Nikel, tembaga, dan tembaga-nikel berbeda dalam komposisi, properti, dan aplikasi, meskipun mereka memiliki beberapa kesamaan sebagai bahan logam .
1. komposisi dan kejadian alami
Elemen kimia (nomor atom 28) yang diklasifikasikan sebagai logam transisi . Ini putih-putih, berkilau, dan secara alami terjadi pada bijih seperti pentlandite dan laterit . sering ditemukan di samping besi dan sulfur dalam mineral .
Nikel murni adalah ulet, magnetik, dan sangat tahan terhadap korosi, terutama di lingkungan alkali .
Elemen kimia (nomor atom 29), logam merah-coklat yang dikenal karena konduktivitas listrik dan termal yang sangat baik . itu terjadi secara alami pada bijih seperti chalcopyrite dan malachite .
Tembaga murni lunak, lunak, dan membentuk patina hijau (tembaga oksida) saat terpapar udara, yang melindunginya dari korosi lebih lanjut .
Paduan solusi yang solid dari tembaga dan nikel, seringkali dengan penambahan kecil elemen seperti besi, mangan, atau seng untuk meningkatkan properti spesifik . rasio umum termasuk cu {{1} {3 {{2 {2} {{{{{3 {{{3 {{{{{3 {{{{{{{{{{{{{{ev {{ev {, " Paduan Ni-Cu dengan konten nikel yang lebih tinggi) .
Paduan ini menggabungkan resistansi korosi nikel dengan keuletan tembaga dan konduktivitas termal .
2. sifat mekanik dan fisik
Kekuatan: kekuatan tarik tinggi (≈400–600 MPa) dan keuletan yang baik, membuatnya cocok untuk aplikasi stres tinggi .
Titik Melting: 1,455 derajat (2.651 derajat f), yang lebih tinggi dari tembaga .
Magnetisme: Feromagnetik pada suhu kamar (kehilangan magnet di atas 354 derajat, titik curie -nya) .
Resistensi korosi: menolak oksidasi di udara dan inert terhadap banyak asam (kecuali asam nitrat) .
Kekuatan: Lebih lembut dari nikel (kekuatan tarik ≈220–250 MPa dalam bentuk murni), tetapi keuletannya memungkinkan pembentukan dan pengkabelan yang mudah .
Titik Melting: 1.085 derajat (1.985 derajat f), lebih rendah dari nikel .
Konduktivitas: Salah satu listrik terbaik (59 . 6 × 10⁶ s/m) dan konduktor termal (401 w/m · k), kedua setelah perak.
Resistensi Korosi: membentuk lapisan oksida pelindung di udara, tetapi rentan terhadap korosi dalam lingkungan yang kaya asam atau amonia .
Kekuatan: Kekuatan tarik bervariasi dengan konten nikel (e . g ., cu -30 ni memiliki ≈450–550 MPa), menggabungkan kekuatan nikel dengan kemampuan kerja tembaga .
Titik Melting: Antara tembaga dan nikel (e . g ., cu -10 ni meleleh sekitar 1.200–1.250 derajat), tergantung pada rasio paduan .
Konduktivitas: lebih rendah dari tembaga murni (e . g ., cu -30 ni memiliki konduktivitas listrik ~ 10% dari tembaga) tetapi lebih tinggi dari banyak baja .
Resistensi korosi: resistensi luar biasa terhadap air laut, semprotan garam, dan lingkungan kimia, jauh melebihi tembaga murni atau nikel saja . Paduan membentuk lapisan oksida yang stabil dan tidak mengapung yang mencegah degradasi .
3. Perilaku korosi
Resistensi korosi superior di air laut, menjadikannya ideal untuk aplikasi laut . paduan itu menolak biofouling (lampiran organisme) dan pitting, tidak seperti banyak logam lain.
Di atmosfer lembab atau industri, ia membentuk lapisan oksida pelindung yang mirip dengan tembaga tetapi lebih tahan lama, mencegah penetrasi dalam .
4. Aplikasi
Agen Alloying: Digunakan dalam stainless steel (e . g ., 304, 316), superalloys untuk turbin, dan paduan ni-cu (monel) .
Electroplating: Untuk pelapis dekoratif atau pelindung pada logam .
Baterai: Baterai Nickel-Cadmium (Ni-CD) dan Nickel-Metal Hydride (Ni-MH) .
Pemrosesan Kimia: Peralatan untuk menangani bahan kimia korosif .
Sistem Listrik: Pengkabelan, Transformer, dan Konduktor Karena Konduktivitas Tinggi .
Plumbing: Pipes dan Fitting untuk Distribusi Air .
Transfer panas: Radiator, penukar panas, dan kumparan pendingin udara .
Seni dan arsitektur: patung, atap, dan elemen dekoratif (karena pembentukan patina) .
Teknik Kelautan: Kapal Lambung, Kondensor, Pipa Air Laut, dan Baling Baling (menolak korosi air asin) .
Peralatan Industri: Penukar panas di pabrik kimia, sistem desalinasi, dan platform lepas pantai .
Komponen Listrik: Konektor dan bagian yang tahan korosi di lingkungan yang keras .
Coinage: beberapa koin (e . g ., AS nikel, meskipun nikel AS modern adalah seng berlapis tembaga) .
5. biaya dan ketersediaan
Nikel: Lebih Mahal Daripada Tembaga Karena Cadangan Alami Terbatas dan Proses Ekstraksi Kompleks, terutama untuk Kelas Kemurnian Tinggi .
Tembaga: lebih berlimpah dan lebih murah daripada nikel, membuatnya banyak digunakan dalam aplikasi berbiaya rendah .
Tembaga-nickel: lebih mahal dari tembaga murni tetapi lebih murah daripada paduan nikel tinggi seperti Monel, dengan harga tergantung pada konten nikel (nikel lebih tinggi=biaya lebih tinggi) .
