2011
INGENIERIA DE MATERIALES METALICOS
TITANIO & NIQUEL En el presente documento se describen las propiedades, aplicaciones y formas de obtener el titanio y níquel.
26/05/2011
Definición del elemento titanio…………………………………………………………………………………………………………………………....1 Producción del titanio………………………………………………………………………………………………………………………………………….2 Por el método de Van Arkel-de Boer……………………………………………………………………………………………………………2 Por el método de kroll………………………………………………………………………………………………………………………………….....2 Propiedades del titanio………………………………………………………………………………………………………………………………………..3 Propiedades física…………………………………………………………………………………………………………………………………………..3 Propiedades mecánicas………………………………………………………………………………………………………………………………….3 Propiedades químicas…………………………………………………………………………………………………………………………………….4 Aleaciones de titanio……………………………………………………………………………………………………………………………………………5 Efectos de los elementos de aleación…………………………………………………………………………………………………………..5 Aleaciones tipo alfa………………………………………………………………………………………………………………………………………..5 Aleaciones tipo alfa-beta……………………………………………………………………………………………………………………………....6 Aleaciones beta…………………………………………………………………………………………………………………………………………......6 Diagrama de fases del titanio………………………………………………………………………………………………………………………..7 Aplicaciones del titanio……………………………………………………………………………………………………………………………8. 9. 10 Definición del elemento níquel……………………………………………………………………………………………………………………………11 Producción del níquel……………………………………………………………………………………………………………………………….12, 13 Propiedades del níquel…………………………………………………………………………………………………………………………………..….14 Propiedades física……………………………………………………………………………………………………………………………..………….14 Propiedades mecánicas……………………………………………………………………………………………………………….………………14 Propiedades químicas………………………………………………………………………………………………………………….………..….…14 Aplicaciones del níquel……………………………………………………………………………………………………………………………….15, 16 Bibliografía…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………17
El titanio es un elemento químico, de símbolo Ti, número atómico 22, con valencia de (2, 3,4), masa atómica de 47.90 g/mol, densidad de 4.51 g/ml. Se trata de un metal de transición de color gris plata. Es el noveno elemento más común en la corteza terrestre (después del oxígeno, silicio, aluminio, hierro, magnesio, calcio, sodio, potasio) lo que constituye el 0,6% de la corteza, y también el cuarto metal más abundante después del aluminio, hierro y magnesio. El descubrimiento del titanio, viene desde el siglo XVIII. Donde no se le pudo dar un uso adecuado. Posteriormente, un químico alemán, volvió a redescubrirlo en 1795. Era Heinrich Klaproth. Fue él, quien le dio el nombre de titanio. Debido a los titanes de la mitología griega. Pero tuvieron que pasar más años, para que alguien creara el titanio, como metal puro o casi puro. El proceso utilizado, fue el calentar tetracloruro de titanio (TiC14), con sodio a más de 700 grados Celsius (descrito con detalle enseguida). Todo aquello, se llevó a cabo en un reactor de acero. El de la hazaña, fue el químico Matthew A. Hunter.
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Obtención del Titanio puro. Existen 2 procesos, los cuales son: 1-. Proceso Van Arkel-de Boer, permite la obtención de pequeñas cantidades de metal muy puro. Primeramente el Titanio (Ti) impuro es calentado con I2, en un reactor bajo vácuo (vácuo es la ausencia de materia en un volumen de espacio o energía), formando el iodeto (por ejemplo, tetraiodeto de titanio (TiI4). Se separan de las impurezas. A La presión atmosférica, el TiI4 funde a 150 °C y entra en ebullición a 377 °C. Sin embargo a medida que más y más metal va depositándose sobre el filamento, este conduce mejor la electricidad. Así, es necesario aumentar la intensidad de la corriente, para mantener el filamento incandescente. 2-.Metodo de kroll Obtención de tetracloruro de titanio por cloración a 900 °C, en presencia de carbono, mediante la reacción: 2FeTiO3 + 7 Cl2 + 6 C 2TiCl4 + 2 FeCl3 + 6 CO Purificación del tetracloruro de titanio mediante destilación fraccionada. Con esto se reduce el TiCl4 con magnesio o sodio molido en atmósfera inerte, con la reacción: Si se utiliza el Sodio (Na) en el proceso se producen la siguiente reacción: TiCl4 + 4 Na 4NaCl + Ti Si se utiliza el Magnesio (Mg) para purificarlo se produce la siguiente reacción: TiCl4 +2 Mg Ti +2 MgCl2 El titanio forma una esponja en la pared del reactor, la cual se purifica por lixiviación (proceso en el que un disolvente líquido se pone en contacto con un sólido pulverizado para que se produzca la disolución de uno de los componentes del sólido) con ácido clorhídrico diluido. El MgCl2 se recicla electrolíticamente.
