Muuttuuko nikkeli vihreäksi, kun se tuhlaa
Metallien maailmassa nikkeli on erittäin arvostettu ainutlaatuisesta hopeisesta - valkoisesta kiiltosta ja erinomaisesta korroosionkestävyydestä. Sitä käytetään laajasti sähköpuhdistuksen, seostuotannon, akkujen ja muiden pellojen kanssa. Kuitenkin, kun nikkelituotteet tuhoavat, pinnan värinmuutos herättää usein kysymyksiä: muuttuuko nikkeli todella vihreäksi tuhoamisen jälkeen? Mikä on tämän ilmiön taustalla oleva tieteellinen periaate?
Nikkelin kemialliset ominaisuudet ja hapettumispohja
Nikkeli on hopeinen - valkoinen metalli, jolla on ferromagnetismi. Huoneen lämpötilassa se muodostaa tiheän oksidikalvon (pääasiassa NIO: sta) sen pinnalle, mikä estää tehokkaasti alla olevan metallin hapettumisen. Kuitenkin, kun oksidikalvo on vaurioitunut tai ympäristöolosuhteet muuttuvat, hapetusprosessi kiihtyy aiheuttaen pinnan värin muuttumisen. Erityisesti nikkelin hapetustuotteiden väri liittyy läheisesti hapettumisolosuhteisiin: kuivassa ilmassa oksidikalvo pysyy tyypillisesti väritön tai vaaleanharmaa; Kosteisissa tai saastuneissa ympäristöissä hapettumisprosessi voi kuitenkin tuottaa vihreitä yhdisteitä.
Nikkelin vihreän olosuhteet ja mekanismit hapettumisen jälkeen
Nikkelin pinnan vihertyminen ei ole yleinen ilmiö, vaan kemiallinen tuote tietyissä olosuhteissa. Seuraava on avaintekijöitä, jotka aiheuttavat nikkelin muuttuvan vihreäksi:
Kostea ympäristö ja kloridi -ionivuorovaikutus
Kosteassa ilmakehässä mikro - -akkuja voi muodostua nikkelipinnalle, kiihdyttäen paikallista korroosiota. Kloridi -ionit (kuten merivedessä tai teollisuusjätteen kaasussa) reagoivat nikkelin kanssa nikkelikloridin (NICL₂) tai emäksisen nikkelikloridin (NICL₂ · 6H₂O). Nämä yhdisteet hydrolysoivat helposti kosteisissa olosuhteissa, muodostaen vihreän nikkelihydroksidin (Ni (OH) ₂) tai emäksisen nikkelikarbonaatin (NICO₃ · 2NI (OH) ₂ · XH₂O). Esimerkiksi rannikkoalueiden nikkelituotteet kehittyvät usein vihreitä ruostepisteitä pitkien - termin altistumisen vuoksi meren sumua.
Happamassa väliaineessa liukeneminen ja uudelleensijoittaminen
Nikkeli liukenee hitaasti laimennettuun typpihappeen muodostaen vihreän Ni²⁺ -liuoksen. Jos nikkelipinnoite on huokoinen tai vaurioitunut, Fe²⁺, joka on tuotettu korroosiolla (kuten teräs) happamassa ympäristössä, voi koota - -talletus Ni²⁺: n kanssa muodostaen vihreän sekoitetun oksidin. Lisäksi pinnoitusliuoksen pH: n tai saastumisen epätasapaino kirkkaiden kanssa (kuten EDTA-2NA) elektrolitio-nikkelipinnoitusprosessin aikana voi johtaa karkeisiin pinnoitteisiin ja lisääntyneeseen huokoisuuteen, mikä luo sopivan ympäristön vihreiden korroosiotuotteiden laskeutumiseen.
Korkea - lämpötilan hapettuminen ja kompleksin oksidin muodostuminen
When nickel is exposed to high temperatures (>300 astetta) ja ympäristössä, joka sisältää epäpuhtauksia, kuten rikkiä ja fosforia, se muodostaa mustan nikkelioksidin (NIO) ja vihreän nikkelifosfaatin (Ni₃ (PO₄) ₂) tai nikkelisulfidin (NIS) kompleksin. Esimerkiksi teollisuusuuneissa käytetyt nikkelikomponentit ilman anti - hapettumiskäsittelyä voivat kehittää tummanvihreän pinnan pitkän - termin käytön jälkeen.
