Обзор
Металлический порошок никеля это мелкозернистая форма никеля, получаемая путем распыления расплавленного никеля на очень мелкие капли, которые застывают в виде порошка. Он обладает уникальными свойствами, которые делают его полезным для таких областей применения, как аддитивное производство, нанесение покрытий на поверхность, электроника, сварочные материалы и многое другое.
Основные сведения о металлическом порошке никеля:
- Состав - чистый никель или сплавы никеля с такими металлами, как железо, медь и т.д.
- Форма частиц - сферическая, неправильная, дендритная или смешанная морфология
- Диапазон размеров - обычно от 10 нанометров до 150 микрон
- Чистота - от 99% до 99,99% чистого никеля
- Методы получения - атомизация, разложение карбонилов, электролиз, измельчение
- Ключевые свойства - высокая чистота, хорошая проводимость и магнетизм, отличная коррозионная стойкость, способность образовывать сплавы
- Основные области применения - порошок для 3D-печати, покрытия для термораспыления, электроды для аккумуляторов, алмазные инструменты, электроника
Виды металлических порошков никеля
| Тип | Состав | Характеристики | Используется |
|---|---|---|---|
| Чистый никель | 99-99.9% Ni | Высокая чистота, хорошая проводимость/магнетизм, легируемость | Электроника, покрытия, сварка, 3D-печать |
| Никелевые сплавы | Ni + Fe, Cu, Cr и т.д. | Улучшенные свойства, такие как прочность, износостойкость | Инженерия поверхности, высокотемпературные применения |
| Карбонил никеля | >99,9% Ni | Сверхчистые сфероидальные частицы | Электроника, MLCC, сварка |
| Наноразмерный никель | Частицы размером <100 нм | Очень большая площадь поверхности, высокая реакционная способность | Катализаторы, батареи, сенсоры |
Свойства Металлический порошок никеля
| Недвижимость | Подробности | Значение |
|---|---|---|
| Состав | Чистый никель или никелевые сплавы | Определяет такие свойства, как прочность, коррозионная стойкость, температура Кюри |
| Морфология частиц | Сферические, неправильные, дендритные, смешанные | Влияет на текучесть, плотность упаковки, спекание |
| Размер частиц | Обычно от 10 нм до 150 мкм | Подходит для метода нанесения, определяет свойства |
| Кажущаяся плотность | Около 1-4 г/куб. см | Воздействие сжатия и обработки |
| Плотность отвода | Плотность твердого тела до 65% | Указывает на эффективность упаковки |
| Чистота | Содержание Ni до 99,999% | Чистота влияет на проводимость, проницаемость, устойчивость к окислению |
| Удельная площадь поверхности | 0,1 - 10 м2/г | Определяет реакционную способность, скорость спекания |
Области применения металлического порошка никеля
Никелевый порошок используется в широком спектре отраслей промышленности благодаря своим уникальным свойствам, таким как высокая проницаемость, коррозионная стойкость, легируемость и каталитическая активность.
| Приложение | Подробности |
|---|---|
| Аддитивное производство | Используется в 3D-принтерах с порошковым напылением и струйной обработкой связующего для изготовления деталей из Ni |
| Поверхностные покрытия | Нанесение методом термического напыления или электро/электробезопасного покрытия для защиты от износа/коррозии |
| Сварочные изделия | Используется для изготовления наплавочных сплавов и сварочных проволок/стержней |
| Электроника | Используется в проводниках, резисторах, конденсаторах, магнитных сердечниках электроники |
| Батареи | Добавлены в электроды аккумуляторов и межсоединения |
| Алмазные инструменты | Используется в качестве связующего материала для изготовления алмазных абразивных инструментов |
| Катализаторы | Никелевые катализаторы, используемые для гидрирования, риформинга, органических реакций |
Металлический порошок никеля Технические характеристики
Никелевый порошок доступен в различных диапазонах размеров, чистоты, морфологии и может быть настроен в соответствии с требованиями приложения в отношении состава, текучести, плотности упаковки, реакционной способности и многого другого.
| Параметр | Диапазон | Оценки/стандарты |
|---|---|---|
| Размер частиц | От 10 нм до 150 мкм | Ультратонкие, тонкие и грубые сорта в зависимости от размера ячеек. |
| Чистота | 99 до 99,999% Ni | Стандартные коммерческие, высокочистые и сверхвысокочистые сорта |
| Кажущаяся плотность | Обычно от 1 до 4 г/куб. см | Настраивается в зависимости от плотности крана |
| Удельная площадь поверхности | 0,1 - 10 м2/г | Нано, субмикронные, микронные площади поверхности |
| Состав сплава | Ni + Fe, Cu, Co, Cr, Mo и др. | Нестандартные сплавы в зависимости от области применения |
| Пористость | 20 - 90% | Индивидуальная пористость для фильтров, электродов |
Международные стандарты на никелевый порошок включают:
- ASTM B162 - Стандарт для никелевых пластин, листов и полос
- ASTM B783 - Стандартная спецификация на материал и производство коррозионно-стойких изделий из никеля
- ISO 2401 - Никель, никелевые сплавы и никелированные материалы - испытание на твердость по Виккерсу
Поставщики и ценообразование
Никелевый порошок производится такими компаниями, как Vale, Jien Nickel, Vale Metech, и продается напрямую или через дистрибьюторов металлических порошков. Цена зависит от размера, чистоты, морфологии и количества покупки.