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Propiedades físicas
Es un metal de transición. Ligero: su densidad o peso específico es de 4507 kg/m3. Tiene un punto de fusión de 1668 °C. Punto de ebullición de 3260 °C. La masa atómica del titanio es de 47,867 g/mol. Es de color plateado grisáceo. Es paramagnético, es decir, no se imanta debido a su estructura electrónica. Reciclable. Es muy resistente a la corrosión y oxidación. Refractario. Poca conductividad: No es muy buen conductor del calor ni de la electricidad.
Propiedades mecánicas Maleable, permite la producción de láminas muy delgadas. Dúctil, permite la fabricación de alambre delgado. Duro. Escala de Mohs 6. Gran tenacidad. Permite la fabricación de piezas por fundición y moldeo. Material soldable. Permite varias clases de tratamientos tanto termoquímicos como superficiales. El contenido de oxígeno afecta severamente la ductilidad y tenacidad. A mayor concentración el material es más tenaz y duro. Tiene una estructura de una sola fase a temperaturas bajas que no puede ser tratada térmicamente. Las impurezas determinan su tenacidad y estas puede extenderse desde valores menores a los de los acero inoxidable o de las aleaciones de CoCr o igualarlos. No reacciona al estar expuesto a un medio fisiológico por la formación de una capa superficial de óxido.
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Propiedades químicas Se encuentra en forma de óxido, en la escoria de ciertos minerales y en cenizas de animales y plantas. Presenta dimorfismo, a temperatura ambiente tiene estructura hexagonal compacta (HCP) llamada fase alfa. Por encima de 882 °C presenta estructura física centrada en el cuerpo (BCC) se conoce como fase beta. Estructura exagonal compacta(HCP)
Estructura cubica centrada al cuerpo(BCC)
Presenta resistencia a la corrosión debido al fenómeno de pasivación que sufre (se forma un óxido que lo recubre). Es resistente a temperatura ambiente al ácido sulfúrico (H2SO4) diluido y al ácido clorhídrico (HCl) diluido, así como a otros ácidos orgánicos, Es resistente a las bases, incluso en caliente. Sin embargo se puede disolver en ácidos en caliente. Asimismo, se disuelve bien en ácido fluorhídrico (HF), o con fluoruros en ácidos. A temperaturas elevadas puede reaccionar fácilmente con el nitrógeno, el oxígeno, el hidrógeno, el boro y otros no metales. Sus iones no tienen existencia a pH básicos.
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Aleaciones de Titanio Los productos fabricados del titanio, disponibles tanto en los grados comercialmente puros como en aleaciones, se pueden agrupar en tres categorías según la fase o fases predominantes en su microestructura alfa, alfa-beta y beta. Aunque cada uno de estos tres tipos generales de aleaciones requiere metodologías de procesamiento específicas y diferentes, cada uno ofrece un conjunto de propiedades únicas que brindan ventajas para cada aplicación. En el titanio puro, la fase alfa caracterizada por una estructura empaquetada cristalina hexagonal es estable desde la temperatura ambiente hasta aproximadamente 882°C (1620°F). La fase beta en el titanio puro tiene una estructura cúbica centrada en el cuerpo y es estable desde aproximadamente 882°C (1620°F) hasta el punto de fusión de casi 1688°C (3040°F). Efectos de los elementos de aleación El agregado selectivo de los elementos de aleación al titanio permite una amplia gama de propiedades físicas y mecánicas que se pueden obtener. Los efectos básicos de una cantidad de elementos de aleación son: Ciertos agregados de aleación, en especial el aluminio e intersticiales (O, N, C), tienden a estabilizar la fase alfa, es decir, aumentan la temperatura a la cual la aleación se transformará completamente a la fase beta. Esta temperatura se conoce como temperatura transus beta. La mayoría de los agregados de aleación como el cromo, el niobio, el cobre, el hierro, el manganeso, el molibdeno, el tantalio y el vanadio estabilizan la fase beta al bajar la temperatura de transformación (de alfa a beta). Algunos elementos como, en especial, el estaño y el zirconio, se comportan como solutos neutrales en titanio y tienen poco efecto en la temperatura de transformación, actuando como fortalecedores de la fase alfa.
