L'alluminuro di nichel è un materiale. Più precisamente, gli alluminuri di nichel sono fasi intermetallichei cui componenti principali sono gli elementi chimici nichel e alluminio. Queste fasi si verificano con tre composizioni chimiche principali. Questi sono NiAl, Ni3Al e NiAl3.
Gli alluminuri di nichel si presentano come componenti microscopici in leghe a base di nichelo sono stati recentemente utilizzati come materiale da costruzione indipendente. Le leghe a base di nichel devono le loro proprietà positive principalmente alla fase Ni3Al, responsabile dell'aumento della resistenza.
Poiché la fase Ni3Al ha solo pochi vantaggi come materiale da costruzione indipendente rispetto alle leghe altamente sviluppate a base di nichel, viene utilizzata principalmente in questa forma per ulteriori indagini. L'alluminuro di nichel NiAl è utilizzato principalmente come materiale strutturale e viene utilizzato principalmente come materiale per alte temperature. Vari componenti delle turbine, ad esempio le pale delle turbine, sono realizzati in alluminuro di nichel.
Un vantaggio significativo del NiAl rispetto alle leghe a base di nichel o alla fase intermetallica Ni3Al è il maggiore contenuto di alluminio. A causa del maggiore contenuto di alluminio nel NiAl, la densità è inferiore rispetto alle leghe a base di nichel, il che è associato ad una riduzione del peso e quindi ad un aumento dell'efficienza energetica degli impianti. Oltre alla sua bassa densità, il NiAl mostra anche un'elevata resistenza, un'alta conducibilità termica e una buona resistenza all'ossidazione e al creep. Grazie all'elevata conducibilità termica in combinazione con una bassa densità, anche la conducibilità termica del NiAl è elevata. La tabella seguente mostra alcune quantità fisiche di NiAl.
| Proprietà | Figura chiave |
|---|---|
| Densità | 5,35 a 6,50 g/cm3 |
| Conducibilità termica | Da 70 a 90 W/(mK) |
| coefficiente di espansione termica | (13 a 15) *10-6 K-1 |
| Modulo di elasticità | 188.000 N/mm2 |
| punto di fusione | 1.638 °C |
La conducibilità termica del NiAl è da tre a otto volte superiore a quella delle leghe a base di nichel, motivo per cui nei componenti in NiAl si verificano sollecitazioni meccaniche legate alla temperatura più basse. Così il NiAl mostra anche una buona resistenza alla fatica termica del materiale.
Uno dei principali svantaggi del NiAl è la sua bassa duttilità fino ad una temperatura di circa 300 °C. Al di sopra di questa temperatura i materiali NiAl si comportano in modo duttile. Questo problema può essere ridotto con la formazione di legheadeguate e processi di produzione speciali. Inoltre, gli alluminuri di nichel hanno una resistenza alla rottura da scorrimento inferiore rispetto alle leghe a base di nichel. Nel caso di applicazione si deve quindi spesso scegliere un compromesso tra una buona resistenza alle alte temperature e una minore duttilità alle basse temperature.
Lega Ni-Al
nickel aluminid