니켈, 니켈합금이란? Nickel, Ni
니켈 (원자번호 28) 은 은백색의 단단하고 연성이 있는 금속으로, 물리적·화학적 특성이 뛰어나 다양한 산업 분야에서 중요한 역할을 합니다. 물리적으로는 고온에서도 강도와 내식성을 유지하며, 자기적 특성을 가지고 있어 자석에 붙는 성질을 가집니다. 이러한 특징은 니켈을 고온 및 극한 환경에서도 안정적으로 사용할 수 있는 금속으로 만들어줍니다. 화학적으로는 산화에 강하고, 공기 중에서 안정적이며, 부식에 잘 견디는 특성을 보입니다. 많은 화학 물질에 대한 저항성을 가져 내구성이 요구되는 응용 분야에서 널리 사용됩니다.
니켈은 다양한 용도로 활용되며, 그 중에서도 도금은 중요한 역할을 합니다. 니켈 도금은 내식성과 내마모성을 향상시켜 장식용 및 보호용으로 사용되며, 전자기기와 자동차 부품 등의 표면 처리에 적용됩니다. 또한, 스테인리스강의 주요 성분으로 사용되는데, 철과 크롬에 니켈을 첨가함으로써 내식성과 강도를 크게 향상시킵니다.
배터리 산업에서도 니켈은 필수적인 원료로, 니켈-카드뮴(NiCd) 및 니켈-수소(NiMH) 배터리에서 전극 물질로 사용됩니다. 이러한 배터리는 안정성과 효율성이 높아 다양한 전자기기 및 전기자동차에 적용됩니다. 니켈은 자기적 특성을 활용하여 자석 제작에도 사용되며, 강한 자기성을 요구하는 산업용 및 과학용 자석의 핵심 성분으로 사용됩니다.
니켈합금
니켈-크롬 합금 (Nickel-Chromium Alloys)
니켈과 크롬을 결합한 합금으로, 내열성과 내산화성이 뛰어나 고온 환경에서 탁월한 성능을 발휘합니다. 대표적으로 인코넬(Inconel)과 니크로멜(Nichrome)이 있습니다.
- 인코넬은 고온에서 강도와 내산화성을 유지하며, 항공 우주 산업, 터빈 블레이드, 원자로 등의 고온 작업 환경에서 사용됩니다.
- 니크로멜은 높은 온도에서도 저항값이 일정하게 유지되는 특성을 가지며, 전열선이나 전기 히터 같은 열 관련 장비에 주로 사용됩니다.
니켈-철 합금 (Nickel-Iron Alloys)
니켈과 철의 조합은 주로 자기적 특성을 강화하거나 열팽창을 최소화하는 용도로 사용됩니다. 대표적으로 인바(Invar)와 퍼멀로이(Permalloy)가 있습니다.
- 인바는 열팽창 계수가 매우 낮아 정밀 기기와 계측 장비, 위성 및 우주 장비 등에 널리 사용됩니다.
- 퍼멀로이는 높은 투자율(자기적 감응성)을 가지며, 변압기 코어, 자기 센서, 전자기기 부품 등에 적합합니다.
니켈-구리 합금 (Nickel-Copper Alloys)
니켈과 구리의 합금은 뛰어난 내식성과 강도를 자랑하며, 해양 및 화학 환경에서 널리 사용됩니다. 대표적으로 몬엘(Monel)이 있습니다.
- 몬엘은 해수와 같은 부식성 환경에서도 탁월한 내구성을 가지며, 해양 장비, 화학 처리 장비, 밸브 및 펌프 소재로 사용됩니다.
니켈-몰리브덴 합금 (Nickel-Molybdenum Alloys)
니켈과 몰리브덴을 결합한 합금은 고온과 부식성 환경에서 탁월한 성능을 발휘합니다. 대표적으로 **하스텔로이(Hastelloy)**가 있습니다.
- 하스텔로이는 화학 처리 공정, 고온 가스 환경, 해양 구조물 등 극한 조건에서도 내식성과 강도를 유지하여 사용됩니다.