Las microestructuras de aleaciones de titanio se caracterizan por varios agregados de aleaciones y procesamiento. Se ilustra una descripción de varios tipos de aleaciones y fotomicrografías típicas de varios productos fabricados. Aleaciones alfa Las aleaciones de fase única y casi fase única alfa exhiben buena soldabilidad. El contenido generalmente alto de aluminio de este grupo de aleaciones asegura excelentes características de solidez y resistencia a la oxidación a 5 2
temperaturas elevadas (en el rango de 316-593°C (600 - 1100°F)). Las aleaciones alfa no pueden termo tratarse para desarrollar una resistencia superior ya que son aleaciones de fase única. Aleaciones alfa-beta El agregado de cantidades controladas de elementos de aleación estabilizadores beta hacen que la fase beta persista por debajo de la temperatura beta-transus, hacia la temperatura ambiente, lo cual produce un sistema de dos fases. Incluso pequeñas cantidades de estabilizadores beta estabilizarán la fase beta a la temperatura ambiente. Un grupo de aleaciones diseñadas con grandes cantidades de estabilizadores alfa y con una pequeña cantidad de estabilizadores beta son aleaciones alfa-beta, llamadas habitualmente aleaciones súper alfa o casi alfa. Cuando se agregan grandes cantidades de estabilizadores beta, un porcentaje más alto de la fase beta se retiene a la temperatura ambiente. Dichas aleaciones de titanio de dos fases pueden fortalecerse en forma significativa mediante un tratamiento térmico que enfría rápidamente desde una temperatura alta en la gama alfa-beta, seguida por un ciclo de envejecimiento a una temperatura algo más baja. La transformación de la fase beta que normalmente ocurriría en el enfriado lento, se reemplaza por el enfriamiento rápido. El ciclo de envejecimiento causa la precipitación de las partículas finas alfa desde el metaestable beta, brindando una estructura que es más fuerte que la alfa beta recocida. Aleaciones beta El alto porcentaje de elementos estabilizadores beta en este grupo de aleaciones de titanio crea una microestructura que es metaestable beta después del recocido de la solución. El fortalecimiento amplio puede ocurrir por la precipitación de alfa durante el envejecimiento.
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DIAGRAMAS DE FASES PARA ALEACIONES DE TITANIO
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Industria aeronáutica y espacial: Debido a su fuerza, baja densidad y el que puede soportar temperaturas relativamente altas, las aleaciones de titanio se emplean en aviones y cohetes espaciales . El titanio y sus aleaciones se aplican en la construcción aeronáutica básicamente para construir forjados estructurales de los aviones, discos de ventilación, álabes, y palas de turbinas.
Construcción naval: La propiedad que tiene el titanio de ser resistente a la corrosión permite que algunas de sus aleaciones sean muy utilizadas en construcción naval donde se fabrican hélices y ejes de timón, cascos de cámaras de presión submarina, componentes de botes salvavidas y plataformas petrolíferas, así como intercambiadores de calor, condensadores y conducciones en centrales que utilizan agua de mar como refrigerante, porque el contacto con el agua salada no le afecta. Industria relojera: Los relojes deportivos que requieren un material resistente a menudo usan el titanio, un metal fuerte, blanco. Los relojes de pulsera de titanio son de peso ligero, 30 por ciento más fuertes que los de acero y resisten la corrosión. Generalmente tienen una capa protectora para hacerlos resistentes a los rayones. Se fabrican las cajas de titanio e incluso las correas de sujeción.
