สารสกัดจากนิกเกิลคืออะไร?

โลหะผสมนิกเกิลเป็นโลหะผสมชนิดหนึ่งที่ประกอบด้วยนิกเกิลเป็นหลัก โดยทั่วไปจะประกอบด้วยธาตุอื่นๆ เช่น เหล็ก โครเมียม ไทเทเนียม อะลูมิเนียม เพื่อเพิ่มคุณสมบัติทางกล ความต้านทานการกัดกร่อน และความต้านทานต่ออุณหภูมิสูง โลหะผสมนิกเกิลยังคงมีความแข็งแรงสูง ทนทานต่อการกัดกร่อน ทนทานต่ออุณหภูมิสูง ทนทานต่อการออกซิเดชัน และทนทานต่อการสึกหรอที่อุณหภูมิระหว่าง 650 ถึง 1000 องศาเซลเซียส ทำให้มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ เช่น อวกาศ วิศวกรรมเคมี ปิโตรเลียม พลังงาน การต่อเรือ และอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ โลหะผสมนิกเกิลยังมีความสามารถในการแปรรูปที่ดีและสามารถผลิตเป็นชิ้นส่วนรูปทรงและขนาดต่างๆ ได้ด้วยกระบวนการต่างๆ เช่น การตีขึ้นรูป การอบชุบด้วยความร้อน การเสียรูปเย็น การเชื่อม เป็นต้น

องค์ประกอบและคุณสมบัติของโลหะผสมนิกเกิล

มีเหตุผลหลักสามประการที่โลหะผสมนิกเกิลทนความร้อนสูงมีการใช้งานอย่างแพร่หลาย ประการแรก โลหะผสมนิกเกิลสามารถละลายธาตุผสมได้มากขึ้นและรักษาสภาพโครงสร้างที่เสถียร ประการที่สอง เมื่อเทียบกับโลหะผสมเหล็กและโคบอลต์ทนความร้อนสูง โลหะผสมนิกเกิลสามารถสร้างสารประกอบระหว่างโลหะชนิด A3B ที่เป็นระเบียบและเข้ากันได้ดี คือ เฟส γ Ni3 (Al, Ti) ซึ่งสามารถเพิ่มความแข็งแรงของโลหะผสมได้อย่างมีประสิทธิภาพและทำให้มีความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงมากขึ้น ในทำนองเดียวกัน โลหะผสมนิกเกิลมีโครเมียม ซึ่งทำให้ทนทานต่อการออกซิเดชันและการกัดกร่อนจากก๊าซได้ดีกว่าโลหะผสมเหล็กทนความร้อนสูง

โลหะผสมนิกเกิลประกอบด้วยธาตุต่างๆ ซึ่งโครเมียมมีบทบาทหลักในการต้านทานการออกซิเดชันและการกัดกร่อน ในขณะที่ธาตุอื่นๆ ส่วนใหญ่ใช้เพื่อเสริมความแข็งแรงของโลหะผสม ตามวิธีการเสริมความแข็งแรง สามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท: ธาตุเสริมความแข็งแรงด้วยสารละลายของแข็ง เช่น ทังสเตน โมลิบดีนัม โคบอลต์ โครเมียม วาเนเดียม เป็นต้น ธาตุเสริมความแข็งแรงด้วยการตกตะกอน เช่น อะลูมิเนียม ไทเทเนียม ไนโอเบียม และแทนทาลัม ธาตุเสริมความแข็งแรงที่ขอบเกรน เช่น โบรอน เซอร์โคเนียม แมกนีเซียม และธาตุหายาก

การจำแนกประเภทหลักของโลหะผสมนิกเกิล

โลหะผสมนิกเกิลเป็นคำย่อของโลหะผสมนิกเกิลทนความร้อนสูง ซึ่งตั้งชื่อตามความสามารถในการทนความร้อนสูงที่เป็นเอกลักษณ์ โลหะผสมนิกเกิลสามารถแบ่งออกเป็นประเภทหลักๆ ดังนี้ ตามคุณสมบัติ:

1. โลหะผสมนิกเกิลทนความร้อน: โลหะผสมชนิดนี้สามารถทนต่อการออกซิเดชันและการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูง 650~1000 องศาเซลเซียส และมีความแข็งแรงในระดับหนึ่ง ตามคุณสมบัติทางแม่เหล็ก โลหะผสมชนิดนี้มักใช้ในการผลิตส่วนประกอบที่เกี่ยวกับความร้อนในใบพัดเครื่องยนต์อากาศยานและเครื่องยนต์จรวด เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ และอุปกรณ์แปลงพลังงาน

