تستخدم سبائك النيكل على نطاق واسع في مختلف الصناعات بسبب خصائصها الميكانيكية الممتازة، ومقاومتها للتآكل، واستقرارها عند درجات الحرارة العالية. تتكون هذه السبائك عادةً من النيكل الممزوج بعناصر أخرى مثل الكروم أو الحديد أو الموليبدينوم أو النحاس أو التيتانيوم.
فيما يلي بعض الاستخدامات الشائعة لسبائك النيكل:
1. صناعة الطيران
(1).التوربينات والمحركات الغازية: تُستخدم السبائك الفائقة القائمة على النيكل، مثل Inconel وHastelloy، في بناء المحركات النفاثة وشفرات التوربينات والمكونات المهمة الأخرى التي يجب أن تتحمل درجات الحرارة والضغوط العالية للغاية.
(2). المحركات الصاروخية: تُستخدم سبائك النيكل، وخاصة تلك التي تتمتع بمقاومة درجات الحرارة العالية، أيضًا في محركات الصواريخ والتطبيقات الفضائية الأخرى حيث تكون القوة والمقاومة للحرارة أمرًا ضروريًا.
2. الصناعات الكيماوية والبتروكيماوية
(1). مقاومة التآكل: سبائك النيكل مقاومة للبيئات العدوانية، مثل تلك التي تحتوي على الأحماض والكلور ومياه البحر. تُستخدم السبائك مثل Hastelloy وMonel في معدات المعالجة الكيميائية والمبادلات الحرارية والمفاعلات والأنابيب.
(2).المحفزات وأوعية التفاعل: في المصانع الكيميائية، يتم استخدام السبائك القائمة على النيكل لبناء مكونات تتلامس بشكل مباشر مع المواد الكيميائية التفاعلية بسبب مقاومتها للتآكل واستقرارها في درجات الحرارة العالية.
3. التطبيقات البحرية
(1).المواد المقاومة لمياه البحر: تتميز سبائك النيكل، مثل المونيل (وهي سبيكة من النحاس والنيكل)، بمقاومة عالية للتآكل بمياه البحر وتستخدم في بناء السفن والأجهزة البحرية ومنصات النفط البحرية.
(2).أنظمة الدفع البحرية: المكونات مثل المراوح والأعمدة مصنوعة من سبائك النيكل لتحمل البيئات البحرية القاسية.
4.الإلكترونيات والتطبيقات الكهربائية
(1). البطاريات: يستخدم النيكل في البطاريات القابلة لإعادة الشحن، وخاصة في بطاريات النيكل والكادميوم (Ni-Cd) وبطاريات هيدريد معدن النيكل (NiMH)، والتي تستخدم على نطاق واسع في مختلف الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية والمركبات الكهربائية.
(2).الموصلات والمفاتيح: تُستخدم سبائك النيكل في الموصلات الكهربائية والمفاتيح الكهربائية والمكونات الأخرى نظرًا لتوصيلها الكهربائي الجيد ومقاومتها للتآكل.
5. الصناعة النووية
تكسية الوقود والمفاعلات: تستخدم سبائك النيكل في الصناعة النووية لتكسية الوقود ومكونات المفاعلات بسبب مقاومتها للضرر الإشعاعي وأداءها عند درجات الحرارة العالية.
6. تجهيز الأغذية والمعدات الطبية
(1).آلات تجهيز الأغذية: غالبًا ما تستخدم سبائك النيكل في معدات تجهيز الأغذية بسبب مقاومتها للتآكل وقدرتها على تحمل درجات الحرارة المرتفعة.
(2).الأدوات الطبية والزرعات: تُستخدم بعض سبائك النيكل (مثل تلك التي تحتوي على التيتانيوم) في الأجهزة الطبية، وزراعة الأسنان (مثل زراعة الأسنان والمفاصل)، والأدوات الجراحية نظرًا لتوافقها الحيوي وقوتها.
7. صناعة السيارات
(1).أنظمة العادم: تُستخدم السبائك القائمة على النيكل في أنظمة عوادم السيارات عالية الأداء، بما في ذلك تلك الموجودة في سيارات السباق، وذلك بسبب مقاومتها للحرارة ومتانتها.
(2). الشواحن التوربينية: يتم تصنيع العديد من الشواحن التوربينية من سبائك قائمة على النيكل نظرًا لقدرتها على تحمل درجات حرارة وضغوط العادم العالية.
8. المعالجة الحرارية وتطبيقات الفرن
(1). عناصر التسخين: تستخدم سبائك النيكل والكروم على نطاق واسع في عناصر التسخين للأفران الكهربائية والمواقد وتطبيقات التدفئة الصناعية بسبب مقاومتها العالية للأكسدة في درجات الحرارة المرتفعة.
(2). مكونات الفرن: تستخدم سبائك النيكل في أجزاء الفرن مثل أنابيب الشعلات وغرف الاحتراق التي يجب أن تعمل في بيئات ذات درجة حرارة عالية.
9. معدات درجات الحرارة العالية
مفاعلات ومعدات درجات الحرارة العالية: تستخدم سبائك النيكل مثل إنكونيل في الصناعات التي تتطلب مقاومة للأكسدة، وقوة عالية، ومقاومة الزحف عند درجات حرارة مرتفعة. وهذا يشمل توليد الطاقة، ومعالجة المواد، وغيرها من القطاعات الصناعية ذات درجات الحرارة العالية.
10.الأدوات والتطبيقات المقاومة للاهتراء
أدوات القطع والقوالب: تُستخدم سبائك النيكل في تصنيع الأدوات والقوالب، خاصة في البيئات التي تتطلب مقاومة عالية للتآكل والتشوه.
11. استخدامات أخرى
(1).المغناطيس: يتم استخدام بعض سبائك النيكل لإنشاء مغناطيس دائم (على سبيل المثال، في شكل سبائك النيكو)، والتي تستخدم في المحركات الكهربائية والتطبيقات الأخرى.
(2).السبائك الفائقة للمكونات الهامة: تُستخدم السبائك الفائقة القائمة على النيكل أيضًا في تصنيع شفرات التوربينات وأجزاء الطائرات ومكونات توربينات الغاز لتوليد الطاقة.
المزايا الرئيسية لسبائك النيكل:
1. مقاومة التآكل: خاصة في البيئات القاسية مثل المياه المالحة أو المحاليل الحمضية.
2. قوة درجات الحرارة العالية: تحافظ العديد من سبائك النيكل على قوتها وسلامتها عند درجات حرارة مرتفعة.
3. مقاومة الأكسدة: خاصة في البيئات ذات درجة الحرارة العالية والتفاعلية.
4. الليونة والمتانة: إنها توفر قابلية تشكيل جيدة، مما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات.
باختصار، يشمل استخدام سبائك النيكل العديد من القطاعات الحيوية، بما في ذلك الطيران، والمعالجة الكيميائية، وإنتاج الطاقة، والصناعات البحرية، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى خصائصها الميكانيكية الفائقة ومقاومتها للظروف القاسية.