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Industria energética: El titanio es muy utilizado en la construcción de sistemas de intercambio térmico en las centrales térmicas eléctricas (y también en las centrales nucleares), debido principalmente a sus características de resistencia mecánica (lo que hace que los haces tubulares que constituyen esos intercambiadores sean muy resistentes a las vibraciones y que los espesores de los tubos puedan ser menores, facilitando el intercambio de calor) y químicas (el titanio, a semejanza del cobre, genera una capa inoxidable sobre su superficie, lo que lo hace mucho químicos: Determinadas aleaciones de titanio se utilizan para fabricar componentes de las industrias de proceso tales como bombas, depósitos, reactores químicos y columnas de fraccionamiento en centrales que utilizan agua de mar como refrigerante. También se emplea en las unidades de desulfuración de gases que permiten reducir las lorito e hipoclorito, el ácido nítrico, los ácidos crómicos, los cloruros metálicos, los sulfuros o los ácidos orgánicos. Industria automovilística: Un sector nuevo se ha incorporado a la fabricación de componentes de titanio, donde las empresas automovilísticas están incorporando componentes de titanio en los vehículos que fabrican, con el fin de aligerar el peso de los mismos, así por ejemplo ya existen muelles y bielas de titanio. Especialmente en el caso de los muelles se mejora el módulo de Young y una mejor calidad de la suspensión. Industria militar: El titanio se emplea en la industria militar como material de blindaje, en la carrocería de vehículos ligeros, en la construcción de submarinos nucleares y en la fabricación de misiles.
Joyería: Metal seminoble en el ámbito de la joyería y de la bisutería. Así es posible encontrar pulseras, pendientes, anillos, etc., fabricados en este metal. Para mejorar el aspecto superficial del titanio se le somete a diferentes tipos de procesos que refuerzan su belleza. Instrumentos deportivos: Con titanio se producen actualmente distintos productos de consumo deportivo como palos de golf, bicicletas, cañas de pescar, etc. Decoración: También se han empleado láminas delgadas de titanio para recubrir algunos edificios, como por ejemplo el Museo Guggenheim de Bilbao.
Aplicación especial y más importante:
El titanio es un metal compatible con los tejidos del organismo humano que toleran su presencia sin reacciones alérgicas del sistema inmunitario. Esta propiedad de compatibilidad del titanio unido a sus cualidades mecánicas de dureza, ligereza y resistencia han hecho posible una gran cantidad de aplicaciones de gran utilidad para aplicaciones médicas, como prótesis de cadera y rodilla, tornillos óseos, placas antitrauma e implantes dentales, componentes para la fabricación de válvulas cardíacas y marcapasos, gafas, material quirúrgico tales como bisturís, tijeras, etc.
La aleación de titanio más empleada en este campo contiene aluminio y vanadio según la composición: [[Ti6Al4V]]. El aluminio incrementa la temperatura de la transformación entre las fases alfa y beta. El vanadio disminuye esa temperatura. La aleación puede ser bien soldada. Tiene alta tenacidad.
Las especificaciones ASTM empleadas en el titanio quirúrgico son las siguientes:
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ASTM B265: placa y lámina: ASTM F1108 Ti6Al4V: pieza moldeada para implantes quirúrgicos ASTM B299: esponja: ASTM F1295 Ti6Al7: aleaciones de niobio para aplicaciones de implantes quirúrgicos ASTM B861/B862: tubo: ASTM F1341: alambre de titanio sin aleaciones para aplicaciones de implante quirúrgico ASTM B338: ASTM F136 Ti6Al4V: para aplicaciones de implante quirúrgico ASTM B348: barra: ASTM F1472 Ti6Al4V: para aplicaciones de implante quirúrgico ASTM B363: conexiones: ASTM F620 Ti6Al4V: forjados para implantes quirúrgicos ASTM B367: piezas moldeadas: ASTM F67: titanio sin aleaciones para aplicaciones de implante quirúrgico ASTM B381: forjado: varias especificaciones especiales AMS y MIL-T.
