镍
镍再金属中的作用
镍再金属中的作用
镍是一种重要的金属元素，广泛应用于各个领域。
它在金属中起着重要的作用，包括以下几个方面。
镍可以提高金属的机械性能。
镍具有较高的强度和硬度，可以增加金属的抗拉强度和硬度，提高材料的耐磨性和耐腐蚀性。
比如，在不锈钢中加入镍，可以使钢材具有较高的抗拉强度和耐腐蚀性，广泛应用于制造船舶、化工设备等领域。
镍可以改善金属的热稳定性。
镍具有良好的耐高温性能，可以提高金属的耐热性和抗氧化性。
比如，在高温合金中加入镍，可以提高合金的耐高温性和抗氧化性，广泛应用于航空航天、能源等领域。
镍还可以改善金属的磁性能。
镍具有良好的磁性能，可以增加金属的磁导率和磁饱和磁感应强度。
比如，在合金中加入镍，可以制造高磁导率的材料，广泛应用于电子器件、电磁机械等领域。
镍还可以改善金属的电导性能。
镍具有良好的电导性能，可以提高金属的电导率和导电性能。
比如，在电池中加入镍，可以提高电池的放电性能和循环寿命，广泛应用于电动汽车、移动设备等领域。
除了以上几个方面，镍还有其他一些作用。
比如，在金属催化剂中加入镍，可以提高催化剂的活性和选择性，广泛应用于化学合成、能源转化等领域。
在电镀工业中，镍也是一种重要的电镀金属，可以用于制备具有良好耐腐蚀性和装饰性的镀层。
镍在金属中具有重要的作用，可以提高金属的机械性能、热稳定性、磁性能和电导性能。
它广泛应用于航空航天、能源、电子器件、化工设备、电动汽车等领域，对于推动科技进步和促进经济发展起着重要的作用。
镍的用处范围
镍的用处范围镍是一种重要的金属元素，具有广泛的用途和应用范围。
从工业到日常生活，从科学研究到医学领域，镍都扮演着重要的角色。
本文将从几个方面介绍镍的用途范围。
镍在工业领域有着广泛的应用。
它是不锈钢和合金的重要成分之一。
不锈钢是一种具有耐腐蚀性和高强度的金属材料，被广泛用于制造厨具、建筑材料、汽车零部件等。
镍合金具有优异的耐热性和耐腐蚀性，被广泛应用于航空航天、能源领域和化工工业等。
例如，镍合金可以用于制造航空发动机的叶片、石油化工设备的耐蚀部件等。
镍在电子领域也有着重要的应用。
由于镍具有良好的导电性和磁性，它被广泛应用于电子产品中。
例如，镍被用于制造电池的正极材料，如镍氢电池和镍镉电池。
镍还被用于制造电子元件、电磁线圈和磁性材料等。
此外，镍还可以用于制造磁存储介质，如硬盘驱动器中的磁性材料。
镍在化学工业中也有着重要的应用。
镍催化剂被广泛应用于化学反应中。
例如，镍催化剂可以用于合成有机化合物、制备氢气和催化转化石油等。
镍化合物还可以作为颜料和催化剂添加剂使用。
除了工业领域，镍在医学领域也有一定的应用。
镍合金被用于制造医疗器械和人工关节等医疗器械。
例如，镍钛合金可以用于制造牙科植入物、矫正器和骨科植入物等。
此外，镍还可以用于制造医用导线、电极和心脏起搏器等医疗器械。
镍还可以用于制造货币和硬币。
由于镍具有较高的耐磨性和耐腐蚀性，它被广泛用于制造硬币。
许多国家的硬币中都含有镍，如美元、欧元和日元等。
镍具有广泛的用途范围。
无论是工业领域、电子领域还是医学领域，镍都发挥着重要的作用。
它的耐腐蚀性、磁性和导电性使其成为许多材料和产品的重要组成部分。
随着科学技术的不断进步，相信镍的应用范围还会不断扩大。
镍基本面
基本介绍：中文名称：镍，英文名称：Nickel，元素符号是Ni, 元素周期表中原子序数28，相对原子质量58.69，是VIII族金属。
密度8.9g/cm³，熔点1455℃，沸点2730℃。
