Nikkels uerstattelighed i vigtige industrielle områder

Nikkelbetragtes som et af de sværeste strategiske metaller at erstatte i det globale metalmaterialesystem. Ifølge data fra International Nickel Research Group (INSG) har den globale nikkelefterspørgsel opretholdt en gennemsnitlig årlig vækstrate på omkring 4 % i løbet af det seneste årti, især inden for høje-temperaturlegeringer, korrosionsbeskyttelse og nye energiindustrier, der viser en strukturel opadgående tendens. I modsætning til de fleste metaller afspejles værdien af ​​nikkel ikke kun i dens enkeltydelse, men også i dens rolle som et grundlæggende styrkende element i "materialesystemer til ekstreme arbejdsforhold", hvilket gør det virkelig uerstatteligt i flere industrier.

Flymotorer er et af det mest materialekrævende udstyr i moderne industri, og nikkelbaserede høje-temperaturlegeringer dominerer næsten hele gasturbinesystemet. Ifølge offentligt tilgængelige tekniske data fra GE og Rolls Royce er cirka 50-60 % af moderne flymotorer sammensat af nikkelbaserede højtemperaturlegeringer med turbineblade, forbrændingskamre, dyser og andre komponenter, der er særligt afhængige af nikkel.
Betydningen af ​​nikkelanvendelse i høje-temperaturlegeringer ligger i:

• Støttematerialer opretholder vævsstabilitet i miljøer over 1100 grader;
• Giver krybemodstand meget højere end for jern-baserede og koboltbaserede legeringer;
• Sikre termisk træthedsmodstand under langvarig-cyklisk belastning.

I det nuværende metalsystem er der intet materiale, der samtidigt kan nå niveauet af nikkelbaserede legeringer med hensyn til høj-temperaturstyrke, oxidationsmodstand og stabilitet. Derfor hører afhængigheden af ​​nikkel i luftfartsindustrien til det "strukturelle niveau uerstatteligt".

Nikkel spiller en uerstattelig rolle i fremstillingen af ​​kerneenergi, brintenergi, olie og gas og høj-varmevekslerudstyr. Industridata viser, at omkring 25 % -30 % af dampgeneratorrørene i atomkraftværker på verdensplan bruger nikkelbaserede legeringer (hovedsageligt Inconel-serien). Nikkel kan opretholde stabiliteten i miljøer med højt-tryk, bestrålede og høje temperaturer med vanddamp, hvilket i væsentlig grad undertrykker spændingskorrosionsrevner (SCC) og brintskørhedsfænomener.
Derudover spiller nikkelbaserede legeringer en afgørende rolle på følgende områder:

• Olie- og gasrørledninger med højt svovlindhold (modstandsdygtig over for sulfidspændingsrevner)
• Brintenergiudstyr (modstandsdygtig over for brintgennemtrængning)
• Højtemperatur varmevekslingssystem (med meget højere stabilitet end rustfrit stålmaterialer)

Disse krav vokser konstant med justeringen af ​​energistrukturen og driver også nikkel til at blive kernemetallet i energiudstyrsfremstillingskæden.

Inden for strømbatterier er uerstatteligheden af ​​nikkel lige så stor. Ifølge statistikker fra Korea Battery Research Institute tegner nikkelindholdet i det ternære højnikkelsystem (NCM811, NCA) sig for over 80% af det positive elektrodemateriale. I det nuværende lithiumbatterisystem er kobolt udskifteligt, men nikkel er uerstatteligt, fordi nikkel direkte bestemmer:
Øvre grænse for energitæthed
Enhedskapacitetsomkostninger
cyklisk ydeevne
Efterhånden som nye energikøretøjer bevæger sig mod en æra med lang udholdenhed, vil brugen af ​​materialer med højt nikkelindhold fortsætte med at stige, hvilket yderligere forbedrer nikkels strategiske position.

I høje-specielle metalsystemer såsom niob, tantal og zirconium kan nikkel som legeringselement forbedre materialernes stabilitet betydeligt i høje temperaturer og korrosive miljøer. For eksempel er niobiumnikkel og zirconiumnikkellegeringer blevet almindelige materialer i udstyr af nuklear kvalitet, vakuum elektroniske enheder og kemiske reaktionssystemer.
Tilsætning af nikkel kan medføre:

• Bedre svejsestabilitet
• Højere antioxidanttemperatur
• Længere levetid
• Bedre modstand mod spændingskorrosion

Dette gør nikkel ikke kun til et uædle metal, men også et vigtigt strukturelt forstærkende element i sjældne metalmaterialesystemer.

Uanset om det er i miljøer med høje temperaturer over 1100 grader eller ekstreme arbejdsforhold med stærk korrosion, stråling og stress, udviser nikkel en omfattende ydeevne, som andre metaller ikke kan opfylde. Dets unikke karakter afspejles ikke kun i dets høje temperaturstyrke og korrosionsbestandighed, men også i dets modne industrielle system, langsigtede verificerede tekniske pålidelighed og stor-applikationsgrundlag.

Med den kontinuerlige opgradering af luftfarts-, nyt energi-, kemisk udstyr, atom- og brintenergiindustrier vil den strategiske værdi og uerstattelighed af nikkel blive mere fremtrædende, og det vil fortsætte med at blive et vigtigt metalfundament i det høje-fremstillingsområde.