2. โลหะผสมนิกเกิลทนการกัดกร่อน: นิกเกิลบริสุทธิ์เป็นโลหะผสมตัวแทนของโลหะผสมนิกเกิลทนการกัดกร่อน โครงสร้างจุลภาคของโลหะผสมชนิดนี้คือออสเทนไนต์ โดยมีธาตุผสมหลักคือทองแดง โครเมียม โมลิบดีนัม เป็นต้น โลหะผสมทนการกัดกร่อนมีคุณสมบัติที่ครอบคลุมดีเยี่ยมและสามารถทนต่อการกัดกร่อนด้วยกรดต่างๆ และการกัดกร่อนจากความเค้น สามารถใช้ผลิตชิ้นส่วนในสภาพแวดล้อมที่ทนการกัดกร่อนต่างๆ เช่น ปิโตรเลียม เคมี และพลังงาน

3. โลหะผสมนิกเกิลทนการสึกหรอ: ธาตุผสมหลักคือโครเมียม โมลิบดีนัม ทังสเตน และยังมีไนโอเบียม แทนทาลัม และอินเดียมในปริมาณเล็กน้อย มีความทนทานต่อการสึกหรอ การออกซิเดชัน การกัดกร่อนที่ดี และประสิทธิภาพการเชื่อมที่ดี สามารถใช้ผลิตชิ้นส่วนที่ทนการสึกหรอและวัสดุเคลือบผิวได้

4. โลหะผสมนิกเกิลความแม่นยำสูง: รวมถึงโลหะผสมนิกเกิลแม่เหล็กอ่อน โลหะผสมนิกเกิลความต้านทานความแม่นยำสูง และโลหะผสมนิกเกิลให้ความร้อนไฟฟ้า ที่พบมากที่สุดคือเพอร์มัลลอยด์ ซึ่งมีปริมาณนิกเกิลประมาณ 80% มีค่าสภาพซึมซาบแม่เหล็กสูงสุดและเริ่มต้นสูง รวมถึงค่าความโคแอร์ซิทีฟต่ำ เป็นวัสดุแกนเหล็กที่สำคัญในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ โลหะผสมนิกเกิลความแม่นยำสูงเป็นวัสดุโลหะผสมที่ใช้โลหะนิกเกิลเป็นหลักและมีธาตุผสมอื่นๆ เช่น โครเมียม เหล็ก โมลิบดีนัม เป็นต้น โลหะผสมนี้มีความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง ทนทานต่อการกัดกร่อน ประสิทธิภาพความล้าจากความร้อน และทนทานต่อการออกซิเดชันได้ดีเยี่ยม

โลหะผสมนิกเกิลความแม่นยำสูงสามารถใช้งานได้นานที่อุณหภูมิระหว่าง 1000 ถึง 1100 องศาเซลเซียส และสามารถใช้ผลิตใบพัดเครื่องยนต์กังหัน ส่วนประกอบห้องเผาไหม้ ใบพัดกังหันก๊าซ ใบพัดนำอากาศเครื่องยนต์อากาศยาน และอุปกรณ์ที่ทนการกัดกร่อนต่างๆ ที่ทำงานที่อุณหภูมิสูง

5. โลหะผสมนิกเกิลเปลี่ยนรูปทรงจำ: โลหะผสมนิกเกิลเปลี่ยนรูปทรงจำเป็นโลหะผสมนิกเกิลที่มีไทเทเนียม 50% โลหะผสมนี้แสดงผลการเปลี่ยนรูปทรงจำที่ดีที่อุณหภูมิ 70 องศาเซลเซียส ด้วยการปรับอัตราส่วนของนิกเกิลต่อไทเทเนียมอย่างละเอียด อุณหภูมิการคืนตัวสามารถปรับได้ในช่วง 30 องศาเซลเซียส ถึง 100 องศาเซลเซียส โลหะผสมนี้มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในส่วนประกอบโครงสร้างที่ขยายตัวเองได้ของยานอวกาศ ตัวยึดที่ทำงานด้วยตัวเองในอุตสาหกรรมอวกาศ และมอเตอร์หัวใจเทียมในสาขาชีวการแพทย์