镍是一种银白色金属，在空气中很容易被空气氧化，表面形成有些发乌的氧化膜，因此人们见到的镍常颜色发乌。
镍质坚硬，有很好的延展性，在地壳中含量也非常丰富。
在自然界中以硅酸镍矿或硫、砷、镍化合物形式存在。
镍的历史：镍在人类物质文明发展过程中起着重要作用。
由于镍和铁的熔点较接近，镍被古人误认为是很好的铁。
在古代，中国、埃及和巴比伦人都曾用含镍很高的陨铁制作器物，且由于镍不生锈，也被秘鲁土著人看做是银。
早在公元前235年，我国就开始使用镍矿物制造硬币，而白铜即铜镍合金在公元前200年就被我国古人发明和使用了。
在1751年，斯德哥尔摩的Alex Fredrik Cronstedt研究一种新的金属——叫做红砷镍矿(NiAs)。
他以为其包含铜，但他提取出的是一种新的金属，并于1754年宣布并命名为nickel(镍)。
在提取的过程中金属钴、砷和铜的合金都以微量的污染物出现，被许多化学家误认，直到1775年纯净的镍才被Torbern Bergman制取，这才确认了它是一种元素。
1952年有报告提出动物体内有镍，后来又有人提出镍是哺乳动物的必需微量元素。
1975年以后开展了镍的营养与代谢研究。
镍行业发展：近年来，世界镍的生产和消费比较平稳，世界上镍市场供求情况主要是随不锈钢工业发展变化而变化，随着镍在不锈钢工业消费中应用的增长，镍铁冶炼工艺技术有了极大进展，高品位镍铁产量得到大幅提升。
我国目前是全球最大的镍铁生产和消费国，随着经济和钢铁工业的不断发展，镍资源的需求不断增加，但与此同时，镍矿的产量也在不断增加，逐渐造成了当前全球镍市供应过剩的严峻格局。
在国内不锈钢生产中，镍铁作为生产原材料，其使用比例将逐年上升，纯镍的使用呈下滑的趋势。
镍的氧化物
镍的氧化物镍是银白色金属，熔点1455℃，沸点2730℃，密度8.90g/cm³。
有铁磁性和延展性，能导电和导热。
常温下，镍在潮湿空气中表面会形成致密的氧化膜，不但能阻止继续被氧化，而且能耐碱、盐溶液的腐蚀。
块状镍不会燃烧，细镍丝可燃，特制的细小多孔镍粒在空气中会自燃。
加热时，镍与氧、硫、氯、溴发生剧烈反应。
细粉末状的金属镍在加热时可吸收相当量的氢气。
镍能缓慢地溶于稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸，但在发烟硝酸中表面钝化。
镍的氧化态为－1、＋1、＋2、＋3、＋4，简单化合物中以＋2价最稳定，＋3价镍盐为氧化剂。
镍的氧化物有NiO和Ni2O3等。
氢氧化镍〔Ni(OH)2〕为强碱，微溶于水，易溶于酸。
硫酸镍（NiSO4）能与碱金属硫酸盐形成矾Ni(SO4)2•6H2O(MI为碱金属离子)。
＋2价镍离子能形成配位化合物。
在加压下，镍与一氧化碳能形成四羰基镍〔Ni（CO）4〕，加热后它又会分解成金属镍和一氧化碳。
镍有三种氧化物，即氧化亚镍（NiO）,四氧化三镍（Ni3O4）及三氧化二镍（Ni2O3）。
三氧化二镍仅在低温时稳定，加热至400~450℃，即离解为四氧化三镍，进一步提高温度最终变成氧化亚镍。
镍可形成多种盐类，但与钴不同，只生成两价镍盐，因此，不稳定的三氧化二镍常作为较负电金属（如钴、铁）的氧化剂，用于镍电解液净化除钴用。
氧化亚镍的熔点为1650~1660℃，很容易被碳或钴所还原。
氧化亚镍与CoO、FeO一样，可形成MeO·SiO2和2MeO·SiO2两类硅酸盐化合物，但NiO·SiO2不稳定。
氧化亚镍具有触媒作用，可使SO2转变为SO3，而SO3与NiO又可以形成未定的硫酸盐，并较铜、铁的硫酸盐稳定，加热到750~800℃才显著离解。
