Pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa nikel merupakan logam yang sangat penting dalam kehidupan kita sehari-hari? Dari koin di saku Anda hingga paduan berkinerja tinggi pada mesin jet, keserbagunaan nikel tak tertandingi. Panduan ini mengeksplorasi penemuan, sifat, dan beragam aplikasi nikel, termasuk peran pentingnya dalam menciptakan baja tahan karat dan paduan memori. Dengan memahami karakteristik unik nikel, Anda akan memperoleh wawasan tentang kontribusi penting nikel terhadap teknologi dan industri modern.
Nikel memiliki berbagai macam aplikasi dalam kehidupan kita sehari-hari, seperti dalam pembuatan koin dan produksi paduan. Hari ini, mari kita lihat lebih dekat logam ini - nikel.
Nikel terletak di Grup VIII tabel periodik, bersama dengan besi, kobalt, rutenium, rhodium, paladium, osmium, iridium, dan platina, membentuk Grup VIII. Di antara mereka, besi, kobalt, dan nikel disebut "elemen kelompok besi".
Manusia telah mengenal dan menggunakan nikel untuk waktu yang sangat lama. Nikel pertama kali digunakan di Cina pada awal abad ke-3 SM, ketika orang-orang Cina menambahkan bijih nikel ke tembaga untuk membuat paduan - tembaga putih, yang digunakan untuk membuat koin.
Pada akhir abad ke-17, para penambang Jerman menemukan bijih berwarna cokelat kemerahan yang sering kali memiliki bintik-bintik hijau pada permukaannya. Apabila ditambahkan ke bahan mentah untuk membuat kaca, ini bisa mewarnai kaca menjadi hijau. Pada waktu itu, mineral ini disalahartikan sebagai bijih tembaga, dan para ahli metalurgi mencoba berkali-kali untuk mengekstrak tembaga darinya, tetapi semua upaya gagal.
Para penambang menyebutnya "Kupfernickel," dengan Kupfer yang berarti tembaga dalam bahasa Jerman, dan nikel yang berarti sprite yang menipu, sehingga Kupfernickel dapat diterjemahkan sebagai "tembaga palsu."
Baru pada tahun 1751, ahli mineralogi dan kimia Swedia, Cronstedt A.F. (1722-1765), mempelajari mineral ini. Setelah melakukan berbagai eksperimen, ia mengisolasi logam putih dari Kupfernickel dan menamakannya Nikel.
Ini juga merupakan asal mula nama Latin untuk nikel, Niccolum. Kami mengalihbahasakan suku kata pertama menjadi "nikel", dengan simbol kimia Ni. Sekarang kita tahu bahwa Kupfernickel adalah bijih nikel arsenida, dan bintik-bintik hijau di permukaannya adalah nikel karbonat.
Dalam "Journal of Chemical Education" Amerika edisi April 1943, sebuah artikel yang dikutip dari International Nickel Company diterbitkan, berjudul "The Mysterious Paktong," yang dikutip sebagai berikut:
"Tiga ratus tahun yang lalu, suatu hari, sebuah kapal dagang besar yang dihantam badai dan perlahan-lahan mendekati Sungai Thames, menuju ke dermaga, akan pulang! Setahun yang lalu, kapal itu berlayar dari London untuk mencari Timur Jauh. Sekarang kapal itu telah kembali, membawa barang-barang seperti teh, sutra, dan rempah-rempah.
Selain itu, ada sebuah barang baru yang terbuat dari logam, yang bersinar dengan kilau lembut seperti perak murni, tetapi jelas bukan perak, melainkan logam keras. Orang Cina menyebutnya Paktong, dan mereka dengan hati-hati menjaga rahasia cara membuatnya.
Setelah penyebaran logam aneh ini, beberapa generasi pengrajin logam Eropa mencoba meniru tembaga putih, tetapi mereka tidak pernah menemukan alasan dari setiap kegagalannya. Baru pada pertengahan abad ke-18, seorang ilmuwan Swedia mengidentifikasi sebuah logam baru, yang diakui oleh ilmuwan lain, sebagai logam paduan misterius untuk membuat tembaga putih. Ini adalah logam yang ditemukan oleh para penambang di Saxony dan dikutuk sebagai tembaga palsu.
Nikel tidak langka di kerak bumi, lebih melimpah daripada logam umum seperti timbal dan timah, tetapi jauh lebih sedikit daripada besi. Kobalt dan nikel sering hidup berdampingan di alam, dengan bijih kobalt dan nikel yang penting adalah kobaltit (CoAsS) dan nikel pirit (NiS-FeS).
Di alam, bijih nikel yang paling penting adalah garnierit (nikel arsenida) dan nikel arsenida (sulfarsenida). Kuba adalah negara yang paling terkenal di dunia untuk deposit bijih nikel, dengan sejumlah besar bijih nikel juga ditemukan di Republik Dominika.