| Поставщик | Описание | Ориентировочное ценообразование |
|---|---|---|
| Долина | Ведущий производитель металлических порошков никеля высокой чистоты | $50/кг для чистоты 99,7%, $150/кг для чистоты 99,99% |
| Джин Никель | Крупнейший китайский производитель никеля и ферросплавных порошков | $30-100/кг для 98-99.9% никелевый порошок |
| Vale Metech | Основной производитель сферических и легированных никелевых порошков | $250/кг для <10 мкм, порошок чистотой 99,8% |
| Поставщики металлических порошков | Такие дистрибьюторы, как Alfa Aesar, ESPI, продают различные сорта порошка Ni | $100-1000/кг для 99 до 99.99% Ni порошков |
Цены варьируются от $30/кг для порошка коммерческого класса до $1000/кг для нанопорошка высокой чистоты. За индивидуальные настройки формы, размера и плотности частиц взимается дополнительная плата.
Сравнение типов металлических порошков никеля
| Параметр | Чистый порошок Ni | Порошок карбонила никеля | Нано Ni порошок | Порошок сплава Ni |
|---|---|---|---|---|
| Морфология частиц | Нерегулярные, дендритные | Сферическая | Сферическая | Смешанный, неравномерный |
| Типичный диапазон размеров | 1-150 мкм | 1-15 мкм | <100 нм | 5-100 мкм |
| Чистота | 99-99.9% | >99,9% | 99.7-99.9% | 92-99% |
| Стоимость | Низкий | Высокая | Очень высокий | Средний |
| Свойства | Хорошая проводимость/магнитность | Высокая чистота | Очень высокая реакционная способность | Повышенная прочность |
| Простота в обращении | Среднее | Очень хорошо | Сложность | Хороший |
| Основные приложения | Покрытия, сварка, 3D-печать | MLCC, электроника | Катализаторы, аккумуляторы | Износостойкие детали, высокая температура |
Преимущества и ограничения Металлический порошок никеля
| Преимущества | Ограничения |
|---|---|
| Отличная коррозионная стойкость | Дорогой по сравнению с железным или медным порошком |
| Доступны высокочистые сорта | Склонны к окислению при высоких температурах |
| Сплав с различными элементами | Более низкая сжимаемость и прочность зеленой массы по сравнению с железным порошком |
| Высокая проницаемость и теплопроводность | Чувствителен к следам серы или углеродных примесей |
| Хорошая каталитическая активность | Сложнее распылять по сравнению с медью или алюминием |
| Нетоксичен по сравнению с кобальтом или никелем |
Никелевый порошок обладает значительными преимуществами, но имеет и некоторые ограничения, связанные, прежде всего, с ценой и химической реактивностью. Правильная обработка и хранение важны для сохранения чистоты и предотвращения захвата кислорода/влаги.
Вопросы и ответы
Q. Каково основное применение никелевого порошка?
A. Основное применение никелевого порошка - изготовление коррозионно- и износостойких деталей методом порошковой металлургии при 3D-печати металлов. Другие основные области применения - производство поверхностных покрытий, никелевых стальных сплавов, электродов для аккумуляторов, сварочных материалов и т. д.
Q. Является ли никелевый порошок огнеопасным или взрывоопасным?
A. Никелевый порошок, как правило, не воспламеняется. Однако мелкие порошки могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные смеси, поэтому необходимо соблюдать меры предосторожности для безопасного обращения и предотвращения взрывов пыли.
Q. Какой процесс используется для производства металлического порошка никеля?
A. Основным методом производства является распыление, при котором очищенный расплавленный никель разбивается на мелкие капли с помощью струи воды или газа. Капли застывают в порошок. Также используются такие методы, как карбонильное разложение, электролиз, измельчение.
Q. В чем разница между металлическим порошком никеля и порошком оксида никеля?
A. Металлический порошок никеля содержит более 99% никеля, в то время как оксид никеля является химическим соединением никеля + кислород, используемым для специализированных применений, требующих оксидной формы, а не чистого металла.
Q. Как правильно хранить никелевый порошок?
A. Никель легко окисляется, поэтому следует использовать инертный газ, вакуумную упаковку или ингибиторы коррозии. Для предотвращения накопления влаги и агломерации необходимо прохладное, сухое, крытое хранение.
