<과학교사가 알려주는 원소이야기 27.

합금의 왕, 니켈>

 

 

 

 

 

 안녕하세요. 과학교사 정은희입니다.

미국 5센트 동전이 어떻게 불리는지 아시나요? Nickel, 니클입니다. 동전에 니켈이라는 원소가 들어가기 때문이죠. 또한 니크롬선 (Nichrome wire), 백동(cupro-nickel) 등 이름에 니켈(Ni)이 들어가는 것이 많습니다. 그만큼 니켈이 여러 곳에 유용하게 쓰이고 있다는 거죠! 오늘은 니켈에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

 

 

 

 

 

니켈의 명명

 

니켈, nickel은 1751년 스웨덴의 크론스가 독일의 홍비니켈석 속에서 발견했습니다. 니켈이라는 원소 이름은 독일어로 홍비니켈석을 악마의 구리(Kupfernickel)라고 부른 것에서 유래했습니다. 이 광석을 정련할 때 발생하는 증기가 유독했기 때문입니다.

 

 

 

 

니켈과 스테인리스강

 

니켈 생산량의 약 2/3는 스테인리스강의 제조에 사용됩니다. 스테인리스강에는 다양한 혼합비가 존재하는데, 18%의 크롬에 8%의 니켈이 함유된 18-8 스테인리스강이 대표적이죠. 또한 철, 크롬, 니켈이 들어간 오스테나이트 스테인리스강은 내부식성이 좋고 가공과 용접이 쉬우며 고온에서도 사용 가능하기에 전체 스테인리스강 사용의 70%를 차지합니다. 이 물질에서의 니켈 함량은 4~22%입니다. 스테인리스강의 특징은 이전 포스팅에서 말씀드렸죠? http://www.finelfc.com/400

단단하고 부식성이 적기 대문에 전자제품, 주방용기, 건축 부품 등 다양하게 쓰이고 있습니다.

 

 

 

 

 

니크롬선

 

 니크롬(nichrome)은 60%의 니켈이 있어 온도에 따른 전기 저항의 변화가 적고 내열성이 좋아 전열기, 전기오븐에 이용됩니다. 인코넬(inconel)은 니켈을 주성분으로 하는 크롬, 철, 티타늄 등의 합금입니다. 내열성이 좋고 900℃에서도 산화되지 않으며 부식성이 적어, 제트기관 재료, 원자로의 연료용 스프링, 전열기 부품 등으로 사용됩니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

니켈-수소배터리[ Ni-MH-]

 

니켈카드뮴 배터리를 대신하여 보편적으로 가장 많이 사용하고 있는 충전지인데요. 니켈-카드뮴보다 무겁지만 많은 용량의 에너지가 저장되고 중금속으로 인한 오염문제를 일으키지 않아 친환경적이기도 합니다. 또한 이 배터리는 수명도 길어서 자동차에도 사용되기도 합니다.  

 

 

선생님의 한마디

가끔 금속에 대한 알러지를 가지고 있으신 분들 보실 수 있을텐데요. 니켈에 대한 알러지도 현대인에게 많이 나타나고 있습니다. 실제로 이때문에 장신구에 0.05%이상 니켈을 함유할 수 없도록 제한이 있는데요. 장신구 뿐만 아니라 스마트폰, 태블릿, PC 등 전자기기에도 니켈이 많이 포함되어 있습니다. 실제로 2014년 아이패드의 표면 코팅에 포함된 니켈 성분 탓에 어린이가 피부 발진을 일으켰다는 사례 보고가 나오기도 했었죠. 이 소년이 금속 알러지가 있었는데. 추적결과 이 소년이 사용한 아이패드의 뒷부분 표면 코팅에 니켈이 포함되었던 것으로 알려졌고, 케이스를 씌워 사용토록 한 결과 그 증상이 재발하지 않았다고 합니다. 니켈 뿐만 아니라 금속 알러지가 있으면 붓기, 가려움증, 수포 등이 나타날 수 있는데요. 긁으면 만성습진으로 발전할 수 있으니 바로 내원하시는게 좋겠습니다.