氧化亚镍能溶于硫酸、亚硫酸、盐酸和硝酸溶液中形成绿色的两价镍盐。
当与石灰乳发生反应时，即形成绿色氢氧化镍（Ni（OH）2）沉淀。
镍简介介绍
汇报人： 2024-01-07
目录
• 镍的物理性质 • 镍的化学性质 • 镍的来源和提取 • 镍的应用 • 镍对环境和健康的影响
01
镍的物理性质
镍的外观
01
镍是一种银白色的金属，具有金 属光泽，常温下不易氧化。
02
镍的表面容易形成氧化层，这有 助于保护内部金属不被进一步氧 化。
镍的密度
03
硝酸镍主要用于制造镍合金和
电镀等。
04
氧化镍是一种常见的催化剂和
颜料，也用于陶瓷和玻璃制造
等领域。
05
硫化镍是重要的矿物原料，可 用于提取镍和钴等金属元素。
06
03
镍的来源和提取
镍矿的类型
01
02
03
红土镍矿
红土镍矿是最常见的镍矿 类型，主要分布在热带地 区，如澳大利亚、印度尼 西亚和菲律宾。
04
镍的应用
镍的应用
• 镍是一种银白色的金属元素，具有高度耐 腐蚀性和延展性。它在地球上的储量丰富 ，是工业和科技领域中非常重要的金属之 一。
05
镍对环境和健康的影响
镍对环境和健康的影响
• 镍是一种银白色的金属元素，具 有高度耐腐蚀性和延展性。它在 自然界中以镍矿的形式存在，并 广泛应用于工业、制造业和电子 产品等领域。
镍的化学反应
镍具有较高的化学活性， 能够与多种元素进行反应 ，形成各种化合物。
镍与硫反应生成硫化镍， 与氯气反应生成氯化镍， 与氢气反应生成氢化镍等 。
ABCD
在空气中，镍容易氧化生 成坚固的氧化膜，保护内 部的镍不被进一步氧化。
在高温条件下，镍能够与 碳、一氧化碳等发生反应 ，生成碳化镍和羰基镍等 化合物。
镍
镍的主要物理化学性质为：相对原子质量58.71密度/(g/cm3） 8.91熔点/℃1455沸点/℃2910摩尔热容（25℃时）/(J/(mol.C)) 25.51电阻率（0℃时）/(Ω•cm)6.14×10-6纯镍呈银白色，镍能与一些元素形成化合物。
镍与碳可以形成Ni3C，在380℃以上时分解成镍和碳。
但是看来液体中的Ni3C，直到2 000℃以上是稳定的。
镍与硅可形成一系列硅化物，如Ni3Si、Ni5Si2、Ni2Si、Ni3Si2、NiSi和NiSi2。
镍和氧能形成NiO，NiO系菱面体晶，加热至200℃以上时则变成立方晶。
氧在固态镍中的熔解度，随温度的升高而下降。
镍与硫可以形成Ni3S2、Ni6S5、Ni7S6、NiS、Ni3S4和NiS2等硫化镍。
在工业镍铳中，找不到存在于自然界中的硫化镍NiS和NiS2，因为这两种硫化镍在熔点以下就早已分解了。
镍和铁在γ区内形成连续固溶体。
液相线在1436℃下，含镍65%－72%时，出现一个不很明显的最低点。
镍可以扩大γ区，在固态时，分成数个相，回火时从这数个相中，都可形成FeNi3。
在图29－1中可以看出镍铁合金中的居里点的变化，α－镍在360℃以下为面心立方晶，β－镍在1130℃以下为六方晶，γ－镍在熔点之前为立方晶。
冶炼方法：现代生产镍的方法主要有火法和湿法两种。
根据世界上主要两类含镍矿物（含镍的硫化矿和氧化矿）的不同，冶炼处理方法各异。
含镍硫化矿目前主要采用火法处理，通过精矿焙烧反射炉（电炉或鼓风炉）冶炼铜镍硫吹炼镍精矿电解得金属镍。
氧化矿主要是含镍红土矿，其品位低，适于湿法处理；主要方法有氨浸法和硫酸法两种。
氧化矿的火法处理是镍铁法。
工艺操作：硫化镍精矿的火法冶炼硫化镍精矿的火法冶炼流程如图29－2所示。
其主要工艺特点如下：（1）熔炼。
