Nikelio nepakeičiamumas pagrindinėse pramonės srityse

Nikelisyra laikomas vienu iš sunkiausiai pakeičiamų strateginių metalų pasaulinėje metalo medžiagų sistemoje. Remiantis Tarptautinės nikelio tyrimų grupės (INSG) duomenimis, per pastarąjį dešimtmetį pasaulinė nikelio paklausa išlaikė vidutinį metinį maždaug 4 % augimo tempą, ypač aukštos temperatūros lydinių, apsaugos nuo korozijos ir naujos energetikos pramonės šakose, o tai rodo struktūrinę didėjimo tendenciją. Skirtingai nuo daugumos metalų, nikelio vertė atsispindi ne tik vien jo veiksmuose, bet ir jo, kaip pagrindinio stiprinančio elemento „ekstremaliomis darbo sąlygomis medžiagų sistemose“, vaidmenyje, todėl jis tikrai nepakeičiamas įvairiose pramonės šakose.

Orlaivių varikliai yra viena iš labiausiai medžiagų reikalaujančių įrenginių šiuolaikinėje pramonėje, o nikelio pagrindu pagaminti aukštos temperatūros lydiniai beveik dominuoja visoje dujų turbinų sistemoje. Remiantis viešai prieinamais techniniais GE ir Rolls Royce duomenimis, maždaug 50-60 % šiuolaikinių orlaivių variklių yra sudaryti iš nikelio pagrindu veikiančių aukštos temperatūros lydinių su turbinų mentėmis, degimo kameromis, purkštukais ir kitais komponentais, ypač priklausomais nuo nikelio.
Nikelio panaudojimo aukštoje temperatūroje{0}}lydiniuose reikšmė yra tokia:

• Pagalbinės medžiagos palaiko audinių stabilumą aplinkoje, aukštesnėje nei 1100 laipsnių;
• Užtikrina daug didesnį atsparumą šliaužimui nei geležies{0}} ir kobalto lydinių;
• Užtikrinkite atsparumą šiluminiam nuovargiui esant ilgalaikei{0}}ciklinei apkrovai.

Dabartinėje metalo sistemoje nėra medžiagos, kuri vienu metu galėtų pasiekti nikelio lydinių lygį aukštoje{0}}temperatūroje, atsparumo oksidacijai ir stabilumo požiūriu. Todėl priklausomybė nuo nikelio aviacijos ir kosmoso pramonėje priklauso „nepakeičiamam struktūriniam lygiui“.

Nikelis atlieka nepakeičiamą vaidmenį gaminant branduolinę energiją, vandenilio energiją, naftą ir dujas bei aukštos temperatūros{0}}šilumos mainų įrangą. Pramonės duomenys rodo, kad apie 25 % -30 % garo generatorių vamzdžių atominėse elektrinėse visame pasaulyje naudojami nikelio lydiniai (daugiausia Inconel serija). Nikelis gali išlaikyti stabilumą aukšto -slėgio, apšvitinto ir aukštos temperatūros vandens garų aplinkoje, žymiai sumažindamas įtempių korozijos įtrūkimą (SCC) ir vandenilio trapumo reiškinius.
Be to, nikelio lydiniai atlieka lemiamą vaidmenį šiose srityse:

• Didelio sieros kiekio naftos ir dujų vamzdynai (atsparūs sulfido įtempiams įtrūkimams)
• Vandenilio energijos įranga (atspari vandenilio prasiskverbimui)
• Aukštos temperatūros šilumos mainų sistema (su daug didesniu stabilumu nei nerūdijančio plieno medžiagos)

Šie poreikiai nuolat auga keičiantis energijos struktūrai ir skatina nikelį tapti pagrindiniu metalu energetikos įrangos gamybos grandinėje.

Maitinimo baterijų srityje ne mažiau reikšmingas yra nikelio nepakeičiamumas. Pagal Korėjos baterijų tyrimų instituto statistiką, nikelio kiekis trijų komponentų (NCM811, NCA) sistemoje sudaro daugiau nei 80 % teigiamo elektrodo medžiagos. Dabartinėje ličio baterijų sistemoje kobaltas yra keičiamas, tačiau nikelis yra nepakeičiamas, nes nikelis tiesiogiai lemia:
Viršutinė energijos tankio riba
Vieneto talpos kaina
ciklinis veikimas
Naujoms energetinėms transporto priemonėms artėjant prie ilgaamžiškumo eros, daug nikelio turinčių medžiagų naudojimas ir toliau didės, o tai dar labiau sustiprins strateginę nikelio padėtį.

Aukštos klasės-specialiose metalinėse sistemose, tokiose kaip niobis, tantalas ir cirkonis, nikelis kaip legiravimo elementas gali žymiai pagerinti medžiagų stabilumą aukštoje temperatūroje ir korozinėje aplinkoje. Pavyzdžiui, niobio nikelis ir cirkonio nikelio lydiniai tapo įprastomis medžiagomis branduolinės įrangos, vakuuminių elektroninių prietaisų ir cheminių reakcijų sistemose.
Nikelio pridėjimas gali sukelti:

• Geresnis suvirinimo stabilumas
• Aukštesnė antioksidantų temperatūra
• Ilgesnis tarnavimo laikas
• Geresnis atsparumas įtempių korozijai

Dėl to nikelis tampa ne tik netauriuoju metalu, bet ir pagrindiniu konstrukciniu stiprintuvu retųjų metalų medžiagų sistemose.

Nesvarbu, ar aukštoje temperatūroje, viršijančioje 1100 laipsnių, ar ekstremaliomis darbo sąlygomis, kai yra stipri korozija, radiacija ir įtempimas, nikelis pasižymi visapusiškomis savybėmis, kurių negali atitikti kiti metalai. Jo unikalumas atsispindi ne tik atsparumu aukštai temperatūrai ir atsparumui korozijai, bet ir brandžioje pramoninėje sistemoje, ilgalaikėje-patikrintame inžineriniame patikimumu ir plataus-masto pritaikymo pagrindu.

Nuolat atnaujinant aviacijos ir kosmoso, naujos energetikos, chemijos įrangos, branduolinės ir vandenilio energijos pramonės šakas, strateginė nikelio vertė ir nepakeičiamumas išryškės, be to, jis ir toliau taps svarbiu metaliniu pagrindu aukščiausios klasės{0}}gamybos srityje.