Rezaví nikl? Pravda o odolnosti proti korozi
Obsah
Když konstruktéři a designéři vybírají materiál pro výrobu prototypů, nejčastěji si kladou otázku: Nikl nerezaví? Stručná odpověď zní: ne. Nikl nerezaví. Vědecká odpověď je však mnohem složitější a zajímavější.
Ve světě výroby plechů a metalurgie nelze přeceňovat význam přesných definic. "Rez" je termín, který se používá výhradně pro tvorbu oxidu železitého. Protože nikl není železo, nemůže rezavět. Nikl však není kovem bohů. Dochází k jeho interakci s okolím. Dochází u něj k chemickým změnám. Abyste mohli vybrat správný materiál pro lékařské přístroje, automobilové díly nebo průmyslové součásti, musíte nejprve vědět, jak nikl funguje. Tento článek se zabývá chemií niklu. Uvádíme důvody, proč odolává degradaci. Přinášíme také jeho kovové, až, srovnání s kovy. Kromě toho poskytujeme informace o údržbě niklových povrchů, aby byly odolné.
Co je nikl?
Nikl je přechodný kov.
V periodické tabulce prvků má symbol Ni a atomové číslo 28. Kov má stříbřitě bílou barvu, která je mírně zbarvená do zlata. Výrobci si nikl oblíbili pro jeho tvárnost a tvrdost.
Tento kov je skvělým zdrojem energie pro moderní průmyslový svět. Používá se ve slitinách nerezové oceli, lithiových a iontových bateriích a při pokovování letadel. Jeho hlavní vlastností je, že je velmi stabilní. Ve skutečnosti je nikl stabilní na vzduchu i ve vodě. Díky této stabilitě je skvělým kovem pro pokovování těch, které jsou měkké a reaktivnější.
Základní otázka: Rezaví nikl?
Musíme začít tím, že definujeme naše pojmy. Nikl není kov, který rezaví. Rez je velmi specifická chemická reakce: oxidace železa v přítomnosti vody. Vzniklým produktem jsou hydratované oxidy železa(III) (Fe2O3⋅nH2O). Tato načervenalá, hnědá, šupinatá sloučenina je výsledkem rozežírání kovu rzí, což nakonec vede k poruše konstrukce.
Nikl je na druhou stranu jiný příběh. Když kyslík napadne nikl, kov se brání. Vytváří "pasivní film". Jedná se o velmi tenkou, neviditelnou vrstvu oxidu nikelnatého (NiO). Na rozdíl od oxidu železitého je oxid nikelnatý velmi těsně přilnavý k povrchu. Působí tedy jako těsnění kovu. Nepropouští kyslík k atomům, které se nacházejí pod ním. Proto nikl koroduje zanedbatelnou rychlostí. Nedochází k jeho destrukci jako u železa, ale pouze se vytváří ochranný obal.
Věda o pasivaci: Proč nikl přežívá?
Převaha niklu nad ostatními kovy se připisuje především pasivaci. Pasivace je spontánní chemický jev. První věc, kterou povrchové atomy surového niklu udělají, když jej vystavíte atmosféře, je reakce. Chytají molekuly kyslíku. Reakce pak vytváří bariéru podobnou keramice. Nazýváme ji oxidová vrstva. Tato vrstva se skutečně sama opravuje.
Pokud se vám stane, že poškrábete niklovaný povrch, nemějte obavy, obnažený nikl bude stále schopen okamžitě reagovat se vzduchem. Dojde tedy k regeneraci bariéry. To je důvod, proč je niklování tak nepostradatelné při prototypování v automobilovém průmyslu. Automobily jsou na silnici promočené a prosolené. Přesto je vrstva niklu pro ocel bezpečnou zárukou. Bohužel ani nikl neodolá všemu. Silné kyseliny mohou pasivní vrstvu odstranit. Do vrstvy mohou proniknout i velmi vysoké hladiny chloridů (soli). V důsledku toho vznikne důlková koroze, kterou si podrobně vysvětlíme později.
Faktory, díky nimž je nikl odolný proti rzi
Proč je nikl preferovaným materiálem pro medical device prototype a drsném průmyslovém prostředí, které nás často zajímá? Jeho odolnost je podpořena několika vnitřními vlastnostmi. Vysoká chemická stabilita Nikl je výrazně inertnější než železo. Na galvanické řadě zaujímá vyšší pozici. Neodevzdává snadno své elektrony. Díky tomu je v neutrálním prostředí termodynamicky stabilní.
Legující efekt Struktury z čistého niklu téměř nikdy nevyrábíme. Legujeme ho. Přidáním chromu nebo molybdenu k niklu vznikají superslitiny. Tyto prvky nejenže podporují pasivní oxidovou vrstvu, ale stávají se také standardem ve Přesné obrábění CNC pro letecké díly.