Kandungan nikel di matahari adalah 80 ppm, di air laut 0,0001 ppm, dan di kerak bumi 80 ppm. Nikel juga merupakan salah satu elemen penting bagi organisme, tetapi kandungannya dalam organisme sangat kecil, kurang dari sepersepuluh ribu, yang dikenal sebagai elemen jejak. Makanan yang kaya akan nikel antara lain: cokelat, kacang-kacangan, kacang-kacangan kering, dan biji-bijian.
Ada banyak isotop nikel, dengan berbagai macam sifat. Berikut ini adalah daftarnya:
| Isotop | Kelimpahan | Waktu paruh | Mode pembusukan | Energi peluruhan/eV | Produk pembusukan |
| 56Ni | Buatan | 6.077天 | Penangkapan elektron | 2.136 | 56Co |
| 58Ni | 68.077% | Stabil | |||
| 59Ni | Buatan | 76,000年 | Penangkapan elektron | 1.072 | 59Co |
| 60Ni | 26.233% | Stabil | |||
| 61Ni | 1.14% | Stabil | |||
| 62Ni | 3.634% | Stabil | |||
| 63Ni | Buatan | 100.1年 | Peluruhan beta | 2.137 | 63Cu |
| 64Ni | 0.926% | Stabil |
Sel satuan adalah sel kubik yang berpusat pada permukaan, yang mengandung 4 atom logam per sel.
Parameter kisi:
(1) Pada suhu kamar, nikel membentuk lapisan oksida padat pada permukaannya di udara lembab, yang tidak hanya mencegah oksidasi lebih lanjut, tetapi juga menahan korosi oleh larutan alkali dan garam;
(2) Nikel curah tidak terbakar, kawat nikel halus dapat terbakar, dan partikel nikel berpori halus yang dibuat khusus akan terbakar putih di udara;
(3) Ketika dipanaskan, nikel bereaksi keras dengan oksigen, belerang, klorin, dan bromin;
(4) Nikel bubuk halus dapat menyerap sejumlah besar hidrogen ketika dipanaskan;
(5) Nikel larut secara perlahan dalam asam klorida encer, asam sulfat encer, dan asam nitrat encer, tetapi permukaannya dipasivasi dalam asam nitrat berasap. Warnanya menjadi hijau setelah larut dalam asam nitrat.
Panggang bijih sulfida yang telah diperkaya menjadi oksida, reduksi menjadi nikel mentah dengan karbon, dan kemudian dapatkan nikel logam murni melalui elektrolisis.
Mereaksikan bijih nikel sulfida dengan karbon monoksida untuk menghasilkan nikel tetrakarbonil, yang terurai pada saat pemanasan untuk menghasilkan nikel logam yang sangat murni.
Nikel logam dapat diperoleh dengan mereduksi nikel oksida dengan hidrogen.
Sepuluh negara penghasil nikel terbesar di dunia (produksi tahunan: ribu ton)
| Nama Negara | 1977 | 1982 | 1987 | 1992 |
| Rusia | 144.3 | 165.2 | 272.0 | 215.0 |
| Kanada | 235.4 | 88.6 | 189.0 | 192.1 |
| Kaledonia Baru | 109.1 | 60.1 | 56.9 | 113.1 |
| Indonesia | 14.0 | 45.9 | 57.8 | 78.1 |
| Australia | 85.8 | 87.6 | 74.6 | 64.0 |
| Cina | - | 12.0 | 25.0 | 37.0 |
| Kuba | 37.0 | 36.1 | 33.8 | 32.2 |
| Afrika Selatan | 23.0 | 22.0 | 34.3 | 28.4 |
| Republik Dominika | 24.2 | 5.4 | 32.5 | 25.0 |
| Botswana | 12.1 | 17.8 | 25.9 | 23.5 |
| Subtotal dari sepuluh negara | 685.0 | 540.6 | 801.8 | 808.4 |
| Total global | 772.8 | 621.6 | 892.5 | 921.9 |
Menambahkan nikel pada baja dapat meningkatkan kekuatan mekanisnya. Sebagai contoh, ketika kandungan nikel dalam baja meningkat dari 2.94% menjadi 7.04%, kekuatan tariknya meningkat dari 52,2 kg/mm 2 hingga 72,8 kg/mm 3 . Baja nikel digunakan untuk membuat bagian-bagian mesin yang tahan terhadap tekanan tinggi, tahan terhadap benturan, dan beban bolak-balik, seperti bilah turbin, poros engkol, batang penghubung, dll.
Baja nikel yang mengandung nikel 36% dan karbon 0,3-0,5% memiliki koefisien muai yang sangat kecil, hampir tidak ada pemuaian atau penyusutan termal, dan digunakan untuk membuat berbagai mesin presisi, alat pengukur yang akurat, dsb. Baja nikel tinggi yang mengandung nikel 46% dan karbon 0,15% disebut "Invar" karena koefisien muai panasnya mirip dengan platina dan kaca. Jenis baja nikel tinggi ini dapat dilas ke kaca.
