Незамінність нікелю в ключових галузях промисловості

Нікельвважається одним із найскладніших стратегічних металів для заміни в глобальній системі металевих матеріалів. Згідно з даними Міжнародної дослідницької групи з вивчення нікелю (INSG), світовий попит на нікель підтримував середньорічні темпи зростання приблизно на 4% протягом останнього десятиліття, особливо у високотемпературних-сплавах, захисті від корозії та новій енергетиці, демонструючи структурну тенденцію до зростання. На відміну від більшості металів, цінність нікелю відображається не лише в його єдиній продуктивності, але й у його ролі фундаментального зміцнюючого елемента в «системах матеріалів із екстремальними робочими умовами», що робить його справді незамінним у багатьох галузях промисловості.

Авіаційні двигуни є одним із найвибагливіших матеріалів у сучасній промисловості, а високотемпературні-сплави на основі нікелю майже домінують у всій газовій турбінній системі. Згідно з загальнодоступними технічними даними GE та Rolls Royce, приблизно 50-60% сучасних авіаційних двигунів складаються з високотемпературних сплавів на основі нікелю, а лопаті турбіни, камери згоряння, сопла та інші компоненти особливо залежать від нікелю.
Значення застосування нікелю у високотемпературних-сплавах полягає в:

• Допоміжні матеріали зберігають стабільність тканини в середовищах вище 1100 градусів;
• Забезпечують значно вищий опір повзучості, ніж у сплавів на основі-заліза та кобальту;
• Забезпечте стійкість до термічної втоми під -тривалими циклічними навантаженнями.

У поточній металевій системі немає матеріалу, який би міг одночасно досягти рівня сплавів на основі нікелю з точки зору високо-температурної міцності, стійкості до окислення та стабільності. Тому залежність від нікелю в аерокосмічній промисловості відноситься до «незамінного структурного рівня».

Нікель відіграє незамінну роль у виробництві ядерної енергії, водневої енергії, нафти й газу, а також високотемпературного теплообмінного обладнання. Промислові дані показують, що близько 25% -30% трубок парогенераторів на атомних електростанціях у всьому світі використовують сплави на основі нікелю (переважно серії інконель). Нікель може зберігати стабільність у середовищах із високим-тиском, опроміненням і високотемпературною водяною парою, значно пригнічуючи явища корозійного розтріскування під напругою (SCC) і водневої крихкості.
Крім того, сплави на основі нікелю відіграють вирішальну роль у таких сферах:

• Нафто- та газопроводи з високим вмістом сірки (стійкі до сульфідного розтріскування)
• Водневе енергетичне обладнання (стійке до проникнення водню)
• Високотемпературна система теплообміну (з набагато вищою стабільністю, ніж матеріали з нержавіючої сталі)

Ці вимоги постійно зростають із коригуванням енергетичної структури, а також змушують нікель стати основним металом у ланцюжку виробництва енергетичного обладнання.

Незамінність нікелю є не менш важливою у сфері акумуляторів. Згідно зі статистичними даними Корейського дослідницького інституту батарей, вміст нікелю в системі з високим вмістом нікелю (NCM811, NCA) становить понад 80% матеріалу позитивного електрода. У поточній системі літієвих батарей кобальт замінний, але нікель незамінний, оскільки нікель безпосередньо визначає:
Верхня межа щільності енергії
Вартість одиничної потужності
циклічне виконання
У міру того, як транспортні засоби з новою енергією рухаються до епохи довговічності, використання матеріалів з високим вмістом нікелю буде продовжувати збільшуватися, що ще більше посилить стратегічне становище нікелю.

У -спеціальних металевих системах високого класу, таких як ніобій, тантал і цирконій, нікель як легуючий елемент може значно підвищити стабільність матеріалів у високотемпературних і корозійних середовищах. Наприклад, сплави ніобієвого нікелю та цирконієвого нікелю стали звичайними матеріалами в обладнанні ядерного класу, вакуумних електронних пристроях і системах хімічних реакцій.
Додавання нікелю може принести:

• Краща стабільність зварювання
• Вища антиоксидантна температура
• Більш тривалий термін служби
• Краща стійкість до стресової корозії

Це робить нікель не тільки основним металом, але й ключовим структурним зміцнюючим елементом у системах рідкісних металевих матеріалів.

У середовищі з високою температурою вище 1100 градусів або в екстремальних робочих умовах із сильною корозією, радіацією та стресом нікель демонструє всебічну продуктивність, яку не можуть досягти інші метали. Його унікальність відображається не лише в високотемпературній міцності та стійкості до корозії, а й у його зрілій промисловій системі, довгостроковій-перевіреній інженерній надійності та широкомасштабній-основі застосування.

З безперервною модернізацією аерокосмічної промисловості, нової енергетики, хімічного обладнання, атомної та водневої енергетики стратегічна цінність і незамінність нікелю ставатимуть помітнішими, і він продовжуватиме ставати важливою металевою основою у-сфері високоякісного виробництва.