Povrchová úprava Kvalita Velký význam má topografie kovu. Leštěný povrch má méně mikroskopických údolíček. Vlhkost se na něm nemůže snadno zachytit. Hladký niklový povrch odolává korozi lépe než hrubý. Nízká reaktivita s vodou Voda je běžným nepřítelem většiny kovů. Nicméně nikl s čistou vodou interaguje velmi pomalu. Netvoří rychle hydroxidy. To umožňuje, aby nikl sloužil v podvodních aplikacích bez okamžité degradace.
Tabulka: Srovnání odolnosti proti korozi
Abychom pochopili, jak si nikl stojí, musíme ho porovnat s ostatními běžnými materiály používanými v průmyslu. výroba plechů.
| Typ kovu | Rezaví? | Primární režim koroze | Stabilita oxidové vrstvy | Typická aplikace |
|---|---|---|---|---|
| Uhlíková ocel | Ano | Červená vločkovitá rez (oxid železitý) | Nestabilní (drobí se) | Konstrukční nosníky |
| Čistý nikl | Ne | Pitting (v agresivních kyselinách) | Vysoce stabilní | Kontakty baterie |
| Nerezová ocel (304) | Ne | Pitting (napadení chloridy) | Stabilní (oxid chromitý) | Kuchyňské potřeby |
| Hliník | Ne | Bílá oxidace | Stabilní (oxid hlinitý) | Letecké rámy |
| Měď | Ne | Patina (zelená verdigris) | Stabilní | Electrical Wiring |
Pochopení galvanické koroze v niklových sestavách
Tato část vysvětluje druhy problémů s montáží, které jsou typické pro vývoj prototypů.
Přestože se kovový nikl vyznačuje dobrou odolností proti korozi, může způsobit korozi jiných kovů. To je Galvanická koroze.
Pokud tedy připevníte niklovou destičku na hliníkový plech a zalijete ji slanou vodou, vznikne baterie. V tomto případě je nikl "ušlechtilým" kovem (katodou). Hliník je "aktivní" kov (anoda). Hliník velmi rychle koroduje, aby zachránil nikl.
Designéři na to musí myslet, když dělají průmyslové prototypování. Nikl by neměl přijít do přímého kontaktu s hořčíkem nebo zinkem, i když o izolaci neuvažujete. Znalost galvanického potenciálu vás ochrání před katastrofální poruchou u vícenásobných kovových sestav.
Oxidovaný nikl vs. rezavění: Vizuální rozdíl
Pro účely kontroly kvality je nezbytné identifikovat rozdíly mezi přirozenou oxidací a destruktivní korozí.
Oxidace niklu (Tarnish): Nikl může ztratit svůj jas. Stává se mírně matným nebo zamlženým. To se označuje jako "dehtování". Jedná se o tenkou vrstvu korozních produktů. Je povrchová. Nezpůsobuje oslabení součásti. Lze ji odstranit leštěním.
Rezavění železa: Rez působí jako rakovina. Bublá a odlupuje se. Rozrůstá se, a tím se díly vytlačují od sebe. Když se rez objeví, je těžké ji zastavit. Ničí celistvost materiálu.
Niklový dehet je kosmetická změna. Železná rez je strukturální změna.
Nejlepší metody čištění niklu
Udržování niklu by mělo probíhat šetrně. Chcete odstranit dehet, aniž byste materiál poškodili.
- Mírné detergenty: Teplá voda a mýdlo na nádobí se skvěle hodí k čištění běžných nečistot. Tato metoda odstraňuje oleje, které způsobují zachycování vlhkosti.
- Octové roztoky: Pokud je dehet opravdu tak silný, zkuste použít směs bílého octa a vody. Mírná kyselina rozpustí matnou vrstvu oxidu.
- Čpavek: U velmi lesklých povrchů niklu pomohou leštidla na kovy, která nejsou abrazivní a obsahují čpavek, aby nikl znovu získal svůj lesk.
- Vyhněte se ocelové vlně: V žádném případě nepoužívejte ocelovou vlnu na niklování. Zanechává po sobě malé částečky železa. Tyto částice rezaví a způsobují, že nikl vypadá jako poškozený.
Nejčastější dotazy
Rezaví nikl ve vodě?
Ne. Čistá voda niklu neškodí. Kov si okamžitě vytvoří ochranný film. Zůstává stabilní na adrese sladkovodní prostředí.
Rezaví nikl ve slané vodě?
Nikl "nerezaví" na adrese slanou vodou, ale trpí tím. Mořská voda obsahuje chloridové ionty. Tyto ionty jsou velmi agresivní. Napadají oxidovou vrstvu na nejexponovanějších místech. Vznikají tak velmi malé otvory, kterým se říká "důlková koroze". V mořském prostředí doporučujeme používat slitiny mědi a niklu (měďnikl) místo čistého niklu. nikl.
Rezaví niklová povrchová úprava?
Niklová povrchová úprava, na adrese sám o sobě nemůže zrezivět. Substrát však může. Například pokud na ocel nanesete nikl a pokovení se poškrábe, ocel pod ním zrezne. Rez prosakuje trhlinou. Vypadá to, že nikl rezaví, ale ve skutečnosti jde o krvácení oceli.
