằng áp lực ở trạng thái nóng và nguội.
  • Có thể kéo thành dây, cán thành tấm mỏng.
• Tính từ:
  • Niken là kim loại sắt từ, có thể bị từ hóa.
  • Ứng dụng trong các thiết bị điện từ và nam châm.
• Tính chất khác:
  • Khối lượng riêng: 8,9 g/cm³ (ở 20°C).
  • Nhiệt độ sôi: 3377°C.
  • Hệ số dẫn nhiệt: 0,14 cal/cm.s (ở 0-100°C).
  • Điện trở suất: 0,092 Ω.mm²/m (niken cứng).

2. Hợp kim niken

• Hợp kim niken có tính chịu nhiệt tốt, tính bền nhiệt cao, điện trở lớn, tính chống ăn mòn tốt và dẻo dai ở nhiệt độ thường và nhiệt độ cao.
• Hợp kim niken-crom (Ni-Cr):
  • Chịu nhiệt độ cao, chống ăn mòn tốt.
  • Ứng dụng: Dây điện trở, lò nung, tua bin khí.
• Hợp kim niken-đồng (Ni-Cu):
  • Chống ăn mòn tốt, đặc biệt trong môi trường axit và nước biển.
  • Ứng dụng: Van, bơm, thiết bị trao đổi nhiệt.
• Hợp kim niken-molypden (Ni-Mo):
  • Chống ăn mòn cực tốt trong môi trường axit khử.
  • Ứng dụng: Thiết bị hóa chất, thiết bị xử lý axit.
• Hợp kim niken-sắt (Ni-Fe):
  • Tính từ mềm, hệ số giãn nở nhiệt thấp.
  • Ứng dụng: Biến áp, linh kiện điện tử.
• Hợp kim niken siêu bền:
  • Chịu nhiệt độ cực cao, độ bền cơ học vượt trội.
  • Ứng dụng: Tua bin khí máy bay, động cơ tên lửa.

3. Ứng dụng của niken và hợp kim niken

• Ngành hàng không vũ trụ:
  • Tua bin khí máy bay, động cơ tên lửa.
  • Chi tiết kết cấu chịu nhiệt độ cao.
• Ngành hóa chất:
  • Thiết bị phản ứng, thiết bị trao đổi nhiệt.
  • Bồn chứa, đường ống dẫn hóa chất.
• Ngành năng lượng:
  • Tua bin khí nhà máy điện, lò phản ứng hạt nhân.
  • Thiết bị khai thác dầu khí.
• Ngành điện tử:
  • Linh kiện điện tử, pin, nam châm.
  • Dây điện trở, thiết bị mạ điện.
• Ngành y tế:
  • Dụng cụ phẫu thuật, thiết bị cấy ghép.
  • Thiết bị chẩn đoán hình ảnh.
• Ngành giao thông vận tải:
  • Chi tiết ô tô, tàu thủy, đường sắt.
  • Hệ thống xử lý khí thải.
• Ngành xây dựng:
  • Vật liệu chống ăn mòn cho các công trình ven biển.
  • Chi tiết trang trí kiến trúc.

4. Ưu điểm của niken và hợp kim niken

• Độ bền hóa học và độ bền cơ học cao.
• Khả năng chịu nhiệt tốt.
• Độ dẻo dai và tính từ.
• Khả năng chống ăn mòn vượt trội.
• Tính thẩm mỹ cao.

Niken và hợp kim niken là những vật liệu siêu việt, đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp hiện đại. Với những tính chất ưu việt và khả năng ứng dụng rộng rãi, chúng sẽ tiếp tục là lựa chọn hàng đầu cho các ứng dụng đòi hỏi hiệu suất cao và độ tin cậy.