Esimerkkejä ja vihreän nikkelin värimuutoksen tunnistamista
Puhtaiden nikkelilevyjen hapettumisominaisuudet
Puhtaat nikkelilevyillä ei ole kipinöitä vahvoissa magneettikokeissa. Hapetus johtaa oliivin - vihreään ruostevärjäykseen, joka on terävästi vastoin ruskean - punaisen värien värin kanssa. Tämä vihreä ruostevärjäys on nikkelin vuorovaikutuksen tuote happea ja vettä, ja se näkyy yleisesti romunkierrätyksessä.
Nikkelipinnoitteen vikatalot
Korroosion varhaisessa vaiheessa nikkelipinnoitus muodostaa vaaleanharmaan - vihreän, jauhemaisen, löysän materiaalin. Tämä on alttiita oksidikerroksen muodostamiselle korkeiden lämpötilojen alla. Jos taustalla oleva terässubstraatti on terästä, korroosiotuotteet voivat sisältää rautaoksideja (kuten Fe₂o₃ · nH₂O, punertava - ruskea), sekoitettuna vihreiden nikkeliyhdisteiden kanssa, mikä johtaa pilkulliseen vihreään - ruskeaan pintaväriin.
Teollisuuden tapaustutkimus: Karkea sähkösopuloitu nikkeli ja riittämätön kirkkaus
Tietyllä elektropnoivalla kasvilla koettiin karkeat pinnoitteet ja korkea huokoisuus, joka johtuu pienestä nikkeli -ionipitoisuudesta ja epätasapainoisesta pH: sta pinnoituskylvyssä. Kolmen kuukauden käytön jälkeen tuotteen pinnalle ilmestyi vihreitä ruostepisteitä, jotka tunnistettiin Ni (OH) ₂: n ja Cl⁻: n komplekseiksi. Ongelma ratkaistiin optimoimalla pinnoituskylvyn kaava (nostamalla nikkeli -ionipitoisuus arvoon 60 g/l ja hallitsemalla pH: n välillä 4,2 - 4,8) ja lisäämällä postin - hoidon passivointivaihe.
Kuinka estää nikkeliä vihreäksi hapettumisen vuoksi?
Ympäristönvalvonta: Vältä nikkelituotteiden pitkäaikainen altistuminen kosteisiin, klooriin -, joka sisältää tai happamat ympäristöt. Käytä tiivistettyä pakkausta tai kuivausainetta tarvittaessa.
Pintakäsittely: passita nikkelikerros (esim. Kromaattiset passivointi) tai levitä orgaaninen suojakalvo (esim. Silaanikytkentäaine).
Prosessin optimointi: Sähköpuhdistuksen aikana hallita tiukasti pinnoituskylvyn koostumusta (nikkeli -ionipitoisuus, pH, lämpötila) ja virrantiheys huokoisuuden vähentämiseksi. Elektrolettisen nikkelipinnoituksen osalta testaa säännöllisesti kirkkauden stabiilisuus epäpuhtauksien, kuten EDTA-2NA: n, kertymisen estämiseksi.
Onko nikkeli vihreäksi tuhoamisen jälkeen, riippuu hapetusolosuhteista ja epäpuhtauksien esiintymisestä. Kosteassa, kloorissa -, joka sisältää tai happamat ympäristöt, nikkeli voi värjätä muodostamalla vihreän nikkelihydroksidin, nikkelikloridia tai kompleksisia oksideja. Kuivissa tai neutraaleissa ympäristöissä oksidikalvo pysyy tyypillisesti väritön tai harmaa. Tämän prosessin ymmärtäminen ei vain auta tunnistamaan nikkelituotteiden korroosiotilaa, vaan tarjoaa myös tieteellisen perustan heidän käyttöikälleen.
