니켈(Nickel, 기호 Ni)은 주기율표에서 원자번호 28번을 차지하는 화학 원소로, 은백색의 광택이 나는 금속입니다. 니켈은 단단하고, 연성과 전성이 뛰어나며, 고온에서도 잘 산화되지 않는 특성을 가지고 있어 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 니켈의 주요 용도는 스테인리스강, 합금, 배터리, 전기도금 등에 있습니다.
니켈의 역사는 약 1751년으로 거슬러 올라갑니다. 스웨덴의 화학자 악셀 프레드리크 크론스테트(Axel Fredrik Cronstedt)는 독일의 코발트 광석에서 새로운 금속을 발견하고, 이를 "니켈"이라고 명명했습니다. 당시 니켈은 주로 금속의 불순물로 간주되었으나, 19세기 후반에 들어서면서 니켈의 다양한 유용성이 밝혀지기 시작했습니다.
니켈은 단단하고 연성과 전성이 뛰어난 금속입니다. 주요 물리적 특성은 다음과 같습니다. 밀도: 8.90 g/cm³ 녹는점: 약 1455°C 끓는점: 약 2730°C 색상: 은백색 결정구조: 체심입방구조(BCC)
니켈은 고온에서도 잘 산화되지 않는 안정한 금속입니다. 주요 화학적 특성은 다음과 같습니다. 산화 상태: +2, +3 (가장 흔한 산화 상태는 +2) 반응성: 대기 중에서는 안정하지만, 산이나 알칼리와 반응하여 다양한 화합물을 형성합니다. 내식성: 니켈은 내식성이 뛰어나며, 이는 스테인리스강과 다양한 합금의 주요 성분으로 사용되는 이유입니다.
니켈은 스테인리스강의 주요 성분 중 하나입니다. 스테인리스강은 내식성과 내열성이 뛰어나 건축, 가전제품, 자동차, 항공기 등 다양한 분야에서 사용됩니다. 니켈의 첨가는 스테인리스강의 내식성을 크게 향상시킵니다.
니켈은 다양한 합금의 성분으로 사용됩니다. 니켈-철 합금, 니켈-구리 합금, 니켈-크롬 합금 등은 강도, 내식성, 내열성을 개선하는 데 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 인코넬(Inconel)은 니켈-크롬 합금으로, 고온에서의 내식성과 강도가 뛰어나 항공기 엔진과 가스터빈에 사용됩니다.
니켈은 배터리, 특히 니켈-수소(NiMH) 배터리와 니켈-카드뮴(NiCd) 배터리에서 중요한 역할을 합니다. 최근에는 전기자동차와 같은 친환경 이동수단의 증가로 니켈-수소 배터리와 니켈-코발트-알루미늄(NCA) 배터리의 수요가 증가하고 있습니다.
니켈은 전기도금에서 널리 사용됩니다. 전기도금은 금속 표면에 니켈을 입혀 내식성과 내마모성을 향상시키는 공정입니다. 이는 주로 장식용, 보호용, 전기 접촉 개선을 위해 사용됩니다.
니켈은 화학 반응에서 촉매로도 사용됩니다. 예를 들어, 니켈 촉매는 수소화 반응에서 중요한 역할을 합니다. 이는 석유 화학 산업과 식품 가공 산업에서 널리 사용됩니다.