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关于金属“镍”
http://www.chinaenvironment.com  2007-8-27  中国环保网   
  元素名称:镍

元素原子量:58.69

元素类型:金属

发现人:克郎斯塔特 发现年代:1751年

发现过程:

1751年,瑞典的克郎斯塔特,用红砷镍矿表面风化后的晶粒与木炭共热,而制得镍。

元素描述:

  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。

元素来源:

  矿石经煅烧成氧化物后,用水煤气或碳还原而制得。

元素用途:

  主要用来制造不锈钢和其他抗腐蚀合金,如镍钢、铬镍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。

元素辅助资料:

  镍在地壳中含量不小,大于常见金属铅、锡等,但明显比铁少得多,而且镍和铁的熔点不相上下,因此注定它比铁发现得晚。

  17世纪末,欧洲人开始注意镍砒(砷)矿。当时德国用它来制造青色玻璃,采矿工人称它为kupfernickel。“kupfer”在德文中是“铜”;“nickel”是骂人的话,大意是“骗人的小鬼”。因此这一词可以义译为“假铜”。当时人们认为它是铜和砷的混合物。

  瑞典化学家克隆斯特研究了这个矿物,他得到了少量与铜不同的金属。他在1751年发表研究报告,认为这是一种新金属,就称它为nickel,这也就是镍的拉丁名称niccolum和符号Ni的来源。镍在欧洲被发现后,德国人首先把它掺入铜中,制成所谓日耳曼银,或称德国银,也就是我国的白铜。
 
  镍,一直被认为是瑞典矿物学家克朗斯塔特在1751年首先发现的。然而,实际上我国是最早知道镍的国家。据考证,我国早在克朗斯塔特前一千八百多年的西汉(公元前一世纪),便已懂得用镍与铜来制造合金——白铜。我国古代把白铜称为“鋈”。我国古代还用白铜制造墨盒、烛台、盘子等。在明朝李时珍著的《本草纲目》和宋应星著的《天工开物》中,则更有详细的关于用砒矿炼白铜的记载。这种云南出产的砒矿,即现在矿物学上所说的“砒镍矿”。1929年,王琎曾分析过我国一古代白铜文具的化学成分;证明其中含有6.14%镍,62.5%铜以及少量锡、锌、铁、铅等。

  我国古代制造的白铜器件,不仅销于国内各地,还远销国外。踞考证,在秦汉时,在新疆西边的大夏国,便有白铜铸造的货币,含镍达20%,而从其形状、成分及当时历史条件等分析,很可能是从我国运去的。至今,波斯语(伊朗一带)、阿拉伯语中,还把白铜称为“中国石”,可见我国古代白铜曾远销亚洲西部一带地区。到了十七、十八世纪,东印度公司则更是从我国广州购买各种白铜器件,运销至德国、瑞典等欧洲国家。过去有人把白铜称为“德银”,其实那完全是弄颠倒了——那是德国人在十七、十八世纪从中国学会了炼白铜的技术,大量进行仿造,以致使一些人误以为白铜是德国发明的。同样的,据考证,中国炼制白铜的技术在当时也传入瑞典,这样以至使一些人以为镍是瑞典克朗斯塔特首先发现的。

  镍是银白色的金属,很硬,难熔,熔点高达1455,比黄金还高。镍在空气中不易被氧化,化学性质很稳定,仅易溶于硝酸。镍的性能,在很多方面都超过了铜,然而奇怪的是,镍的希腊文原意竟是“不中用的铜”,这大抵是由于最初炼得的镍不纯,含有许多杂质的缘故。

  在大自然中,最主要的镍矿是红镍矿(砷化镍)与辉砷镍矿(硫砷化镍)。此外还有镍黄铁矿(硫铁化镍)和针硫镍矿(硫化镍)。古巴,是世界上最著名的蕴藏镍矿的国家。在多米尼加也有大量的镍矿。有趣的是,“天外来客”——陨石,常含一些镍(主要是铁)。据推测,在地心也存在较多的镍。

  纯镍银光闪闪,不易锈蚀,主要用于电镀工业。自来水笔笔插、外科手术器械等银光闪闪,便是因为表面镀了一层镍(也有的是镀铬),既美观、干净,又不易锈蚀。极细的镍粉,在化学工业上常用作催化剂,如油类的氢化。

  镍大量用于制造各种合金:在钢中加入镍,可提高机械强度。如钢中含镍量从2.94%增加到7.04%时,抗拉强度便由52.2公斤/毫米2增加到73.8公斤/毫米2。镍钢用来制造机器承受较大压力、承受冲击和往复负荷部分的零件,如涡轮叶片、曲轴、连杆等。含镍36%、含碳0.3—0.5%的镍钢,叫“不变钢”(又叫“因瓦”钢)。它的膨胀系数非常小,几乎不热胀冷缩,用来制造各种精密机械、精确量规,如钟表零件、各种测量仪器的刻度标等。含镍46%、含碳0.15%的高镍钢,叫“类铂”,因为它的膨胀系数与铂、玻璃类似。这种高镍钢可熔焊到玻璃中,在灯泡的生产上很重要,用作白热电灯泡中铂丝的代用品。一些精密的透镜框,也用这种类铂钢做,因为它的膨胀系数与玻璃差不多,透镜不会因热胀冷缩而从框中掉出来。由68%镍、28%铜、2.5%铁、1.5%锰组成的合金,化学性质很稳定,用来制造化工仪表。由67.5%镍、16%铁、15%铬、1.5%锰组成的合金,具有很大的电阻,用来制造各种变阻器与电热器。镍具有磁性,能象铁一样被吸铁石吸引,而用铝、钴与镍制成合金,磁性更强了。这种合金受到电磁铁吸引时,不仅自己会被吸过去,而且在它下面吊了比它重六十倍的东西,也不会掉下来。这样,可用它来制造电磁起重机。此外,镍还经常与铬一起,用来制造耐腐蚀的铬镍钢。

  镍的盐类大都是绿色的。氢氧化镍是棕黑色的,氧化镍则是灰黑色的。氧化镍常用来制造铁镍碱性蓄电池。
 
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