Nikkel

Het metaal Nikkel ( Ni ) is een zeer veelzijdige materiaalsoort, en kent vele toepassingen.
Hoeveel bedekkende of sierende nikkellagen galvanisch op voorwerpen zijn opgebracht, is niet na te gaan. Ook het aantal munten gemaakt uit een nikkellegering is groot.
Nikkel is in pure vorm een groen/geel metaal, dat uit erts wordt gewonnen. Het heeft een grote dichtheid, uitgedrukt in kg/m ³,
namelijk 8,8 • 10 ³. Vergeleken met lood ( Pb } = 11,3 • 10 ³ is dit kleiner maar vergeleken met aluminium ( Al ) = 2,7 • 10 ³ is dit belangrijk groter.
De grootste leverancier van nikkel is de in 1902 in Canada opgerichte The International Nickel Company of Canada Limited ( Inco Limited ).

Legeringen

Nikkel wordt vooral als legeringsbestanddeel toegepast om de eigenschappen van het uitgangsmateriaal te verbeteren.
Op dit moment zijn er ruim 3000 legeringen ¹⁾ ontwikkeld waarin nikkel is verwerkt. Soms om een verhoging van de treksterkte van bijvoorbeeld ijzer te verkrijgen, dan weer om het materiaal meer taaiheid te geven. Het kan ook de bedoeling zijn de slijtvastheid te verhogen of de magnetische eigenschappen van het basismateriaal te verbeteren of juist te onderdrukken of om het materiaal roestvaste eigenschappen te geven.

---

¹⁾ Een legering is een mengsel van twee of meer metalen, met als doel de eigenschappen van het uitgangsmetaal te veranderen. Een legering wordt ook wel alliage genoemd.

Roestvast staal

Een hoofdstuk apart is het zeer veel toegepaste roestvast staal - meestal met Inox of RVS aangeduid - dat zonder nikkel nooit zo'n hoge vlucht zou hebben kunnen nemen.
Roestvast staal is een legering van ijzer ( Fe ), chroom ( Cr ), nikkel ( Ni ) en koolstof ( C ). Het geringe aandeel van 8 à 10% nikkel met ongeveer 18% chroom, is al voldoende om de gewenste roestwerende eigenschappen te verkrijgen.
Een zeer bekende roestvaststaalsoort - het zogenaamde 18/8 - bevat 18% chroom en 8% nikkel, en wordt algemeen aangeduid als
AISI 304. Deze legering is in zachtgegloeide toestand niet-magnetisch en niet hardbaar. Het is dus bij uitstek geschikt voor het maken van bestek als vorken en lepels, maar is voor messen te zacht
Voor staalsoorten die hardbaar moeten zijn en daarbij ook nog redelijk roestwerende eigenschappen moeten bezitten, wordt naast nikkel en chroom ook molybdeen ( Mo ) en koolstof toegevoegd, waardoor een bijzondere staalsoort wordt verkregen. Na het harden blijft bij deze staalsoort de weerstand tegen corrosie zeer goed en bezit bovendien een hoge treksterkte. Van dit materiaal worden onder meer messen gemaakt.

Elektrotechniek en elektronica

In het bedrijsleven worden veel oplaadbare batterijen gebruikt; de zogenaamde accumulatoren, meestal kortweg accu's genoemd.
Voor bijvoorbeeld noodstroominstallaties - de zogeheten UPS-installaties ²⁾ die bij netuitval voor een ononderbroken stroomleverantie moeten zorgen - gebruikt men meestal loodaccubaterijen maar ook veel nikkel-cadmiumcellen ( NiCd ).
Elektrische gereedschappen als boormachines en andere - snoerloze - gereedschappen zijn meestal voorzien van NiCd-accu's, die ook bij elektrische fietsen worden toegepast.
Het grootste nadeel van de NiCd-accu's is het gebruik van het giftige cadmium. Om die reden wordt steeds meer overgegaan op nikkelmetaalhydride-accu's ( NiMh ) of ook wel lithiumion-accu's ( Li-ion ). De regeling beheer batterijen en accu’s 2008 verbiedt draagbare batterijen en accu’s die meer dan 0,002 gewichtsprocent cadmium bevatten.
De NiMh-accu's worden vaak toegepast in de moderne elektronica als laptops, gsm's, iPads etc. Het voordeel van NiMh-accu's is de hoge energiedichtheid en de mogelijkheid om sterk wisselende vermogensafgifte op te vangen. Het nadeel van deze accu's is, dat ze niet zo goed tegen temperatuurschommelingen bestand zijn.

