銅とは何か
銅は赤褐色の金属で、古代から使用されてきました。{0}可鍛性と延性があり、破損することなく曲げたり成形したりすることができ、優れた電気伝導性と熱伝導性を備えているため、導電体や熱交換器の標準材料となります。新しく露出した純銅の表面はピンクがかったオレンジ色で、空気中では保護酸化物または緑青を徐々に形成し、金属に優れた大気耐食性を与えます。
商業的に、この金属は電解タフピッチ銅、リン脱酸銅、無酸素銅-として供給されており、これらのグレードはそれぞれ、シート、ストリップ、プレートの場合は ASTM B152、チューブとパイプの場合は ASTM B75 および ASTM B88 などの規格によって定義されています。
ニッケルとは
ニッケルは、わずかに金色がかった銀白色の金属です。銅よりも硬いですが、コインを打ったり、宝飾品や金具に成形したりできるほど展性があります。{0}}銅よりも融点がはるかに高く、薄い不動態表面膜を形成するため、多くの腐食性媒体、特にアルカリに対して有用な耐性が得られます。この組み合わせにより、ニッケルはほとんどの用途で構造金属としてではなく、合金元素として使用されます。
-対-の直接比較
| 財産 | 銅 | ニッケル |
|---|---|---|
| 色 | きれいな場合は赤みがかった{0}}茶色からピンクがかった-オレンジ色 | わずかに金色がかった銀白色- |
| 化学記号と原子番号 | クー、29歳 | ニー、28歳 |
| 密度 | 約8.96g/cm3 | 約8.90g/cm3 |
| 融点 | 約1083度 | 約1455度 |
| 電気伝導率 | 約 5,960 万 S/m、100 % IACS 基準 | 約1,430万S/m、銅の約4分の1 |
| 熱伝導率 | 約390W/(m・K) | 約90W/(m・K) |
| 硬度 | 柔らかい、モーススケールで約 3 | より硬い、モース硬度で約 4 |
| 腐食挙動 | 保護酸化物または緑青、大気中および水中で優れています | 不動態皮膜、アルカリに強く、硫黄含有媒体の攻撃を受ける- |
| 代表的な用途 | 配線、バスバー、配管、屋根材、熱交換器 | ステンレス鋼、メッキ、貨幣、電池、磁石、超合金 |
実際の最大の違いは色です。そのため、2 つの金属は目で簡単に区別できます。 2 つ目は導電率です。銅は同じ断面でニッケルの約 4 倍の電流を流します。そのため、銅が利用できる場合にはニッケルが導体として使用されることはありません。-。 3 つ目は温度特性です。ニッケルは銅の軟化範囲をはるかに超えて有用な強度を維持します。
腐食と使用時の挙動の比較
銅は、表面に形成される膜が安定で自己修復性があるため、屋外や水系で使用されます。{0}}ニッケルの挙動は異なります。不動態皮膜は強アルカリ環境では非常に効果的ですが、硫黄を含む雰囲気では安定性が低くなります。そのため、攻撃的な工業地帯では、ニッケルめっき部品がトップ コーティングで保護されています。-流れる海水では、どちらの純粋な金属もそれ自体では理想的ではありません。これは、以下に説明する合金族に直接つながります。
現実的な答え: 銅-ニッケル合金
ほとんどの産業ユーザーは銅かニッケルのどちらかを選択しません。彼らはこの 2 つを制御された組み合わせを選択します。銅にニッケルを添加すると強度が向上し、海水の流れに対する耐性が大幅に向上すると同時に、熱伝達に役立つ十分な熱伝導率も維持されます。
C70600 銅-ニッケル 90/10発電所、海水淡水化プラント、船舶システムで使用される標準的な海水配管および復水管材料です。
C71500 銅-ニッケル 70/30浸食や衝突に対するより高い耐性を備え、水流速度と懸濁物質がより高い場所で使用されます。
ニッケルシルバー合金銅、ニッケル、亜鉛を含み、銀色の外観と良好な成形性を兼ね備えており、楽器の部品、刃物、貨幣などに使用されます。
ステンレス鋼へのニッケル添加8 ～ 14 パーセント程度は、304 や 316 などのグレードのオーステナイト構造を安定化させます。これは、体積あたりのニッケルの主な用途です。
銅-ニッケル系の熱交換器と凝縮器チューブは ASTM B111/B111M に指定されており、関連する用途に合わせて正確な合金、質質、寸法が定義されています。
選択ガイドと持続可能性
電気伝導性または熱伝導性が重要な要件である場合は、銅を選択してください。
高温強度、アルカリ使用、または特定の磁気特性または電気化学的特性が必要な場合は、ニッケルまたはニッケル含有合金を選択してください。{0}
海水または汽水冷却水が関与し、耐食性と熱伝達の両方が必要な場合は、銅-ニッケル合金を選択してください。
どちらの金属も天然鉱石から製造されており、その特性を失うことなく無期限にリサイクルできるため、どちらの金属も耐用年数終了時に高いスクラップ価値を維持できることを忘れないでください。
よくある質問
Q: 銅とニッケルの主な違いは何ですか?
色と導電性。銅は赤みがかった標準的な電気導体ですが、ニッケルは銀白色で-非常に硬く、高温で溶けて、同じ断面で流れる電流は銅の約 4 分の 1 だけです。-。
Q: 融点が高い金属はどれですか?
銅の約 1083 度と比較して、ニッケルは約 1455 度です。
Q: ニッケルは銅よりも優れた導体ですか?
いいえ、銅の導電率は 100% IACS 基準の基礎となる約 5,960 万ジーメン/メートルですが、ニッケルの導電率は約 1,430 万ジーメン/メートルにすぎません。
Q: 銅とニッケルが合金として結合されるのはなぜですか?
この組み合わせにより、有用な熱伝導率を維持しながら、純銅よりも高い強度と流れる海水に対する優れた耐性が得られます。したがって、銅-ニッケルグレードは船舶および発電所の復水器チューブとして標準的に選択されています。
Q: 銅-コンデンサー チューブをカバーする規格はどれですか?
ASTM B111/B111M は、90/10 および 70/30 銅-ニッケル グレードを含む、銅および銅合金のシームレス コンデンサー チューブとフェルール ストックを対象としています。
Q: 銅とニッケルはリサイクル可能ですか?
はい。どちらも天然鉱石から生産されており、特性を損なうことなく繰り返しリサイクルできるため、スクラップとしての価値も高くなります。