镍精矿经干燥脱硫后即送电炉（或鼓风炉）熔炼，目的是使铜镍的氧化物转变为硫化物，产出低冰镍（铜镍锍），同时脉石造渣。
镍概况
镍概况一、镍的理化特征金属镍，化学符号Ni，原子序数28，密度8.902克/立方厘米，熔点1453℃，沸点2732℃。
镍是一种近似银白色的金属，低温时具有良好的强度和延展性，常温时在潮湿空气中表面会形成致密的氧化膜，能阻止继续氧化，镍也易与其他金属组成合金。
二、镍的主要用途镍是重要的工业金属，广泛运用于钢铁工业、机械工业、建筑业和化学工业。
具体的用途包括：第一、用作金属材料，包括制作不锈钢、耐热合金钢和各种合金；第二、用于电镀，在钢材及其他金属材料的基体上覆盖一层耐用、耐腐蚀的表面层，其防腐性比镀锌层高；第三、在石油化工的氢化过程中用作催化剂；第四、用作化学电源，制作镍氢电池、镍镉电池的原料；第五、制作颜料和染料，制作陶瓷和铁素体等新型材料。
三、镍的主要分类镍按照生产原料的不同可分为原生镍和再生镍，原生镍的生产原料来自于镍矿，再生镍的生产原料来自于含镍废料。
原生镍包括电解镍、镍铁和镍盐。
其中，电解镍根据国标GB/T6516-2010的规定，可分为Ni9999、Ni9996、Ni9990、Ni9950、Ni9920五个牌号；镍铁，又称含镍生铁，是镍和铁的合金，主要由红土镍矿进行火法冶炼烧结而成，镍铁的镍金属含量约为5%~30%，按照镍含量的不同可分为高镍生铁、中镍生铁和低镍生铁。
国际镍市场一、镍市场供应情况（一）镍矿的生产镍的矿物资源主要分为硫化镍矿和氧化镍矿（又称为“红土镍矿”）。
近年来，随着全球硫化镍矿储量的逐渐下降，红土镍矿的产量占比已经达到70%左右。
全球镍矿产量（折镍金属量）从2004年131万吨逐步增长至2013年253万吨。
其中，盛产红土镍矿的印尼和菲律宾位居全球前两位，2013年产量分别为85万吨和31万吨。
2004~2013年全球镍矿产量（万吨）数据来源：CRU（二）原生镍的生产全球原生镍产量（折镍金属量）从2004年126万吨逐步增长至2013年198万吨。
其中，中国是全球最大的原生镍生产国，俄罗斯、日本、加拿大和澳大利亚的原生镍产量分别位居世界第二到第五位。
镍的全面解释
（镍）nièㄋㄧㄝˋ◎ 一种金属元素，可用来制造货币等，镀在其他金属上可以防止生锈。
汉英互译------------------------------------------------------◎ 镍nickelEnglish--------------------------------------------------------◎ nickel◎ 镍镍niè〈名〉近似银白色、硬而有延展性并具有铁磁性的金属元素,它能够高度磨光和抗腐蚀。
主要用于合金(如镍钢和镍银)及用作催化剂(如拉内镍,尤指用作氢化的催化剂) [nickel]——元素符号Ni常用词组------------------------------------------------------- ◎ 镍币nièbì[nickel coin] 镍质的货币◎ 镍钢niègāng[nickel steel] 含镍的钢编辑本段元素名称：镍元素原子量：58.69元素类型：金属原子体积:(立方厘米/摩尔)6.59元素在太阳中的含量:(ppm)80元素在海水中的含量:(ppm)太平洋表面 0.0001地壳中含量：（ppm）80原子序数：28元素符号：Ni元素中文名称：镍元素英文名称：Nickel相对原子质量：58.69核内质子数：28核外电子数：28核电核数：28质子质量：4.6844E-26质子相对质量：28.196所属周期：4所属族数：VIII摩尔质量：59氢化物：NiH3氧化物：NiO最高价氧化物化学式：Ni2O3氧化态：Main