Przegląd
Proszek niklu metalicznego to drobnoziarnista forma niklu wytwarzana przez rozpylanie stopionego niklu na bardzo małe kropelki, które zestalają się do postaci proszku. Posiada unikalne właściwości, które sprawiają, że jest przydatny w takich zastosowaniach jak produkcja dodatków uszlachetniających, powlekanie powierzchni, elektronika, produkty spawalnicze i inne.
Najważniejsze informacje o proszku niklowo-metalicznym:
- Skład - Czysty nikiel lub stopy niklu z metalami takimi jak żelazo, miedź itp.
- Kształt cząstek - morfologia sferyczna, nieregularna, dendrytyczna lub mieszana
- Zakres rozmiarów - zazwyczaj od 10 nanometrów do 150 mikronów
- Czystość - od 99% do 99,99% czystego niklu
- Metody produkcji - atomizacja, rozkład karbonylu, elektroliza, mielenie
- Kluczowe właściwości - wysoka czystość, dobre przewodnictwo i magnetyzm, doskonała odporność na korozję, zdolność do tworzenia stopów
- Główne zastosowania - proszek do druku 3D, powłoki natryskiwane termicznie, elektrody akumulatorowe, narzędzia diamentowe, elektronika
Rodzaje proszków niklowo-metalowych
| Typ | Skład | Charakterystyka | Zastosowania |
|---|---|---|---|
| Czysty nikiel | 99-99.9% Ni | Wysoka czystość, dobre przewodnictwo/magnetyzm, stopowość | Elektronika, powłoki, spawanie, druk 3D |
| Stopy niklu | Ni + Fe, Cu, Cr itp. | Ulepszone właściwości, takie jak wytrzymałość, odporność na zużycie | Inżynieria powierzchni, aplikacje wysokotemperaturowe |
| Nikiel karbonylowy | >99,9% Ni | Sferoidalne cząstki o bardzo wysokiej czystości | Elektronika, MLCC, spawanie |
| Nanoziarnisty nikiel | Cząsteczki <100 nm | Bardzo duża powierzchnia, wysoka reaktywność | Katalizatory, baterie, czujniki |
Właściwości Proszek niklowo-metaliczny
| Nieruchomość | Szczegóły | Znaczenie |
|---|---|---|
| Skład | Czysty nikiel lub stopy niklu | Określa właściwości takie jak wytrzymałość, odporność na korozję, temperaturę Curie. |
| Morfologia cząstek | Kuliste, nieregularne, dendrytyczne, mieszane | Wpływa na płynność, gęstość upakowania, spiekanie |
| Wielkość cząstek | Typowo od 10 nm do 150 μm | Przydatność dla metody aplikacji, określa właściwości |
| Gęstość pozorna | Około 1-4 g/cc | Wpływ kompresji i obsługi |
| Gęstość kranu | Do 65% gęstości ciała stałego | Wskazuje wydajność pakowania |
| Czystość | Zawartość niklu do 99,999% | Czystość wpływa na przewodność, przepuszczalność, odporność na utlenianie |
| Powierzchnia właściwa | 0,1 - 10 m2/g | Określa reaktywność, szybkość spiekania |
Zastosowania proszku niklowo-metalowego
Proszek niklowy jest stosowany w wielu gałęziach przemysłu ze względu na swoje unikalne właściwości, takie jak wysoka przepuszczalność, odporność na korozję, stopowość i aktywność katalityczna.
| Zastosowanie | Szczegóły |
|---|---|
| Produkcja addytywna | Stosowany w drukarkach 3D do wytwarzania części z niklu metodą fuzji w łożu proszkowym i strumieniowania spoiwa. |
| Powłoki powierzchniowe | Nakładane metodą natrysku cieplnego lub powlekania elektro/elektro-bezprądowego w celu ochrony przed zużyciem/ korozją |
| Produkty spawalnicze | Używany do produkcji stopów napawanych i drutów spawalniczych/prętów. |
| Elektronika | Stosowany w przewodnikach, rezystorach, kondensatorach, rdzeniach magnetycznych elektroniki |
| Baterie | Dodawany do elektrod baterii i połączeń międzysystemowych |
| Narzędzia diamentowe | Używany jako spoiwo do produkcji diamentowych narzędzi ściernych |
| Katalizatory | Katalizatory niklowe stosowane do uwodorniania, reformingu i reakcji organicznych |
Proszek niklowo-metaliczny Specyfikacje
Proszek niklowy jest dostępny w różnych zakresach wielkości, czystości, morfologii i może być dostosowany do wymagań aplikacji pod względem składu, płynności, gęstości upakowania, reaktywności i innych.
| Parametr | Zasięg | Stopnie/standardy |
|---|---|---|
| Wielkość cząstek | 10 nm do 150 μm | Klasy ultradrobne, drobne i grube w oparciu o rozmiary oczek |
| Czystość | 99 do 99,999% Ni | Standardowe klasy handlowe, wysoka czystość, ultra wysoka czystość |
| Gęstość pozorna | Zazwyczaj od 1 do 4 g/cc | Dostosowane w oparciu o gęstość kranu |
| Powierzchnia właściwa | 0,1 do 10 m2/g | Powierzchnie w skali nano, submikronowej i mikronowej |
| Skład stopu | Ni + Fe, Cu, Co, Cr, Mo itp. | Stopy niestandardowe w zależności od zastosowania |
| Porowatość | 20 do 90% | Niestandardowa porowatość filtrów, elektrod |
Międzynarodowe normy dla proszku niklowego obejmują:
- ASTM B162 - Norma dla płyt, blach i taśm niklowych
- ASTM B783 - Standardowa specyfikacja dla materiałów i produkcji wyrobów niklowych odpornych na korozję
- ISO 2401 - Nikiel, stopy niklu i materiały niklowane - Próba twardości Vickersa
Dostawcy i ceny
Proszek niklu jest produkowany przez firmy takie jak Vale, Jien Nickel, Vale Metech i jest sprzedawany bezpośrednio lub za pośrednictwem dystrybutorów proszków metali. Ceny zależą od rozmiaru, czystości, morfologii i ilości zakupu.