Hal ini sangat penting dalam produksi bola lampu dan dapat digunakan sebagai pengganti kawat platinum. Sebagian bingkai lensa presisi juga dibuat dari baja Invar ini, mencegah lensa jatuh dari bingkai akibat pemuaian dan kontraksi termal. Paduan yang terdiri atas 67,5% nikel, 16% besi, 15% kromium, dan 1,5% mangan, memiliki hambatan listrik yang tinggi dan digunakan untuk membuat berbagai resistor dan pemanas listrik.
Paduan nikel-titanium memiliki kemampuan "memori", dan terlebih lagi, memori yang sangat kuat, secara akurat kembali ke bentuk aslinya setelah dideformasi jutaan kali dalam jangka waktu yang cukup lama. Kemampuan "memori" ini adalah untuk mengingat bentuk aslinya, oleh karena itu disebut "paduan memori bentuk."
Pada awalnya, paduan ini memiliki suhu transformasi yang khas. Di atas suhu transformasi ini, ia memiliki satu jenis struktur kristal, dan di bawahnya, ia memiliki jenis struktur kristal yang lain. Struktur yang berbeda menghasilkan sifat yang berbeda.
Sebagai contoh, paduan memori nikel-titanium sangat keras dan kuat di atas suhu transformasinya, tetapi di bawah suhu ini, ia menjadi sangat lembut dan mudah didinginkan. Jadi, apabila kita memerlukannya untuk mengingat bentuk tertentu, kita membentuknya sesuai dengan itu. Inilah bentuk "memori permanen"-nya. Di bawah suhu transformasi, karena sangat lunak, kita dapat mengubah bentuknya sampai batas yang diinginkan.
Dan apabila perlu dikembalikan ke bentuk aslinya, cukup dengan memanaskannya di atas suhu transformasi. Paduan memori bentuk nikel-titanium banyak digunakan dalam bidang medis, seperti pada penyaring gumpalan darah, batang koreksi tulang belakang, kawat lengkung ortodontik, klip aneurisma otak, pelat tulang, sendi buatan, penutup kepala femoralis, otot jantung buatan, dan pompa miniatur untuk ginjal buatan.
Nikel bersifat magnetis dan dapat ditarik oleh magnet. Paduan yang terbuat dari aluminium, kobalt, dan nikel memiliki daya tarik yang lebih kuat. Ketika paduan semacam itu ditarik oleh elektromagnet, tidak hanya akan ditarik, tetapi juga dapat menahan sesuatu seberat enam puluh kali lipat dari beratnya tanpa jatuh. Dengan demikian, ini dapat digunakan untuk memproduksi derek elektromagnetik.
Nikel paling banyak digunakan dalam baja tahan karat, yang dapat menahan korosi dari atmosfer, uap, dan air, serta korosi asam, alkali, dan garam. Oleh karena itu, baja tahan karat banyak digunakan dalam aplikasi kimia, metalurgi, konstruksi, dan berbagai aplikasi sipil, seperti dalam pembuatan kontainer, menara, tangki, jaringan pipa, dll., yang memerlukan pengelasan dalam industri seperti petrokimia, tekstil, industri ringan, energi nuklir; dan dalam produksi urea, menara sintetis, menara pencucian, menara kondensasi, menara pengupasan uap, dan peralatan bertekanan tinggi tahan korosi lainnya.
Nikel juga digunakan untuk pelapisan nikel, yang meliputi baja dan substrat logam lainnya dengan lapisan permukaan tahan korosi yang tahan lama dan tahan korosi yang 20% hingga 25% lebih tahan korosi daripada lapisan galvanis.
Status oksidasi utama nikel adalah +2, selain -1, 0, +1, +3, +4, +6, dll., yang memungkinkan nikel membentuk berbagai senyawa. Di sini, nikel oksida, nikel sulfat, nikel hidroksida tinggi, dan kompleks nikel diperkenalkan.
Karena nikel memiliki orbital d yang dapat mengakomodasi pasangan elektron tunggal, nikel dapat membentuk kompleks. Jenis utama kompleks nikel adalah sebagai berikut:
Sebagai pendiri MachineMFG, saya telah mendedikasikan lebih dari satu dekade karier saya untuk industri pengerjaan logam. Pengalaman saya yang luas telah memungkinkan saya untuk menjadi ahli di bidang fabrikasi lembaran logam, permesinan, teknik mesin, dan peralatan mesin untuk logam. Saya terus berpikir, membaca, dan menulis tentang subjek-subjek ini, terus berusaha untuk tetap menjadi yang terdepan di bidang saya. Biarkan pengetahuan dan keahlian saya menjadi aset bagi bisnis Anda.
ID 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO 
TR