镍化合物在价值链中的重要贡献

2018年04月26日 9:39 8957次浏览 来源:   分类: 镍资讯

导读: 虽然从数量上看,金属镍是镍的最重要形态,但镍化合物也有关键用途。镍化合物的重要性尚未得到广泛认可,但源于金属镍的这类物质已被应用于很多行业,对于无数产品的日常生产至关重要。

镍是一种自然存在、有光泽的银白色金属元素,人类使用镍已有约2000年的历史。直到18世纪,镍才被确定为一种元素,随后在电镀及合金中得到广泛应用。不锈钢是在20世纪初被发现的,镍在其中发挥了有益的作用。

虽然从数量上看,金属镍是镍的最重要形态,但镍化合物也有关键用途。镍化合物的重要性尚未得到广泛认可,但源于金属镍的这类物质已被应用于很多行业,对于无数产品的日常生产至关重要。

大多数人并未认识到镍化合物在汽车和电子产品等日常用品使用中的重要性,因为它们在生产过程中会被转换为金属或其他物质或融入产品之中。

虽然从数量上看,金属镍是镍的最重要形态,但镍化合物也有关键用途。镍化合物的重要性尚未得到广泛认可,但源于金属镍的这类物质已被应用于很多行业,对于无数产品的日常生产至关重要。

电镀中的镍化合物

镍化合物被广泛用于对金属进行电镀以及对其他基材(例如塑料)进行涂覆。镀镍可以形成耐腐蚀性和耐磨性的独特组合,并能为后续涂层提供优良的附着性。因此,镍往往作为其他镀层(例如铬)的底层。

电镀或表面处理涂覆一薄层金属或合金,是为了改变技术或物理特性(例如导电率)或提高耐用性。电镀还用于装饰用途,例如,浴室水龙头不仅需要耐腐蚀性和耐磨性,还需要明亮、有光泽的外观。

镀镍在汽车工业中的应用

电镀对于汽车工业而言格外重要,其中涂层溶液正在快速创新,而且镍对于安全、长寿命等特性不可或缺。塑料和铝材上的电镀保证了美学和耐用性这些关键优势。其他重要的电镀工艺包括电解锌镍电镀和无电解镀镍。

锌镍电镀对于腐蚀防护特别有效,例如,防止盐雾腐蚀。因此,其在汽车螺栓、紧固件和零部件方面的需求很高。

同样,无电解镀镍是一种有名的磨损防护工艺,其应用领域包括液压系统、各种发动机零件中的转轴、驻车制动器和自动变速箱。

航天工业中的镀镍

航天工业对安全性和可靠性的技术要求最高。该行业针对所有材料和镀层采用严格的标准,并针对飞行器零件采用严格的维护程序,而这些材料、镀层和零件需要在使用前进行详细评价和测试。

镍基电镀结合了多种独特的功能特性,在航天应用中发挥着非常重要的作用。这些特性包括优良的附着性、耐腐蚀性、硬度、耐磨性、耐侵蚀性和均匀层厚,即使对于复杂零件也是如此。因此,镍、锌镍和无电解镍镀层都凭借优良性能,在航天工业中被日益广泛地使用。

电子产品中的镀镍

如今,我们几乎在所有方面都依赖着电子产品。在对可靠性要求很高、故障会导致严重后果的应用中,电子产品发挥着特别重要的作用,例如汽车、飞机、列车和能源行业。电子产品中采用的相关材料必须符合最严格的技术要求。

镀镍在电子零件中广泛使用,例如接头、触点、微处理器和集成电路,有助于保证功能性和可靠性。由于对这类零件的要求极为苛刻,因此,镀镍在电子工业中发挥着关键作用。它具有耐腐蚀性、可焊性、用于避免金属迁移的阻挡层,而且能缓解导致短路的“晶须”现象。

催化剂中的镍化合物

催化剂在化工生产中不可或缺,因为它们能使反应在较低温度和压力下更快发生,从而节省了能量并提高了效率。工业催化剂往往是金属或金属化合物,可通过固有性质催化特定的化学反应。

催化剂中采用的金属包括镍、铜、钴、钼和铂等。

燃料、化肥和精细化学品的生产都需要通过镍基催化剂来催化特定的工艺步骤。

催化剂是为特定工艺设计的。例如,镍催化剂发挥重要的一个核心工艺是“蒸汽重整”,这是工业上的主要制氢工艺。

氢气主要在精炼厂使用,对于清洁燃料的生产至关重要。

镍化合物及其他金属催化剂催化的另一个重要工艺是加氢处理。

炼油厂采用该工艺对馏分油进行预处理并清除硫、氮、氧、金属和芳香族化合物。该工艺对于减少硫排放和实现环境目标至关重要。

颜料、烧料和釉料中的镍化合物

氧化镍作为原料用于无机颜料和烧料的生产,而后者又用于釉料和珐琅的生产。烧料与玻璃类似,用于让釉料具备某些特性和颜色。氧化镍还用于提高底涂层釉料的附着性并作为着色剂使用。

这类釉料用于装饰和保护成品表面,例如餐具、地砖、墙砖、艺术陶瓷制品和搪瓷钢件。某些无机颜料中,氧化镍的使用可形成无法以其他方式获得的独特色彩和精细色调。

务必注意的是,由于镍以化学方式结合在材料中,因此不存在释放风险。

玻璃器皿生产中的镍化合物

氧化镍还用于某些类型玻璃的生产,包括结晶玻璃、黑光蓝玻璃和镜片玻璃。在太阳镜中,镍作为着色剂使用,赋予镜片棕色以吸收太阳光并保护眼睛不受紫外线辐射。

少量氧化镍用于让某些结晶玻璃产品形成紫色色调。

使用数量较大时,镍化合物会使玻璃具有一系列特定的颜色,从浅灰色到蓝色、紫色甚至黑色,具体取决于镍的浓度。

氧化镍的一种专业用途是荧光灯黑光蓝玻璃(BLB)的生产。

BLB灯泡是一种荧光灯管,发射长波紫外线辐射,用于考古、钞票检验、法医学、食品工业、医药、矿物学、集邮等领域的检测和分析,以及在剧院和广告照明中形成特殊效果。

电池中的镍化合物

几种镍化合物(氢氧化亚镍、硝酸亚镍、硫酸镍和锂镍复合氧化物)和金属镍用于各类可充电电池的生产,包括镍镉(Ni-Cd)、镍金属氢化物(NiMH)和大部分锂离子(Li-ion)电池。

我们日常生活中的手机、笔记本电脑和平板电脑等电子设备依靠可充电电池驱动。NiMH和锂离子电池在这类移动设备中被普遍使用,而锂离子电池也用于电动汽车、混合动力汽车、储能设备和卫星。

Ni-Cd电池以高可靠性、长寿命(往往超过12年)和强大性能著称,是重要、可靠、高效紧急后备系统(例如医院、航空器和列车中的后备系统)的首选。

与同类汽油汽车相比,采用NiMH电池的混合动力汽车产生的污染和温室气体数量最多减少50%。

这些电池寿命终结时将对其进行回收。这个过程中提取的镍化合物作为二次原料再次用于生产新电池或其他工业品。随着对更轻盈、更自主、更持久设备的需求不断增长,灵活的电池基动力解决方案将在未来发挥日益重要的作用。未来,镍仍将在电池技术中发挥关键作用。

(本文由国际镍协会提供资料整理而成)

责任编辑:付宇

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