---

²⁾ Uninterrupted Power Supply = ononderbroken stroomleverantie

Euromunten

De euromunten van 1 en 2 euro bevatten allebei nikkel. De kleinere munten zijn uit andere metaalsoorten samengesteld.
De buitenrand van een muntstuk van 1 euro is van nikkel-messing gemaakt, bestaande uit 75% koper ( Cu ), 20% zink ( Zn ) en 5% nikkel. Het hart van deze munt bestaat uit 75% koper en 25% nikkel. De buitenrand van een munt van 2 euro bestaat uit 75% koper en 25% nikkel.
Het hart van dit muntstuk bestaat uit 75% koper, 20% zink en 5% nikkel, dus precies het omgekeerde als bij een muntstuk van 1 euro.

Galvanisch vernikkelen

Om onderdelen van ijzer, messing, koper en andere metalen tegen de inwerking van weersinvloeden te beschermen, worden hierop vaak nikkellagen langs galvanische weg aangebracht.
Galvanotechnisch gezien wordt nikkel op twee manieren opgebracht, namelijk elektrolytisch en chemisch.
Elektrolytisch nikkel wordt zeer veel toegepast, ook voor decoratieve doeleindemen, en werkt met gelijkstroom.
Chemisch nikkel wordt zonder stroom aangebracht in een autokatalytisch proces ³⁾.
Op de messing staven van de hiernaast afgebeelde Groundplane-antenne voor gebruik op schepen, is een laag van 25 μm nikkel elektrolytisch aangebracht met daarover een harde chroomlaag van 2 μm dikte. Deze twee lagen bieden voldoende weerstand tegen de invloed van de vochtige, zilte lucht.

---

³⁾Een autokatalytisch proces houdt in, dat op plekken waar vloeistofuitwisseling kan plaatsvinden, een laag nikkel kan worden opgebouwd, ook op moeilijk te bereiken plekken van een voorwerp. Op die wijze kan zeer nauwkeurig worden gewerkt.

Trivia

• Nikkelen Nelis , een lied in 1963 door Wim Sonneveld gezongen en uitgebeeld op tekst van Friso Wiegersma.

Een Nikkelen Nelis is iemand die op zijn rug een grote trom en bekkens draagt en voor zijn buik een accordeon. Het is fascinerend om te zien hoe hij met zijn voeten het slagwerk bedient en met zijn handen de guitaar bespeelt en ook nog een melodie uit een op een beugel gemonteerde de mondharmonica weet te halen of tussendoor aan het zingen gaat, terwijl hij intussen door de straten loopt en de mensen vermaakt. Doordat hij zo vol hangt met allerlei blinkende instrumenten, is de naam Nikkelen Nelis bijna vanzelf ontstaan.

• Vernikkelen van de kou, is een bekende uitdrukking, om aan te geven, dat het nogal vervelend is om verkleumd te staan wachten in de kou. We staan hiet al die tijd te vernikkelen van de kou, maar er komt maar niemand opdagen!
• Nickelodeon. In 1955 hoorde je op de radio bijna dagelijks een Amerikaans liedje, met als beginregels: Put another nickel in, in the nickelodeon........

Een Nickelodeon is een soort jukebox - een automatische grammofooninstallatie - die gaat werken na inworp van een nickel ( = een kleine munt van of met nikkel ).