Las razones para considerar el material ideal para implantes endoóseos son:
El titanio es inerte, la cubierta de óxido en contacto con los tejidos es insoluble, por lo cual no se liberan iones que pudieran reaccionar con las moléculas orgánicas. El titanio en los tejidos vivos representa una superficie sobre la que el hueso crece y se adhiere al metal, formando un anclaje anquilótico, también llamado osteointegración.
Esta reacción normalmente sólo se presenta en los materiales llamados bioactivos y es la mejor base para los implantes dentales funcionales.
Posee buenas propiedades mecánicas, su fuerza de tensión es muy semejante a la del acero inoxidable utilizado en las prótesis quirúrgicas que reciben carga. Es mucho más fuerte que la dentina o cualquier cortical ósea, permitiendo a los implantes soportar cargas pesadas. Este metal es suave y maleable lo cual ayuda a absorber el choque de carga.
Su principal uso, se da en las expediciones aeroespaciales. Ya que aquella industria, es capaz de solventar el gasto del titanio. Debido a los altos presupuestos destinados por los gobiernos, que poseen la tecnología necesaria, para colocar un cuerpo en el espacio. El titanio, puede ser extraído, de la corteza terrestre. El cual no se encuentra a grandes profundidades. Por lo que, el trabajo de extracción en sí, es bastante simple. Con respecto a la aleación, más utilizada, en el campo industrial, es la 3Al-2,5V. En otras palabras, un 94,5% de titanio, 3% de aluminio y un 2,5% de vanadio. La gracia del titanio, aparte de sus características técnicas, como ser un buen conductor de electricidad y calor, bajísimo nivel corrosivo frente a químicos (como los ácidos) y otros agentes, está el hecho de que es bastante más ligero, que la mayoría de los metales. Aunque no se crea, el titanio es altamente utilizado, en procedimientos quirúrgicos. Sobre todo, en aquello referentes a segmentos óseos del cuerpo. Muchas de las prótesis internas, utilizadas en tratamientos traumatológicos, son fabricadas a partir del titanio. Más de alguien habrá escuchado el caso de personas, que cuentan con placas de titanio en su interior (reconstrucciones óseas) y que tienen problemas al pasar por los detectores de metales. Pues claro, ya que como se dijo anteriormente, el titanio es un metal. Esto se debe, a que el titanio, es inerte al contacto con entes biológicos, por lo que el cuerpo humano no lo rechaza.
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El níquel es un elemento químico de número atómico 28 , su símbolo es Ni, situado en el grupo 10 de la tabla periódica de los elementos, masa atómica de 58.71 u, densidad de 8.9 g/ml, valencia de (2,3 ). Descubierto en 1751 por Alex V. Cronstedt en Québec (Canadá). Aunque otra teoría sugiere que el níquel apareció y se desarrolló en el universo por el fenómeno del Bing Bang, al combinarse varios elementos químicos. El níquel es el 28º elemento más común. Constituye el 0.008% de la corteza terrestre. Se supone que el núcleo de la Tierra contiene grandes cantidades de este elemento. El níquel no se encuentra en la naturaleza como mineral puro excepto en los meteoritos.
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Los minerales de níquel están ampliamente difundidos en pequeñas concentraciones; los yacimientos explotables deberían enriquecerse mediante procesos geoquímicos hasta un mínimo de 0,5% de contenido de Ni. Los nódulos de manganeso que se extraen de las profundidades marinas contienen grandes cantidades de níquel. Los minerales de Ni más importantes son: la pirrotina o pirita magnética, la garnierita, la nicolita o niquelina, el níquel arsenical, y el níquel antimónico. Se obtiene mediante procesos muy diversos, según la naturaleza de la mena y los futuros usos. En algunos casos, las aleaciones níquel-hierro que se obtienen como producto intermedio, se incorporan directamente a la fabricación de aceros. Cuando se parte de minerales sulfurosos, se los transforma primero, luego se machaca y tritura; a partir de allí, mediante el proceso carbonílico, se obtiene primero el níquel tetracarbonilo y luego el níquel en polvo de alta pureza. Cuando se parte de óxidos, el metal se obtiene a través de procesos electrolíticos (como se observa en la imagen).