Ni+2Other Ni-1, Ni0, Ni+1, Ni+3, Ni+4, Ni+6密度：8.902熔点：1453.0沸点：2732.0声音在其中的传播速率：（m/S）4900电离能 (kJ/ mol)M - M+ 736.7M+ - M2+ 1735.0M2+ - M3+ 3393M3+ - M4+ 5300M4+ - M5+ 7280M5+ - M6+ 10400M6+ - M7+ 12800M7+ - M8+ 15600M8+ - M9+ 18600M9+ - M10+ 21660外围电子排布：3d8 4s2编辑本段核外电子排布：2,8,16,2晶体结构：晶胞为面心立方晶胞，每个晶胞含有4个金属原子。
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一、镍元素
元素描述：
镍是化学元素之一，化学符号为Ni，原子序数为28，具磁性，属过渡金属。
银白色金属，密度8.9克/厘米3。
熔点1455℃，沸点2730℃。
化合价2和3。
电离能为7.635电子伏特。
质坚硬，具有磁性和良好的可塑性。
有好的耐腐蚀性，在空气中不被氧化，又耐强碱。
在稀酸中可缓慢溶解，释放出氢气而产生绿色的正二价镍离子Ni2+；对氧化剂溶液包括硝酸在内，均不发生反应。
镍是一个中等强度的还原剂。
有铁磁性和延展性，能导电和导热。
常温下，镍在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜，不但能阻止继续被氧化，而且能耐碱、盐溶液的腐蚀。
块状镍不会燃烧，细镍丝可燃，特制的细小多孔镍粒在空气中会自燃。
加热时，镍与氧、硫、氯、溴发生剧烈反应。
细粉末状的金属镍在加热时可吸收相当量的氢气。
镍能缓慢地溶于稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸，但在发烟硝酸中表面钝化。
镍的氧化态为－1．+1．+2．+3．+4 ，简单化合物中以+2价最稳定，+3价镍盐为氧化剂。
镍的氧化物有NiO和Ni2O3。
氢氧化镍〔Ni(OH)2〕为强碱，微溶于水，易溶于酸。
硫酸镍（NiSO4）能与碱金属硫酸盐形成矾Ni(SO4)2o6H2O(MI为碱金属离子)。
+2价镍离子能形成配位化合物。
在加压下，镍与一氧化碳能形成四羰基镍〔Ni （CO）4〕，加热后它又会分解成金属镍和一氧化碳。
2．元素应用
主要用来制造不锈钢和其他抗腐蚀合金，如镍钢、镍铬钢及各种有色金属合金，含镍成分较高的铜镍合金，就不易腐蚀。
也作加氢催化剂和用于陶瓷制品、特种化学器皿、电子线路、玻璃着绿色以及镍化合物制备等等。
二、镀镍
1.定义
通过电解或化学方法在金属或某些非金属上镀上一层镍的方法，称为镀镍。
镀镍分电镀镍和化学镀镍。
电镀镍是在由镍盐（称主盐）、导电盐、pH缓冲剂、润湿剂组成的电解液中，阳极用金属镍，阴极为镀件，通以直流电，在阴极（镀件）上沉积上一层均匀、致密的镍镀层。
从加有光亮剂的镀液中获得的是亮镍，而在没有加入光亮剂的电解液中获得的是暗镍。
化学镀镍是在加有金属盐和还原剂等的溶液中,通过自催化反应在材料表面上获得镀镍层的方法。
2.镀镍的特点、性能、用途
（1）电镀镍的特点、性能、用途
1电镀镍层在空气中的稳定性很高，由于金属镍具有很强的钝化能力，在表面能迅速生成一层极薄的钝化膜，能抵抗大气、碱和某些酸的腐蚀。
