Никель. Никелевые сплавы

Санкт-петербургский электротехнический колледж



      Доклад по электротехническому материаловедению на тему:



Никелевые сплавы.


             Никель.



Доклад разработали: Бобин И. Фроленков В. Шикунов И. Фролов М. Бутыленков
И.



Проверил:
Иордан О.П.



                           2003



В первичных рудах никель  присутствует  в  соединениях  с  серой  и
мышьяком,  а  во  вторичных  месторождениях   образует   рассеянную
вкрапленность водных никелевых силикатов. Половина  мировой  добычи
никеля приходится на долю России и Канады, крупномасштабная  добыча
ведется также в Австралии,  Индонезии,  Новой  Каледонии,  ЮАР,  на
Кубе, в Китае,  Доминиканской  Республике  и  Колумбии.  В  России,
занимающей первое  место  по  добыче  никелевых  руд  (22%  мировой
добычи),  основная  часть  руды  извлекается   из   медно-никелевых
сульфидных месторождений района Норильска (Таймыр) и отчасти района
Печенги (Кольский п-ов); разрабатывается также  силикатно-никелевое
месторождение на Урале. Канада, прежде производившая 80%  никеля  в
мире за  счет  одного  крупнейшего  медно-никелевого  месторождения
Садбери (пров. Онтарио), ныне уступает России по объему  добычи.  В
Канаде разрабатываются также никелевые  месторождения  в  Манитобе,
Британской Колумбии и других районах. также вырабатывают из  скрапа
(металлолома).
В ПНР быстро растет выпуск меди, в ВНР - алюминия, в НРБ - меди,  в
MHP - меди и молибдена, в СФРЮ - меди, свинца, цинка и алюминия,  в
КНДР - меди, свинца и цинка.
В сульфидных медно-никелевых  рудах  главными  минералами  являются
пентландит, миллерит,  халькопирит,  кубанит,  пирротин,  магнетит,
нередко   сперрилит.   Месторождения   этих   руд   принадлежат   к
магматическим образованиям, приуроченным к кристаллическим щитам  и
древним платформам. Они располагаются в  нижних  и  краевых  частях
интрузий норитов, перидотитов, габбродиабазов и др. пород  основной
магмы. Образуют залежи, линзы и жилы сплошных богатых и зоны  менее
богатых вкраплённых  руд,  характеризуемые  различным  соотношением
пентландита к сульфидам меди и пирротину. Широким  распространением
пользуются вкрапленные, брекчиевидные и массивные руды.  Содержание
никеля в сульфидных рудах колеблется в пределах  от  0,3  до  4%  и
более; соотношение меди  и  никеля   варьирует  от  0,5  до  0,8  в
слабомедистых и от 2 до 4 в высокомедистых сортах руд. Кроме никеля
и меди из руд извлекается значительное количество Со, а  также  Au,
Pt, Pd, Rh, Se, Te, S. Месторождения медно-никелевых руд известны в
СССР в районе Норильска и в Мурманской области (район Печенги),  за
рубежом - в Канаде и Южной Африке.
Силикатные никелевые руды представляют собой рыхлые и глиноподобные
породы коры выветривания ультрабазитов, содержащие  никель  (обычно
не менее 1%). С корами выветривания серпентинитов  площадного  типа
связаны руды,  в  которых  никельсодержащими  минералами  являются:
нотронит, керолит, серпентин, гётит, асболаны. Эти  никелевые  руды
характеризуются обычно невысоким содержанием Ni,  но  значительными
запасами. С корами выветривания трещинного, контактово-карстового и
линейно-площадного     типов,     формирующимися     в      сложных
геологотектонических и гидрогеологических условиях,  связаны  более
богатые руды. Главными минералами в них являются гарниерит, непуит,
никелевый керолит, ферригаллуазит. Среди силикатных руд  выделяются
железистые,  магнезиальные,  кремнистые,  глинозёмистые   разности,
обычно   смешивающиеся   для   металлургической    переработки    в
определённых соотношениях. Механическому обогащению никелевые  руды
не поддаются. В силикатных никелевых рудах содержится  кобальт  при
соотношении  Со:  Ni  порядка  1:  20  -   1:   30.   В   некоторых
месторождениях совместно с силикатными никелевыми  рудами  залегают
железо-никелевые руды с высоким содержанием Fe (50-60%)  и  Ni  (1-
1,5%). Никелевые месторождения  выветривания  известны  в  СССР  на
Среднем и Южном Урале, на Украине, Среди  стран  капиталистического
мира по размерам добычи никелевой руды выделяются  Канада  и  Новая
Каледония (в 1972 произведено соответственно 232,6 тыс. т  и  115,3
тыс. т Ni).

Никель, сравнительно мало распространен в природе, находится рудах,
обладает сходством с металлом кобальтом,  серебристо-белый,  сильно
блестящий, вальцуется в листы и тянется в проволоку, плавится около
1500°,  на  воздухе  окисляется  незначительно,  на  чем   основано
никелирование. По свойствам  своим  Никель  занимает  промежуточное
место между кобальтом и  медью;  в  периодической  системе.  Никель
находит обширное применение в сплавах с медью и  цинком  (никелевая
монета, мельхиор), а также со сталью,  причем  в  стали  повышается
предел упругости и сопротивление разрыву (при содержании Никеля  от
2 до 4%).

Медно-никелевые сплавы, сплавы на основе меди, содержащие никель  в
качестве главного легирующего элемента.  Никель  образует  с  медью
непрерывный ряд твёрдых растворов. При  добавлении  никеля  к  меди
возрастают   её   прочность   и   электросопротивление,   снижается
температурный коэффициент электросопротивления,  сильно  повышается
стойкость   против   коррозии.   Медно-никелевые   сплавы    хорошо
обрабатываются давлением в горячем и холодном состоянии  -  из  них
получают листы, ленты, проволоку, прутки, трубы, штампуют различные
изделия. Медно-никелевые сплавы подразделяют на  конструкционные  и
электротехнические.  Конструкционные  сплавы   отличаются   высокой
коррозионной  стойкостью  и  красивым  серебристым  цветом;  к  ним
относятся мельхиор и нейзильбер. Электротехнические Медно-никелевые
сплавы  имеют высокое электросопротивление  и  высокую  термоэдс  в
паре с другими металлами. Их применяют для изготовления резисторов,
реостатов. К электротехническим М. с. относятся константан,  копель
и другие сплавы. Благодаря разнообразным ценным  свойствам  М.  с.,
несмотря на  дефицитность  никеля,  находят  широкое  применение  в
электротехнике,    судостроении,    для    производства     посуды,
художественных  изделий  массового   потребления,   в   медицинской
промышленности, пирометрии.