“妖镍”的前世今生

曲建翘　吴义梅

镍可以作为铸造硬币的材料

“妖镍”的由来

镍是一种银白色金属，其熔点是1453℃，沸点是2732℃，纯镍有磁性。镍排在原子序列的第28位，为第四周期第Ⅷ族元素，前面分别是铁和钴，后面紧挨着的是铜，所以它在物理化学属性上和铁、钻比较相似，同时具有和铜相似的亲氧亲硫性。

镍是地球上含量较高的元素，位居第六，且分布较广。地球上的镍主要集中在地核中，其含量约为8.5%。地表和地壳中的镍多与铁共生。

镍在化学元素周期表中的位置

尽管人类发现镍的时间不长，但使用镍的时间却可以一直追溯到公元前300年左右。中国最晚于春秋战国时期就已经出现了含镍成分的兵器及合金器皿。据考证，在公元前1世纪，中国便已懂得用镍和铜制成合金——镍白铜，用以制造墨盒、烛台、盘子等。资料显示，云南人发明和生产白铜，不仅在中国，在世界上也是最早的，这为国内外学术界所公认。古代云南所产的白铜也最有名，称为“云白铜”。虽然中国冶炼白铜的历史很长，但是没有冶炼出纯金属镍。1751年，瑞典矿物学家和化学家阿克塞尔垫·弗雷德里克·克朗斯塔特用红砷镍矿表面风化的晶体颗粒与木炭共热，才制出了镍，并将它界定为化学元素。1755年，纯净的镍被制取出来。

镍的名字“Nickel”带有迷信色彩，来自于德国矿工传说中同名的淘气妖精，这是因为镍矿看似铜矿，却无法冶炼出铜来，因此从前被看作是魔鬼搞的恶作剧。

不可或缺的镍

进入近现代，随着金属冶炼工艺的发展，镍被广泛应用到各个领域。可以说，无论是在国防工业还是民用工业上，镍都是不可或缺的。镍的主要用途是生产不锈钢，其次是生产合金。

比如，现在世界上的主要镍消耗国同时也是不锈钢生产国，而不锈钢的重要性我们也无需多言。SUS-304牌号的不锈钢经常被冠以“食品级不锈钢”的名号，并为一切民用领域的不锈钢产品做广告形象宣传：打开购物网站，输入“不锈钢”三字，即可搜出能够涵盖生活各个方面、种类繁多的日用品。在不锈钢中加入镍，可以提高其强度和韧性，并改善不锈钢的机械加工性能。

形状记忆合金的记忆效应（图片来源/维基百科）

随处可见的不锈钢产品

在合金中加入镍，可使不同种类的镍合金具有不同的性能。比如钛镍合金具有“记忆”的本领，而且记忆力很强，经过相当长的时间，重复上千万次都准确无误。原来，这种合金有一个特性——转变温度，在转变温度之上，它具有一种组织结构，例如：当一种钛镍记忆合金在转变温度之上时，很坚硬，强度也大，而在转变温度以下时，它却很软，容易冷加工。结构不同，性能也就不同。这样，当我们需要它记忆什么形状时，就把它做成那种形状，这就是它的“永久记忆”形状，在转变温度以下，由于它很软，我们便可以在相当大的程度内使其任意变形。而当需要它恢复到原来形状时，只要把它加热到转变温度以上就行了。

镍与人体健康

镍是非常常见的致敏性金属，约有20%的人对镍离子过敏，且女性患者的人数要高于男性患者。一旦出现致敏反应，镍过敏将无限期持续。金属镍和镍盐对皮肤的影响主要表现为接触性皮炎或过敏性湿疹。损害往往从接触部位开始，严重时可蔓延至全身。皮肤先有剧烈的痒感，后呈丘疹、疱疹和红斑样，严重者可化脓、溃烂，急性期伴有发热。个别对镍敏感性高的人，因戴含镍的皮带或眼镜架而发生皮炎，但皮炎患者会在脱离接触后1～2周自愈。

不仅如此，流行病学调查和动物实验证明，镍属于致癌物（2B级），它可以引起口腔癌、咽癌、直肠癌和肺癌，而且这些癌症发病率与外界环境中的镍含量成正比。调查发现，接触某种镍化合物的工人肺癌死亡率比正常人高出10倍，鼻窦癌高出900倍，接触鎳化合物的工人可见染色体畸变率增加。近些年多方面的研究更是表明，镍化合物是一类活性相当高的遗传毒物。

配饰中含有镍可能会引起过敏

以羰基镍的毒性为例，在常温下，镍即刻与一氧化碳发生反应，生成四羰基镍，加热后又会分解成金属镍和一氧化碳。金属镍几乎没有急性毒性，但羰基镍却能产生很强的毒性。羰基镍以蒸气形式迅速由呼吸道吸收，也能由皮肤少量吸收。前者是作业环境中毒物侵入人体的主要途径。羰基镍低浓度时，人有不适应感，会出现头晕、头疼、步态不稳，有时是恶心、呕吐、高烧、呼吸困难、胸部疼痛等症状;接触高浓度时，会发生急性肺炎，最终出现肺水肿和呼吸道循环衰竭而致死亡;接触致死量时，事故发生后4～11日死亡。因此，避免羰基镍的形成可有效避免羰基镍中毒。

（责任编辑/岳萌 美术编辑/李子夜）