청주시 상수도사업본부

니켈 (nikel)

금속 원소의 하나,천연 광석으로 생산됨. 단단한 은백색 금속이며, 전성(轉成), 연성(軟性)은 철과 비슷하나 공기, 습기에는 철보다 안정함.1751년 스웨덴의 광물학자 A.F.크론스테트가 니콜라이트에서 발견하여, 당시에 ‘악마의 구리(Kupfevnickel)’로 불리던 이 광석의 이름에서 따서 니켈이라 명명하였다. 【존재】 클라크수 0.01로, 지각(地殼)에는 구리와 같은 정도의 존재량을 보이지만, 지구의 중심부에는 철과 함께 다량 존재하는 것으로 생각된다. 바닷물 속에 존재하는 양은 5g/ℓ이다. 또, 운철(隕鐵)에도 8% 정도 함유되어 있다. 주요 광물로는 니콜라이트 NiAs를 비롯하여 휘니켈석 NiS, 펜트란다이트 (Ni,Fe)S, 황비니켈석 NiAsS, 클로안다이트 NiAs2, 가니어라이트 H4(Mg,Ni)3Si2O9 등이 있으나, 펜트란다이트와 니콜라이트가 주류를 이룬다. 세계 니켈 총산출량의 40% 이상은 캐나다에서 산출되며, 이 밖에 러시아 연방, 뉴칼레도니아섬, 아프리카의 짐바브웨에서 많이 산출된다. 한국에서는 전북 남원시 산내광산과 경북 성주군 금성광산에서 산출된다. 【성질】 은백색의 광택을 지닌 금속으로 철과 마찬가지로 단조(鍛造) 및 단접(鍛接)이 가능하고, 또한 전성 ·연성이 풍부하다. 또 연마가공도 가능하다. 강한 자성(磁性)을 지니고 있으나, 철보다는 약하다. 전기전도도는 구리의 14.9%이며, 공기 및 습기에 대해 철보다도 안정하여 잘 산화되지 않으며, 또한 알칼리에도 잘 침식되지 않는다. 묽은 질산에는 쉽게 녹지만, 진한 질산에는 철과 마찬가지로 부동상태로 되어 침식되지 않는다. 염소 및 브롬 등과는 격렬하게 반응한다. 【제조법】 황화광석인 경우에는 배소(焙燒)하여 황분을 어느 정도 낮추어 용광로나 반사로 등에서 제련한 다음, 전로(轉爐)에서 불어 주어 소위 베세머매트를 만든 다음, 이것으로부터 금속니켈을 얻는다. 제련법으로는 건식법인 올퍼드법과 일산화탄소를 이용하는 몬드법, 그리고 전해정제법 등이 있다. 올퍼드법에서는 망초(芒硝)와 코크스를 첨가하고 가열하여 구리를 분리시키고 나서, 완전히 배소하여 산화물로 만든 다음 환원시킨다. 몬드법에서는 베세머매트를 산화배소한 다음 수성가스를 써서 환원시키고, 이것을 일산화탄소와 60℃에서 반응시켜 니켈카르보닐［Ni(CO)4］로써 휘발시킨 다음, 180℃로 가열 ·분해시켜 금속니켈을 얻는다. 이 때의 순도는 99.8∼99.9%이다. 전해정제법에서는 베세머매트로부터 얻은 환원물 또는 조(粗)니켈을 양극으로 하고, 황산니켈을 전해용액으로 써서 전기분해시킨다. 제품의 순도는 99.9% 정도이다. 이들 방법 외에도, 광석을 암모니아수에 가압침출(加壓浸出)시켜 아민착염［Ni(NH3)6SO4］을 얻은 다음, 이것을 수소를 써서 환원시키는 습식법(濕式法)도 시도되고 있다. 또한, 전해니켈을 융해시킨 다음 탈산시키지 않고 그대로 물 속에 떨어뜨려 알갱이 모양의 니켈로 만든 것을 니켈쇼트라고 한다. 그러나 이들 정제(精製)니켈은 가스를 함유하고 있어 부서지기 쉽기 때문에 그대로 가공할 수 없어, 다시 융해 및 탈산을 시켜 가공한다. 【용도】 니켈의 가장 큰 용도는 특수강에 첨가하는 것인데, 페로니켈 또는 니켈지금(地金)이 사용된다. 또, 니켈도금(鍍金)은 아름다운 광택과 내식성(耐蝕性)을 지니고 있어, 각종 도금 중에서도 가장 중요한 위치를 차지하고 있다. 전기통신기 재료로서도 널리 쓰이는데, 판(板) 및 선의 형태로 진공관재료로 쓰이고 합금으로서 자성재료 및 전열재료로 사용된다. 비철합금(非鐵合金)으로는 백동 ·양은 ·모넬메탈 ·하스텔로이드 ·인코넬 등이 있는데, 내식 ·내열 ·강도 등에서 각기 특징을 지니고 있어, 기계장치의 구조재료로 사용된다. 이 밖에 각국에서 합금의 형태로 화폐를 만드는 데 쓰이고 있으며, 수소첨가 반응에서 촉매(觸媒)로도 사용된다.

니크롬 (nichrome)

일반적으로 니켈크롬을 합금한것을 말하며, 전기저항이 크고 전열선이나 저항선에 많이 쓰이고 있다.철을 함유한 것과 함유하지 않은 것이 있는데, 함유하지 않은 것은 내열성이 좋고, 함유한 것은 값이 싸고 가공하기가 쉽다. 1906년 O.C.마시가 발명하였는데, 용도에 따라 여러 가지 조성(組成)이 있다. 일반적으로 니켈 60∼90%, 크롬 10∼30%, 철 0∼35% 범위로 되어 있다. 니켈-크롬 이원합금으로서 니켈 속의 크롬 용해한도(溶解限度)는 45%이나, 실온(室溫)에서는 40% 이하로 줄어서, 크롬 40% 정도일 때 전기저항이 최대가 된다. 가는 선(線), 얇은 판(板)으로 만들 수가 있고, 고온(高溫)이 되어도 대기 중에서 산화가 잘 안 되고 강도가 크다. 따라서 저항발열체(抵抗發熱體)로서 전열기 ·다리미 등의 가정용이나 공업용에 사용된다.

니토판 (low-off valve)

배수관에서 관저에 고이는 진흙을 배출시키기 위하여 요부에 설치하는 장치

니트로셀룰로오스 (nitrocellulose)

질산셀룰로오스, 초화면, 질산섬유소 등으로 불린다. 셀룰로오스에질산, 황산, 물로 되는 혼합액을 작용시켜 합성한다.

니플 (nopple)

급수관에 쓰이는 양끝에 수나사를 판 가스관의 이음재