| Dostawca | Opis | Orientacyjne ceny |
|---|---|---|
| Vale | Wiodący producent proszków niklu o wysokiej czystości | $50/kg dla czystości 99,7%, $150/kg dla czystości 99,99% |
| Jien Nickel | Główny chiński producent niklu i proszku żelazostopowego | $30-100/kg dla proszku niklowego 98-99.9% |
| Vale Metech | Kluczowy producent sferycznych i stopowych proszków niklu | $250/kg dla <10 μm, proszek o czystości 99,8% |
| Dostawcy proszków metali | Dystrybutorzy tacy jak Alfa Aesar, ESPI sprzedają różne gatunki proszku Ni | $100-1000/kg dla proszków Ni od 99 do 99,99% |
Ceny wahają się od $30/kg dla proszku klasy handlowej do $1000/kg dla proszku o wysokiej czystości w skali nano. Dostosowanie kształtu, rozmiaru i gęstości cząstek wiąże się z dodatkowymi opłatami.
Porównanie rodzajów proszków niklowo-metalowych
| Parametr | Czysty proszek Ni | Karbonyl Ni w proszku | Proszek Nano Ni | Stop Ni w proszku |
|---|---|---|---|---|
| Morfologia cząstek | Nieregularny, dendrytyczny | Kulisty | Kulisty | Mieszane, nieregularne |
| Typowy zakres rozmiarów | 1-150 μm | 1-15 μm | <100 nm | 5-100 μm |
| Czystość | 99-99.9% | >99,9% | 99.7-99.9% | 92-99% |
| Koszt | Niski | Wysoki | Bardzo wysoka | Średni |
| Właściwości | Dobra przewodność/magnetyzm | Wysoka czystość | Bardzo wysoka reaktywność | Zwiększona wytrzymałość |
| Łatwość obsługi | Średnia | Bardzo dobry | Trudne | Dobry |
| Główne zastosowania | Powłoki, spawanie, druk 3D | MLCC, elektronika | Katalizatory, baterie | Części zużywające się, wysoka temperatura |
Zalety i ograniczenia Proszek niklowo-metaliczny
| Zalety | Ograniczenia |
|---|---|
| Doskonała odporność na korozję | Drogie w porównaniu z proszkiem żelaza lub miedzi |
| Dostępne gatunki o wysokiej czystości | Podatność na utlenianie w wysokich temperaturach |
| Możliwość stopu z różnymi pierwiastkami | Niższa ściśliwość i wytrzymałość w porównaniu z proszkiem żelaza |
| Wysoka przepuszczalność i przewodność cieplna | Wrażliwy na śladowe ilości siarki lub zanieczyszczeń węglowych |
| Dobra aktywność katalityczna | Trudniejsze do rozpylenia w porównaniu z miedzią lub aluminium |
| Nietoksyczny w porównaniu z kobaltem lub niklem |
Proszek niklowy oferuje znaczące korzyści, ale ma też pewne ograniczenia związane głównie z kosztami i reaktywnością chemiczną. Właściwe obchodzenie się i przechowywanie jest ważne dla zachowania czystości i zapobiegania gromadzeniu się tlenu/wilgoci.
Najczęściej zadawane pytania
Q. Jakie jest główne zastosowanie proszku niklowego?
A. Podstawowym zastosowaniem proszku niklowego jest wytwarzanie części odpornych na korozję i zużycie za pomocą techniki metalurgii proszków w druku 3D. Inne kluczowe zastosowania to produkcja powłok powierzchniowych, stopów stali niklowej, elektrod akumulatorowych, materiałów spawalniczych itp.
Q. Czy proszek niklowy jest łatwopalny lub wybuchowy?
A. Proszek niklu jest generalnie niepalny. Drobne proszki mogą jednak tworzyć wybuchowe mieszaniny pyłowo-powietrzne, dlatego konieczne są środki ostrożności w celu bezpiecznego obchodzenia się z nimi i zapobiegania wybuchom pyłu.
Q. Jaki proces jest stosowany do wytwarzania proszku niklu metalicznego?
A. Główną metodą produkcji jest atomizacja, w której oczyszczony stopiony nikiel jest rozbijany na drobne kropelki za pomocą strumieni wody lub gazu. Kropelki zestalają się w proszek. Stosowane są również inne metody, takie jak rozkład karbonylu, elektroliza, mielenie.
Q. Jaka jest różnica między proszkiem niklu metalicznego a proszkiem tlenku niklu?
A. Proszek niklu metalicznego zawiera ponad 99% niklu, podczas gdy tlenek niklu jest związkiem chemicznym niklu + tlenu używanym do specjalistycznych zastosowań wymagających formy tlenku zamiast czystego metalu.
Q. Jak prawidłowo przechowywać proszek niklowy?
A. Nikiel łatwo się utlenia, dlatego należy stosować gaz obojętny, pakowanie próżniowe lub inhibitory korozji. Konieczne jest przechowywanie w chłodnym, suchym pomieszczeniu, aby zapobiec gromadzeniu się wilgoci i aglomeracji.