2电镀镍结晶极其细小，并且具有优良的抛光性能。
经抛光的镍镀层可得到镜面般的光泽外表，同时在大气中可长期保持其光泽。
所以，电镀层常用于装饰。
3镍镀层的硬度比较高，可以提高制品表面的耐磨性，在印刷工业中常用镀镍层来提高铅表面的硬度。
由于金属镍具有较高的化学稳定性，有些化工设备也常用较厚的镇镀层，以防止被介质腐蚀。
镀镍层还广泛的应用在功能性方面，如修复被磨损、被腐蚀的零件，采用刷镀技术进行局部电镀。
采用电铸工艺，用来制造印刷行业的电铸版、唱片模以及其它模具。
厚的镀镍层具有良好的耐磨性，可作为耐磨镀层。
尤其是近几年来发展了复合电镀，可沉积出夹有耐磨微粒的复合镍镀层，其硬度和耐磨性比镀镍层更高。
若以石墨或氟化石墨作为分散微粒，则获得的镍-石墨或镍-氟化石墨复合镀层就具有很好的自润滑性，可用作为润滑镀层。
黑镍镀层作为光学仪器的镀覆或装饰镀覆层亦都有着广泛的应用。
4镀镍的应用面很广，可作为防护装饰性镀层，在钢铁、锌压铸件、铝合金及铜合金表面上，保护基体材料不受腐蚀或起光亮装饰作用;也常作为其他镀层的中间镀层，在其上再镀一薄层铬，或镀一层仿金层，其抗蚀性更好，外观更美。
在功能性应用方面，在特殊行业的零件上镀镍约1~3mm厚，可达到修复目的。
特别是近年来在连续铸造结晶器、电子元件表面的模具、合金的压铸模具、形状复杂的宇航发动机部件和微型电子元件的制造等方应用越来越广泛。
5在电镀中，由于电镀镍具有很多优异性能，其加工量仅次于电镀锌而居第二位，其消耗量占到镍总产量的10%左右。
（2）化学镀镍的特点、性能、应用
1厚度均匀性厚度均匀和均镀能力好是化学镀镍的一大特点，也是应用广泛的原因之一，化学镀镍避免了电镀层由于电流分布不均匀而带来的厚度不均匀。
化学镀时，只要零件表面和镀液接触，镀液中消耗的成份能及时得到补充，镀件部位的镀层厚度都基本相同，即使凹槽、缝隙、盲孔也是如此。
2、镀件不会渗氢，没有氢脆，化学镀镍后不需要除氢。
3很多材料和零部件的功能如耐蚀、抗高温氧化性等比电镀镍好。
4可沉积在各种材料的表面上，例如：钢镍基合金、锌基合金、铝合金、玻璃、陶瓷、塑料、半导体等材料的表面上，从而为提高这些材料的性能创造了条件。
5不需要一般电镀所需的直流电机或控制设备。
6热处理温度低，只要在400℃以下经不同保温时间后，可得到不同的耐蚀性和耐磨性，因此，特别适用于形状复杂，表面要求耐磨和耐蚀的零部件的功能性镀层等
三、连接器镀镍
表面镀镍
镍镀层因其表面紧帖的坚硬的氧化物而属于普通金属。
镍表面氧化物可以被破坏，但是需要很大压力，因为镍氧化物的厚度具有自我限制特性（大约为100纳米），施加不到1伏的电压即能电解。
利用镍的这种性能其可作为电极（battery contact material）。
同锡相似，镍也非常易受磨损腐蚀。
镍的主要作用是作为贵金属接触镀层的底层以保持表面镀层的贵金属特性。
镍作为底层的优点概述如下：
镍通过其非活性氧化物表面，封闭基本孔隙位置，从而减少孔隙腐蚀的可能性。
镍在贵金属接触镀层下面提供了一层坚硬的支持层可提高耐久性。
镍可有效地阻碍基材金属成份迁移到接触表面，当基材金属迁移到接触表面时，会与操作环境发生反应。
镍也可有效地阻止基材金属腐蚀物的移动。
前三个优点是在金镀层变薄的同时保持相等的或是改良的性能。
多孔性的影响已经减轻，贵金属不再用作阻碍腐蚀物移动，并且耐久性有了提高。
最后一个优点是减少形成于其它地方、移动到接触界面并导致接触阻抗增加的腐蚀物的可能性。