Железо-никелевый сплав
Сплав железо-никель или сплав никель-железо , сокращенно FeNi или NiFe , представляет собой группу сплавов , состоящих в основном из элементов никеля (Ni) и железа (Fe). Это основная составляющая «железных» ядер планет и железных метеоритов . В химии аббревиатура NiFe относится к железо-никелевому катализатору или компоненту, участвующему в различных химических реакциях , или к самим реакциям; в геологии это относится к основным компонентам теллурических планетных ядер (включая земное ).
Некоторые выпускаемые сплавы железа и никеля называются никелевой сталью или нержавеющей сталью . В зависимости от предполагаемого использования сплава его обычно обогащают небольшим количеством других металлов, таких как хром , кобальт , молибден и титан .
Астрономия и геология
[ редактировать ]Железо и никель — наиболее распространенные элементы, образующиеся на заключительной стадии звездного нуклеосинтеза в массивных звездах. Более тяжелые элементы требуют других форм нуклеосинтеза , например, во время слияния сверхновых или нейтронных звезд . [ 1 ] [ 2 ] Железо и никель — наиболее распространенные металлы в металлических метеоритах. [ 3 ] и в плотных металлических ядрах теллурических планет, таких как Земля .
Сплавы никеля и железа встречаются в природе на поверхности Земли в виде теллурического железа или метеорного железа .
Химия и металлургия
[ редактировать ]Сродство атомов никеля ( атомный номер 28) к железу (атомный номер 26) приводит к образованию сплавов природного происхождения и большого количества коммерческих сплавов . Поверхности этих металлических соединений создают сложную электронную среду для катализа химических реакций. [ 4 ]
В стали металлургии никель легируют железом с 1888 года (дата Schneider et Cie) . патента [ 5 ] на никелевой стали на основе исследований Жана Верта [ 6 ] ) для производства мартенситностареющей стали и некоторых низколегированных сталей . Другие технологические применения включают инвар и мю-металл .
Обзор сплавов
[ редактировать ]В следующей таблице представлен обзор различных железо-никелевых сплавов. Природные сплавы представляют собой разновидность минералов и называются самородными элементами или самородными металлами . Некоторые из записей имеют более одной кристаллической структуры (например, метеоритное железо представляет собой смесь двух кристаллических структур).
| Имя | Описание | Химическая формула / Массовый процент никеля |
|---|---|---|
| Антитенит | Интерметаллическое соединение, обнаруженное в метеоритах. [ 7 ] | FeFe3Ni Ni |
| Аваруит | Самородное обнаруженное интерметаллическое соединение, в серпентинитах и метеоритах. | от Ni 2 Fe до Ni 3 Fe |
| Ядро Земли | Ядро Земли состоит из железо-никелевого сплава. [ 8 ] | около 5,5% Ni |
| Элинвар | сплав Изготовленный , эластичность которого не меняется с температурой; 5% Кр | 36% В |
| Инвар | Сталь, изготовленная с очень низким тепловым расширением. | 36% В |
| Не делай этого | Самородный металл найден в метеоритном железе | Разыскивается [0,9] Есть [0,1] |
| Стареюще-стареющая сталь | Прочный и пластичный вариант стали. | 15–25% В |
| Метеоритное железо | Самородная комбинация преимущественно камасита и тэнита , а также небольших количеств тетратенита , антитенита и аваруита. | 5–30 % В |
| Мю-метал | Сплав, изготовленный с высокой проницаемостью для магнетизма. | 77% В |
| Планетарное ядро | Планеты , спутники и планетезимали могут иметь ядра из различных железо-никелевых сплавов. | различный |
| Нержавеющая сталь | Вариант стали , устойчивой к коррозии, с содержанием Cr и Ni. | 4–8% В |
| Тэнит | Самородный металл найден в метеоритах | Любовь |
| Теллурическое железо | Самородный металл, найденный на Земле (отличный от внеземного железа ) | 0,05–4% В |
| Тетратаенит | Самородный металл найден в метеоритах | ФеНи |
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ваннье, П.Г. (1980). «Ядерное содержание и эволюция межзвездной среды». Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 18 : 399–437. Бибкод : 1980ARA&A..18..399W . дои : 10.1146/annurev.aa.18.090180.002151 .
- ^ Джонсон, Дженнифер А. (2019). «Заполнение таблицы Менделеева: Нуклеосинтез элементов» . Наука . 363 (6426): 474–478. Бибкод : 2019Sci...363..474J . дои : 10.1126/science.aau9540 . ПМИД 30705182 . S2CID 59565697 .
- ^ Мейсон, Брайан Гарольд (1971). Справочник по содержанию элементов в метеоритах . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Гордон и Брич. ISBN 0-677-14950-6 .
- ^ Пардо, А.; де Лейси, Алабама; Фернандес, ВМ; Фан, HJ; Фан, Ю.; Холл, МБ (2006). «Исследование функционала плотности каталитического цикла гидрогеназ никель-железо NiFe и участие высокоспинового никеля (II)». Журнал биологической неорганической химии . 11 (3): 286–306. дои : 10.1007/s00775-005-0076-3 . ПМИД 16511689 . S2CID 37683443 .
- ^ FR 193505 , «Усовершенствования в производстве никелевых сталей и применение этих сталей для изготовления пушек, броневых листов и брони любого вида, орудийных стволов, снарядов, военных материалов в целом, листов, прутков и т. д.», издан 1888 г. -10-13
- ^ Д'Анжио, Агнес (2000). Schneider et Cie и рождение инженерии: от внутренних практик к международным приключениям 1836–1949 (на французском языке). Издания ЦНРС. п. 58. ИСБН 978-2-271-05826-3 .
- ^ «Антитэнит» . МинДат . Кесвик, Вирджиния: Гудзонский институт минералогии . Проверено 31 декабря 2021 г.
- ^ Линь, Юнг-Фу (1 января 2002 г.). «Сплав железа с никелем в ядре Земли» . Письма о геофизических исследованиях . 29 (10): 109–1 – 109–3. Бибкод : 2002GeoRL..29.1471L . дои : 10.1029/2002GL015089 . S2CID 21678130 .