El método de preparación del níquel depende de la composición de los minerales. Todos los métodos son complejos debido a la dificultad que entraña la separación de otros elementos de propiedades muy parecidas como hierro, cobre y cobalto presentes en los minerales. En el proceso electrolítico, el níquel se deposita en forma metálica pura después de que el cobre ha sido previamente eliminado por deposición con un electrolito y voltaje diferente. En el método Mond, el cobre es eliminado por disolución en ácido sulfúrico diluido, y el residuo de níquel se reduce a níquel metálico impuro. Se pasa monóxido de carbono sobre el níquel impuro, formándose níquel tetracarbonilo (Ni(CO) 4), un gas volátil que se descompone calentando a 200°C, depositándose níquel metálico puro. Los minerales sulfurosos como la pentlandita y la pirrotita, se reducen comúnmente en un horno y se envían en forma de un sulfuro aglomerado de cobre y níquel a las refinerías, donde el níquel se separa por diversos procesos.
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Un proceso para la extracción de níquel a partir de un catalizador de níquel gastado comercial del tipo NiMo/g-alúmina; comprende: i) añadir un persulfato basado que tiene una concentración dentro del intervalo de 0,25-4% (peso/peso) junto con el catalizador de níquel conformado y fino en una disolución de ácido sulfúrico y agitar con un agitador magnético de aguja/vidrio y mantener la relación de sólido-líquido dentro del intervalo de 1/2- 1/10 (peso/volumen) ii) mantener la temperatura de la suspensión obtenida en la etapa (i) dentro del intervalo de 40 a 100ºC durante un período de 0, 5 a 6 h, iii) permitir que la suspensión decante y a continuación filtrar la suspensión para obtener el licor de extracción que contiene níquel y alúmina como residuo sólido, iv) lavar el residuo sólido para retirar el licor atrapado y secar a 110-120ºC para obtener un subproducto con un elevado contenido de alúmina que proviene del catalizador de níquel gastado, v) purificar dicho licor de extracción mediante precipitación del hierro y de otras impurezas empleando cal y filtrar para obtener una disolución de sulfato de níquel puro, vi) cristalizar o precipitar los licores de extracción para obtener un cristal de sulfato de níquel o de hidróxido de níquel, vii) reducir el hidróxido de níquel para obtener polvo de metal de níquel u óxido de níquel. Existe un procedimiento para obtener metales a partir de un mineral o concentrado de mineral de cobalto y/o níquel arsenosulfurado y/o sulfurado, en el cual se hace reaccionar el mineral o concentrado de mineral de cobalto y/o níquel arsenosulfurado y/o sulfurado, con azufre o compuestos de arsénico que contienen azufre, para dar un producto de reacción que contiene CoS y/o NiS, y se disuelven del producto de reacción metales y tierras raras solubles.
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Propiedades físicas Es un metal de transición. Ligero: su densidad o peso específico es de 8908 kg/m3. Tiene un punto de fusión de 1453 °C. Punto de ebullición de 2730 °C. La masa atómica del níquel es de 51.71 g/mol. Es ferromagnético. Es muy resistente a la corrosión y oxidación en medios acuosos. . Propiedades mecánicas
Dúctil, permite la fabricación de alambre delgado. No muy duro. Escala de Mohs 4. Permite varias clases de tratamientos electroquímicos para obtenerlo puro. Es determinante de la tenacidad y dureza de otros metales al combinarlos con esta. Presenta alta toxicidad. De color blanco plateado.
