Физические свойства никеля приведены в табл. 6. Никель характеризуется достаточно высокой температурой плавления, малым значением теплопроводности большим температурным коэффициентом линейного расширений. При температуре выше 1000 °С в вакууме начинается испарение никеля со значительными скоростями, что приводит к ухудшению изоляции и ряду других отрицательных явлений. Поэтому рабочая температура никелевых деталей не может превышать 800 °С при постоянных термических нагрузках и 1000 °С — при временных (обезгаживание). Малая теплоизлучательная способность и невысокая теплопроводность не позволяют в достаточной степени рассеивать мощность, выделяемую на никелевых анодах, без специальной обработки их поверхности с целью повышения излучательной способности. Высокий температурный коэффициент расширения не дает возможности получать вакуумно-плотные спаи никеля со стеклом.
Удельное электрическое сопротивление и его температурный коэффициент в сильной степени зависят от чистоты никеля. У чистых сортов никеля ρ равно 6,8·10-8 Ом·м, а для технических сортов ρ возрастает до значений (9,5…11,3)·10-8 Ом·м. Как эмитирующий материал чистый никель не применяется, так как работа выхода его значительно выше, чем у других металлов. Никель относится к ферромагнитным материалам.
Механические свойства никеля, так же, как и других металлов, приведены в табл. 7.
Таблица 7
Механические свойства никеля
Примечание: В скобках указана температура (°С), при которой получено данное значение.
Из приведенных данных видно, что никель в отожженном состоянии отличается редким для большинства металлов сочетанием высокой прочности и пластичности. Из никеля могут быть получены изделия очень точные и различные по размерам, довольно сложные по форме.
Модуль упругости никеля ниже, чем у вольфрама и молибдена.
Температура рекристаллизации никеля относительно высокая (550…640 °С), что обеспечивает возможность термической обработки никелевых деталей при 800…900 °С. О падении прочности никеля при высоких температурах свидетельствуют данные табл. 8.
Таблица 8
Изменение прочности никеля в зависимости от температуры
Химические свойства. При обычных температурах никель — химически стойкий, малоактивный металл, устойчивый к влиянию окружающей атмосферы. Только при длительном пребывании во влажном воздухе на поверхности металла появляется бледно-желтый налет. При нагреве свыше 500 °С возникает плотная пленка окисла. С водородом никель образует твердые растворы. Водород диффундирует с высокой скоростью и легко выделяется из никеля при нагревании в вакууме. Азот растворяется в никеле лишь при 1400 °С и выделяется с понижением температуры, не оказывая вредного действия на свойства металла.
Примеси углерода, серы, кислорода являются вредными, так как они мало растворимы в никеле и отрицательно влияют на его деформацию в холодном и горячем состояниях, придают ему хрупкость. В твердом состоянии углерод растворим в никеле до 0,4%. При таком содержаний углерода никель имеет повышенную твердость и ограниченную пластичность. При содержании углерода больше 0,4% он выделяется по границам зерен в форме графита и резко снижает пластичность никеля. Содержание кислорода в никеле не должно превышать 0,001%.
Наиболее вредной из примесей в никеле является сера, которая вызывает хрупкость металла при его деформации. Сера с никелем образует низкоплавкую эвтектику (Ni+Ni3S2) с температурой плавления 625 °С, располагающуюся по границам зерен и катастрофически снижающую прочность никеля. Опытным путем установлено, что содержание серы в чистом никеле (99,98 % Ni), применяемом в электровакуумном производстве, должно быть не более 0,02 %. Вредное влияние серы в никеле можно в некоторой мере нейтрализовать, если ввести в него магний или марганец, которые с серой образуют тугоплавкие сернистые соединения (температура плавления эвтектики Ni + МnS 1325 °С), оказывающие меньшее влияние на пластические свойства металла.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.