Niken lại là một thành phần quan trọng không thể thiếu để tạo nên thép không gỉ. Vậy Niken là gì? Vai trò, ảnh hưởng của Niken trong ngành công nghiệp thép không gỉ? Tất cả sẽ được QMS giải đáp ngay trong bài viết này, mời mọi người cùng theo chân QMS nhé!
Niken là gì? Kim loại hay phi kim?
Niken (nickel) là một chất có trong lớp vỏ của Trái Đất và là một thành phần tham gia cấu tạo nên các loại inox, thép không gỉ xung quanh chúng ta. Thậm chí, niken còn có mặt cả trong cơ thể của chúng ta.
Trong bảng tuần hoàn hóa học niken là một nguyên tố kim loại màu trắng bạc có số hiệu nguyên tử là 28. Đặc biệt niken thường chỉ xuất hiện ở dạng hợp chất như là thép không gỉ, hợp kim.. ta rất ít khi tìm thấy niken ở dạng nguyên chất.
Ngoài tự nhiên, người ta rất ít khi tìm được niken nguyên chất. Đa số niken đều tồn tại dưới dạng hợp chất. Ví dụ, thép không gỉ, hợp kim,…
Niken nguyên chất thường được sử dụng để làm tiền xu (vì tính chất của nó).
Tính chất vật lý và hóa học của niken
Ngoài màu sắc ánh bạc mà ta thường thấy thì niken có đặc điểm cấu tạo rất cứng tuy nhiên thì lại rất dễ để tạo hình như kéo dãn, uốn cong, dát mỏng.
Niken có nhiệt độ nóng chảy lên tới 1455 độ C, vì thế thường được ứng dụng làm nguyên vật liệu trong các môi trường khắc nghiệt.
Một ưu điểm nổi trội của niken nữa là có từ tính và dẫn điện rất tốt.
Các loại thép không gỉ có thành phần niken cao (ví dụ inox 316) thường chống chịu tốt trong các môi trường khắc nghiệt như môi trường biển, axit, kiềm,…
Ở nhiệt độ thường, nickel thường trơ với oxy (hoặc phản ứng rất chậm). Thế nên niken cũng được xem là một chất chống lại sử gỉ sét và được ứng dụng làm tiền xu.
Nhiệt độ nóng chảy của niken là 1455 độ C. Niken có khả năng chịu nhiệt cao nên thường được ứng dụng chế tạo các bộ phận động cơ trong máy bay phản lực hoặc tên lửa.
Niken được ứng dụng trong chế tạo pin xe điện
Niken có độc hại không ?
Là một nguyên tố kim loại thì niken có độc không? nó có ảnh hưởng trực tiếp gì đến sức khỏe của con người? Như đã nói ở phía trên thì niken có mặt cả trong cơ thể của mỗi chúng ta tuy nhiên nó chỉ chiếm một phần rất rất nhỏ dao động vào khoảng 0,5g cho một cơ thể 70kg. Theo nghiên cứu cho thấy niken có vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất, làm tăng cường khả năng hoạt động của hoóc- môn.
Tuy nhiên nếu lượng niken trong cơ thể vượt quá mức cho phép thì sẽ dẫn đến tình trạng ngộ độc nghiêm trọng hơn có thể ảnh hưởng đến gen, ảnh hưởng đến hệ miễn dịch, gây ung thư, hoặc các tình trạng dị dạng ở trẻ sơ sinh. Ngoài ra, chúng ta còn có thể gặp một số biểu hiện như nổi mẩn đỏ, khó chịu nếu cơ thể bị dị ứng khi tiếp xúc với các trang sức mạ niken hoặc sử dụng thực phẩm chứa nhiều niken.
Mọi người cần phải thật cẩn thận khi làm việc lâu dài trong môi trường có nồng độ niken nhiều như các phân xưởng gia công cắt gọt kim loại, chế tạo máy… bằng các biện pháp như đeo khẩu trang và thực hiện các biện pháp che chắn kĩ lưỡng.
Một số ứng dụng của niken trong thực tiễn
Niken là kim loại đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất của nhiều ngành khác nhau. Vậy trong thực tiễn thì niken dùng để làm gì? Nhờ vào những ưu điểm vượt trội như có khả năng chịu nhiệt cao, chống ăn mòn mà niken đã trở thành một trong những thành phần quan trọng để sản xuất thép không gỉ, dùng làm chế tạo các hợp kim của sắt.
Với cấu tạo có độ cứng lớn hơn cả sắt mà niken luôn là sự lựa chọn hàng đầu để chế tạo các loại động cơ phản lực, tên lửa, phụ tùng xe máy…
Không dừng lại ở đó niken còn góp mặt cả trong lĩnh vực trang sức do bề mặt bên ngoài có màu trắng bạc sáng bóng, ít bị oxi hóa khi tiếp xúc với môi trường trong thời gian dài mà giá thành thì rẻ hơn nhiều so với các loại trang sức được làm từ vàng, bạc.
Đặc biệt niken thường được dùng nhiều trong ngành sản xuất đồng xu cũng như các loại nam châm phổ biến trên thị trường.