Propiedades químicas El sistema de cristalización del Níquel es cúbico centrado en las caras (FCC)
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Durante miles de años el níquel se ha utilizado en la acuñación de monedas en aleaciones de níquel y cobre, pero no fue reconocido como sustancia elemental hasta el año 1751, cuando el químico sueco, Axil Frederic Cronstedt, consiguió aislar el metal de una Mena de niquelita. El níquel se usa principalmente en aleaciones, y aporta dureza y resistencia a la corrosión en el acero. El acero de níquel, que contiene entre un 2% y un 4% de níquel, se utiliza en piezas de automóviles, como ejes, cigüeñales, engranajes, llaves y varillas, en repuestos de maquinaria y en placas para blindajes. Algunas de las más importantes aleaciones de níquel son la plata alemana, el invar, el monel, el nicromo y el permalloy. Las monedas de níquel en uso son una aleación de 25% de níquel y 75% de cobre. El níquel es también un componente clave de las baterías de níquel-cadmio. Niquelado: El niquelado es un recubrimiento metálico de níquel, realizado mediante baño electrolítico o químico, que se da a los metales, para aumentar su resistencia a la oxidación, la corrosión o el desgaste. Hay varios tipos de niquelado: Niquelado mate, Niquelado brillante y Niquelado químico. El niquelado mate se realiza para dar capas gruesas de níquel sobre hierro, cobre, latón y otros metales ( el aluminio es un caso aparte) es un baño muy concentrado que permite trabajar con corrientes de 8 - 20 amperios por decímetro cuadrado, con el cual se consiguen gruesas capas de níquel en tiempos razonables. Los componentes que se utilizan en el niquelado electrolítico son: Sulfato de níquel, cloruro de níquel, ácido bórico y humectante El niquelado brillante se realiza con un baño de composición idéntica al anterior al que se le añade un abrillantador que puede ser sacarina por ejemplo. Para obtener la calidad espejo la placa base tiene que estar pulida con esa calidad. La temperatura óptima de trabajo está entre 40 y 50 ºC, pero se puede trabajar bien a la temperatura ambiente. 15 3 2
En los baños de niquelado electrolítico se emplea un ánodo de níquel que se va disolviendo conforme se va depositando níquel en el cátodo. Por esto la concentración de sales en el baño en teoría no debe variar y esos baños pueden estar mucho tiempo en activo sin necesidad de añadirles sales. Si en vez de emplear un ánodo de níquel se emplea un ánodo que no se disuelva en el baño ( platino, plomo ... ) las sales de níquel se convertirán por efecto de la electrólisis paulatinamente en sus ácidos libres, sulfúrico y clorhídrico, con lo que se producirán dos fenómenos, una diminución del pH ( aumento de la acidez) y una disminución de la concentración de sales, esto llevara a la progresiva pérdida de eficiencia del baño. Por esto los baños con ánodo inactivo no pueden aprovechar todo el níquel que llevan en disolución y cuando han consumido aproximadamente el 50% del níquel en sales disueltas se tornan ineficientes y sus depósitos no son buenos. El niquelado químico (NiP) deposita, por vía química, un níquel aleado con fósforo sobre un amplio espectro de materiales aluminio, acero inoxidable, aleaciones de aceros al carbono, cobre, latón, etc... El recubrimiento obtenido no es poroso y aumenta la dureza de material base. Las características del depósito variarán dependiendo del porcentaje en fósforo. Hay varios tipos de Níquel químico según su porcentaje de fósforo o teflón en el baño, se pueden clasificar de la siguiente manera:
Níquel teflón ( NI-PTFE ). Muy bajo coeficiente de fricción, excelente resistencia al desgaste. Medio contenido en fósforo: 6-8 % . Para aleaciones no férricas, elevada dureza hasta 1000 HV. Alto contenido en fósforo: 10-14 %. Máxima resistencia a la corrosión, dureza de 500-600 HV.
El tratamiento de níquel teflón (NiPTFE), es un recubrimiento que une a su alto contenido en fósforo (9-11 %P) partículas de teflón (8- 9% en peso), que dan al recubrimiento un índice de fricción excepcionalmente bajo (entre 0,05 y 0,1) y una excelente resistencia al desgaste. El níquel químico es un proceso adecuado para muchos sectores (indusria química, farmaceutica, impresión grafica, aeroespacial, automoción, moldeados y matrizados, etc...) ya que deposita una capa muy uniforme aún en partes interiores de la pieza (angulos, agujeros, etc.). Esto ahorra posibles rectificados posteriores al tratamiento.
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Introducción a la Ciencia de Materiales para ingenieros, James Shackelford Ed. Pearson Madrid 2005 Ciencia e Ingeniería de Materiales, José Antonio Pero-Sanz Editorial CIE , Madrid 2000 http://www.misrespuestas.com/que-es-el-titanio.html http://www.midentista.cl/2009/02/27/implantes-de-titanio http://es.wikipedia.org/wiki/Titanio http://www.periodni.com/es/ti.html http://wapedia.mobi/es/Niquelado
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