ニッケル

ニッケル（蘭: nikkel, 英: nickel, 羅: niccolum, 中: 鎳）は、原子番号28の金属元素である。元素記号はNi。

名称[編集]

名称はドイツ語の Kupfernickel（悪魔の銅）に由来する。これは、ニッケル鉱石である紅砒ニッケル鉱（NiAs）が銅鉱石に似ているにもかかわらず銅を遊離できなかったために、坑夫たちがこう呼んだものと言われている。

存在[編集]

地殻中の存在比は約105×10⁻⁶と推定され、それほど多いわけではないが、鉄隕石中には数 %含まれる。特に⁶²Niの1核子あたりの結合エネルギーが全原子中で最大であるなどの点から、鉄とともにもっとも安定な元素である。岩石惑星を構成する元素として比較的多量に存在し、地球中心部の核にも数 %が含まれると推定されている。

性質[編集]

銀白色の金属で、鉄族に分類される。原子量は約58.69である。常温で安定な結晶格子は、面心立方格子(FCC)である。また、鉄よりは弱いが強磁性体で、キュリー点は350 °Cであり、鉄族元素としてはもっとも低い。

銀白色の光沢ある金属であり、乾燥した空気中では錆びにくいが、微粒子状のものは空気中で自然発火することもあり、細いニッケル線は酸素中で火花を出して燃焼する。水素よりイオン化傾向がやや大きく、塩酸および希硫酸に徐々に溶解し、緑色の水和ニッケルイオンを生成するが、その反応はきわめて遅い。酸化作用を持つ希硝酸には速やかに溶解し、濃硝酸では不動態を形成する。アルカリに対しては比較的強い耐食性を示す。

用途[編集]

光沢があり耐食性が高いため、装飾用のめっきに用いられる（単純な耐食用途ならクロメートめっき等、より安価で効果的な方法がある）ほか、導電性も高い（鉄、クロムより優れるが銅には及ばない）ため電気接点のめっきにも好んで使われる。ステンレス鋼や硬貨の原料などにも使用される。

硬貨の原料

日本で2022年現在発行されている五十円硬貨や百円硬貨は、銅とニッケルの合金（白銅）である。アメリカ合衆国の5セント硬貨も白銅だが、通称「ニッケル」と呼ばれている。純ニッケルも硬貨の材料として用いられたことがある。これはニッケルが特殊鋼や薬莢の材料である白銅の原料として重要であるため、国家が備蓄し、平時は硬貨として流通させ、有事に際してはほかの素材の硬貨や紙幣で代替して回収するためである。日本でも第二次世界大戦直前の1933年（昭和8年）から1937年（昭和12年）にかけて、5銭と10銭のニッケル硬貨が発行されており、その名目で軍需物資であるニッケルを輸入した。ただし、戦後もニッケル硬貨は発行されており、1955年（昭和30年）から1966年（昭和41年）まで発行されていた五十円硬貨（1959年（昭和34年）に無孔から有孔に変更）がニッケル硬貨である。

高張力鋼

軍艦の装甲の素材として、鋼に質量比で6%のニッケルを添加して、砲弾を跳ね返すだけの強度を持たせる技術が1887年にイギリスで開発された。この合金を基礎として、各種の高張力鋼が開発されているが、多くの場合にニッケルが含まれる。

磁性材

ニッケルと鉄にモリブデンやクロムを加えた合金をパーマロイと呼ぶ。優れた軟磁性材料であることから、変圧器の鉄心や磁気ヘッドに用いられている。

耐熱材

ニッケル36 %、鉄64 %の合金を「インバー」、ニッケル36 %、鉄52 %、クロム12 %の合金を「エリンバー」と呼ぶ。インバー合金は熱膨張率が非常に小さく、エリンバー合金は温度による弾性率の変化が非常に小さいという特徴があり、機械式時計の発条などの精密機械に用いられている。ニッケルベースの合金である各種のインコネルは、その耐熱性からタービン用コンプレッサの材料などに用いられる。