Vai trò của niken trong ngành thép không gỉ
Đối với ngành công nghiệp thép không gỉ, inox, thì niken là một thành phần không thể thiếu đối với các mác thép 304, mác thép 316. Nếu thiếu đi niken, thép không gỉ sẽ dễ bị ăn mòn hơn trong môi trường khắc nghiệt từ đó làm giảm chất lượng cũng như độ bền của sản phẩm.
Cùng với crom, niken là một trong các thành phần giúp thép không gỉ trở nên bền chắc, chống ăn mòn tốt hơn.
101 câu hỏi bên lề thú vị về niken
Niken có dẫn điện không?
Niken là một chất dẫn điện tốt vì trong cấu trúc tinh thể có rất nhiều electron linh động, tự do. Thậm chí, niken còn dẫn điện tốt hơn sắt. Khả năng dẫn điện của niken thấp hơn đồng khoảng 4 lần nhưng lại cao hơn sắt đến 1.5 lần.
Tóm lại là thanh kim loại niken có thể dẫn điện gây chết người.
Niken có độc không?
Trong cơ thể con người, niken chỉ chiếm một phần rất rất rất nhỏ, chỉ khoảng 0.5g đối với một cơ thể 70kg (khoảng 7 x 10^-4 % của cơ thể).
Ở một góc nhìn khác, nếu như “làm tròn” theo toán học, có thể coi niken hầu như không tồn tại trong cơ thể con người. Thế nên, bất kỳ một hàm lượng niken nào được đưa vào cơ thể khả năng cao sẽ là không tốt. Thật may, cơ thể con người rất thông minh, có thể tự đào thải được những chất dư thừa.
Ở góc nhìn dinh dưỡng, thứ gì vượt quá liều lượng cũng sẽ thành chất độc. Nếu bạn uống liên tục 40 ly nước, bạn sẽ bị ngộ độc nước, khả năng sẽ dẫn đến tử vong.
Thế nên, vấn đề không phải là niken có độc không. Mà là liều lượng niken trong cơ thể bao nhiêu là đủ.
Theo một số nghiên cứu, nickel trong cơ thể giúp tăng cường khả năng hoạt động của hóc-môn và tham gia vào quá trình trao đổi lipit.
Ngoài đường miệng, cơ thể người có thể bị nhiễm nickel thông qua hô hấp và qua da. Do đó, việc làm việc tại các môi trường có bụi kim loại hoặc môi trường không khí bị ô nhiễm khá độc hại.
Tổ chức OSHA đã đưa khuyến nghị rằng chỉ nên làm việc 8h/ngày trong môi trường có đến 1 mg nickel/m3 không khí.
Bạn cần đeo khẩu trang tại các phân xưởng gia công kim loại, nhà máy, cần rửa tay trước khi ăn và chọn thực phẩm sạch để tránh hấp thụ quá nhiều các nguyên tố vi lượng (như nickel) vào cơ thể.
Nếu hàm lượng nickel trong cơ thể cao hơn mức tự nhiên sẽ gây hại cho con người, bao gồm: ảnh hưởng đến gen, ung thư, ảnh hưởng đến hệ miễn dịch hoặc sinh con dị dạng (quái thai).
Ngoài ra, một số người còn có thể dị ứng với thực phẩm có chứa nhiều nickel, hoặc là trang sức mạ nickel. Biểu hiện có thể là nổi mẩn đỏ, hoặc ngứa da.
Niken có bị nam châm hút, có nhiễm từ không?
Một trong số những câu hỏi về niken được thắc mắc nhiều nhất chính là niken là một nguyên tố kim loại vậy niken có bị nam châm hút không?
Câu trả lời là có vì đây là một trong số ít kim loại bị nhiễm từ, nguyên nhân chủ yếu là do nó có cấu trúc tinh thể và trong cấu trúc phân tử thì có rất nhiều các electron tự do.
Niken có bị gỉ, bị oxi hóa không?
Chúng ta có thể nghe niken chống được oxi hóa, nhờ niken mà thép không gỉ chống chịu ăn mòn tốt hơn.
Thực chất, niken vẫn bị oxi hóa, nhưng với tốc độ rất rất chậm và có thể xem như là không bị oxi hóa. Ngoài ra, lớp niken oxit được hình thành bên ngoài sẽ bảo vệ, ngăn oxi tiếp xúc với niken nằm bên trong.
Niken có đắt không?
Niken rất đắt. Tuy hàm lượng không quá cao, nhưng niken lại là một trong những thành phần đắt nhất của ống inox – thép không gỉ, ống inox 304, ống inox 316. Sự tăng giảm giá của niken có thể ảnh hưởng đến khoảng 30% – 50% giá thành của thép không gỉ.
Vì sao niken lại đắt? chủ yếu là do quy luật cung cầu của thị trường, chi phí khai thác, chi phí sản xuất, vấn đề chiến tranh trên thế giới. Trong khi nhu cầu về niken của thị trường ngày càng tăng cao nhưng trữ lượng niken trên thế giới lại có hạn không thể đáp ứng được hết vì vậy mà giá của niken luôn được đẩy lên cao. Theo Inox Quang Minh, giá của niken cao đồng nghĩa với việc các loại vật liệu như thép không gỉ, inox cũng luôn biến động với giá cả bất ngờ.