Rezaví saténový nikl?
Saténový nikl je styl povrchové úpravy, ne jiný kov. Je to stejná chemie. Nebude tedy rezavět. Nicméně strukturovaný povrch saténových povrchů může zachycovat vlhkost snadněji než leštěné povrchy. Přesto byste ji měli pravidelně čistit.
Rezaví kartáčovaný nikl?
Broušený nikl se chová stejně jako saténový nikl. Proces "kartáčování" vytváří mikrodrážky. Tyto drážky zvětšují povrch. Zatímco nikl sám o sobě nerezaví, mohou se tyto drážky stát místem, kde se zachycují korozivní činidla. Je nutné otřít kartáčkem nikl dolů častěji než leštěné nikl.
Bude leštěný nikl rezavět?
Ne, nebude. Leštěný nikl je nejlepší ze všech obran. Hladký povrch umožňuje vodě stékat a odtékat. Je to nejmenší plocha, která je vystavena atmosféře. Kov nakonec zmatní, což znamená, že se zbarví do mléčné barvy, ale nezreziví červenou rzí.
Rezaví černý nikl?
Černá nikl je dekorativní pokovení. Pro dosažení tmavé barvy se černá nikl je obvykle kombinace zinku nebo cínu s niklem. Nerezaví. Nicméně černá barva nikl pokovení je většinou velmi tenké. Když se opotřebuje, odhalí se základní kov (obvykle ocel nebo mosaz). Pokud je základna ocelová, odhalené místo zreziví.
Rezaví měď a nikl?
Cupro-nikl je kov, který se vyrábí spojením mědi a nikl. Je známo, že nerezaví. Jedná se o zlatý standard v námořní technice. Je odolný proti korozi ve slané vodě, biologickému poškození, znečištění (tvorba škeblí) a praskání pod napětím. Může se na něm vytvořit zelenkavá, hnědá ochranná patina, ale ne červená rez.
Rezaví olovnatý nikl?
Lead a nikl nerezaví. Nicméně, olovo oxiduje a vytváří bílý prášek. Nepoužíváme olovo v moderním prototypování spotřebních výrobků kvůli jeho toxicitě. Slitiny obsahující tyto kovy jsou velmi odolné. na korozi, ale mohou být zdraví škodlivé.
Rezaví nikl ve venkovním prostředí?
Nikl je odolný kov pro venkovní použití. Už nebude reflexní. Vznikne na něm patina. Nehnije však jako ocel. To z něj dělá dobrou volbu pro venkovní svítidla, pokud vám nevadí změna. na adrese vzhled v průběhu času.
Závěr
Rezaví nikl? Odpověď zní ne. Nikl je velmi odolný.
Pasivace je jeho atomární struktura, která mu umožňuje odolávat oxidaci. Může však zmatnět, a pokud je vystaven slanému prostředí, může se na něm vytvořit důlková koroze, ale rez, jakou známe, pocházející z červeného oxidu železitého, se na niklu nikdy nevytvoří. Díky své velké spolehlivosti je nikl základním prvkem při výrobě moderních technologií.
Trvanlivost, na kterou se mohou konstruktéři spolehnout, je ta, kterou nikl dodává ve všech oblastech od hlubokého taženého lisování kovů až po složité vstřikovací nástroje. Při znalosti vlastností se budete moci rozhodnout, zda váš prototyp potřebuje leštění, kartáčování nebo černý nikl. Ať už se rozhodnete pro jakoukoli povrchovou úpravu, vybíráte materiál, který je vyroben pro dlouhou životnost.
Externí odkazy pro referenci
Zde jsou uvedeny konkrétní autoritativní adresy URL, které můžete použít v sekci externích odkazů.
Institut niklu
- Cílová adresa URL:
https://nickelinstitute.org/en/about-nickel-and-its-applications/ - Institut niklu: Aplikace a vlastnosti
- Cílová adresa URL:
NIST (Národní institut pro standardy a technologie)
- Cílová adresa URL:
https://www.nist.gov/pml/periodic-table-of-elements - Periodická tabulka NIST: Údaje o niklu
- Cílová adresa URL:
Corrosionpedia
- Cílová adresa URL:
https://www.corrosionpedia.com/definition/566/galvanic-corrosion - Korozepedie: Koroze: Pochopení galvanické koroze
- Cílová adresa URL:
ASTM International
- Cílová adresa URL:
https://www.astm.org/b0117-19.html - Norma ASTM B117 pro zkoušení solnou mlhou
- Cílová adresa URL:
Komentáře
Nejnovější příspěvky
Související blogy
Blog společnosti Senyo je zaměřen na sdílení našich rozsáhlých znalostí o výrobě prototypů. Prostřednictvím našich článků vás chceme podpořit při zdokonalování designu vašich výrobků a efektivnější orientaci ve složitostech rychlé výroby prototypů.