그리고 피부가 금속에 민감하신 분들은 전자기기는 예쁜 케이스도 많으니 하나 장만하셔서 써보시는게 어떨까요?

 

 

 

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5센트 동전, 금속원소 니켈이야기

 

 

 

 

안녕하세요!  롯데정밀화학유쾌발랄소화제의 화통이입니다. 

위에 보이시는 동전은 바로 5센트입니다. 실제로 보신적이 있으신가요?

 

미국의 제 3대 대통령을 지낸 토머스 제퍼슨의 초상화와 몬티첼로가 그려진 5센트 동전의 이름은 바로 니켈 또는 니클이라고 합니다.

동전을 니켈이라고 부르는 이유는 무엇일까요? 화통이가 지금부터 알려드리겠습니다.

 

 

원자번호 28, 니켈

 

 

5센트 동전이 니켈이 된 이유는 바로 니켈의 함유량이 다른 동전에 비해 많기 때문이라고 합니다. 니켈은 값이 비싸기 때문에 100% 동전으로 만들기 보다는 구리와 혼합하여 만들고 있습니다.

니켈은 화학반응성이 작은 금속으로 철보다 안정해 묽은 산과 알칼리에 느리게 반응하며 공기 중에서 산화됩니다. 은색빛을 내며 연성과 전성이 있어 가공이 많이 되고 있죠.

니켈이라는 단어는 독어로 '악마의 구리'라는 'kupfernickel'에서 유래된 것인데

광부들이 광산에서 구리를 캐고자 노력중이었는데 구리와 생김새가 비슷한 붉은 광석을 발견하였고 이 광석에서 구리를 찾으려고 했지만 증기만 마실뿐 아무것도 얻지 못하였습니다.그래서 광부들은 악마가 있는 금속이라고 생각하고 '악마의 구리'라는 이름을 붙였는데 바로 이 붉은 광석이 비소화니켈이었던 것이었습니다. 그리고 그 증기는 비소와 산소 화합물이었구요. 광석조차도 살아있는 것으로 생각하고 구리 채취를 방해하는 증기를 내뿜는다고 생각한 발상이 참으로 독특한 것 같습니다.

 

 

니켈은 어디에 쓰일까요?

 

 

니켈의 대부분은 스테인레스 강의 제조에 쓰입니다. 스테인레스 강은 철과 크롬, 니켈의 합금 형태로 가공과 용접이 쉬우면서 고온에서도 사용가능해서 많이 사용됩니다. 이밖에도 우리가 양은이라고 부르는 금속은 니켈+은+구리+아연으로 식기로 많이 사용되기도 합니다. 우리나라 동전의 100원과 500원 동전에도 니켈이 포함되어 있죠. 지퍼 중에 금속지퍼가 있는데요. 그 곳에서도 니켈이 쓰입니다. 흑색,골드, 실버 지퍼 등

특수한 약품 처리 후 다양한 색상으로 가공되기도 합니다.

 

 

 

혹시 니켈-카드뮴 전지를 들어보셨나요? 리튬 전지가 나오기 전 2차전지, 즉 충전해서 쓰는 전지의 대부분은 니켈 전지였습니다. 제 기억으론 카세프 플레이어에도 쓰곤 했던거 같은데......(모르시는 분들....저와 세대차이인가요...) 충전지의 대표적인 니켈- 카드뮴 전지

환원되는 부분에 니켈이 사용되었죠. 또는 니켈 수소화물 전지도 많이 쓰였었는데요. 지금은

리튬전지가 많이 사용되고 있어서 일상적으로 쓰는 빈도는 많이 줄었을 것 같네요.

 

마지막으로 니켈을 물 속에 넣었을 때 영상 첨부합니다.

효과음 같은 소리가 나니 집중해서 들어보세요!

 

 

 

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