Nikel nanopowder 1-100 nanometre aralığında en az bir boyuta sahip nikel partiküllerinden oluşan ince bir tozdur. Nanopowder'lar, küçük boyutları ve yüksek yüzey alanları nedeniyle sıradan nikel tozuna kıyasla benzersiz özellikler sergiler. Bu makale nikel nanopowder, temel özellikleri, üretim yöntemleri, uygulamaları, tedarikçileri ve standartları hakkında genel bir bakış sunmaktadır.
Nikel Nanopowder'a Genel Bakış
Nikel nanopowder, partikül çaplarının 100nm'den küçük olduğu nikel partiküllerinden oluşur. Nano ölçekli boyut nedeniyle, nikel nanopartikülleri son derece yüksek bir yüzey alanı/hacim oranına sahiptir ve bu da daha büyük nikel partiküllerine kıyasla daha yüksek kimyasal reaktiviteye yol açar.
Nikel nanopowder'ın temel özelliklerinden bazıları şunlardır:
- Yüksek saflık
- Tek tip partikül boyutu dağılımı
- Yüksek özgül yüzey alanı
- Geliştirilmiş manyetik ve katalitik özellikler
- Kompozitler için işlevselleştirilebilir
- Oksit içermeyen yüzeyler
Üretim sırasında boyut, morfoloji, bileşim ve yüzey kimyasının kontrol edilmesi, farklı uygulamalar için nikel nanopowder özelliklerinin özelleştirilmesine olanak tanır.
Nikel Nanopowder Türleri
| Tip | Açıklama |
|---|---|
| Nikel nanopowder | Saf metalik nikel nanopartiküller |
| Nikel oksit nanopowder | Nikel oksit (NiO) nanopartikülleri |
| Nikel kobalt nanopowder | Nikel ve kobalt alaşımı |
| Nikel bakır nanopowder | Nikel ve bakır alaşımı |
Nikel Nanopowder'ların Bileşimi
| Element | Saflık Aralığı |
|---|---|
| Nikel (Ni) | 99% ila 99.9% |
| Karbon (C) | < 1% |
| Oksijen (O) | < 1% |
Fiziksel Özellikler
| Mülkiyet | Açıklama |
|---|---|
| Renk | Kara barut |
| Yoğunluk | 25°C'de 8,9 g/cc |
| Erime noktası | 1455°C |
| Kaynama noktası | 2913°C |
| Kristal yapı | Kübik (yüz merkezli) |
Manyetik Özellikler
| Mülkiyet | Değer |
|---|---|
| Doygunluk mıknatıslanması | 55 emu/g |
| Koersivite | 100 ila 400 Oe |
| Curie sıcaklığı | 358°C |
Katalitik Özellikler
- Hidrojen evrim reaksiyonu (HER) için aktif katalizör
- Hidrojenasyon, reforming, kraking vb. reaksiyonları katalize eder.
- Platin gibi metallerle eş katalizör olarak kullanılır
Üretim Yöntemleri
Kontrollü boyut ve morfolojiye sahip nikel nanopowder üretmek için kullanılan çeşitli yöntemler vardır:
Fiziksel Yöntemler
- Bilyalı Frezeleme - Nikel mikropartiküllerinin nanopartiküllere mekanik olarak öğütülmesi
- İnert Gaz Yoğuşması - İnert atmosferde nikelin buharlaşması ve yoğunlaşması
Islak Kimyasal Yöntemler
- Kimyasal Azaltma - İndirgeyici maddeler kullanılarak nikel tuzlarının indirgenmesi
- Elektrokimyasal Biriktirme - Nikel iyonlarının elektrolitik indirgenmesi ve biriktirilmesi
- Sol-Gel Süreci - Moleküler öncüler kullanarak nanopartiküller oluşturma
Diğer Yöntemler
- Termal Ayrışma - Organometalik öncül bileşiklerin parçalanması
- Mikrodalga Plazma Sentezi - Nikel plazmanın buharlaşması ve hızlı yoğunlaşması
Nikel Nanopowder Üretim Yöntemlerinin Karşılaştırılması
| Yöntem | Ölçeklenebilirlik | Saflık | Parçacık Boyutu Dağılımı |
|---|---|---|---|
| Bilyalı Frezeleme | Yüksek | Orta düzeyde | Geniş |
| İnert Gaz Yoğuşması | Orta düzeyde | Yüksek | Dar |
| Kimyasal Azaltma | Yüksek | Yüksek | Orta düzeyde |
| Elektrokimyasal Biriktirme | Düşük | Yüksek | Dar |
| Sol-Gel Süreci | Düşük | Orta düzeyde | Geniş |
Uygulamalar
Nikel nanopowder benzersiz manyetik, katalitik ve mekanik özellikleri nedeniyle aşağıdaki temel uygulamalarda kullanım alanı bulur:
Endüstriyel Uygulamalar
- Nikel bazlı süper alaşımların üretimi
- İletken kaplamalar ve macunlar üretmek
- Piller için nikel elektrot imalatı
- Hidrojen üretimi ve yakıt pili reaksiyonları için katalizörler
- Karbon nanotüp büyümesi için katalizör desteği
- Nikel takviyeli polimer nanokompozitlerin yapımı
- Karmaşık parçaların metal enjeksiyon kalıplaması
- Kaynakta nikel nanoakışkanlar kullanılarak malzemelerin birleştirilmesi
- Manyetik veri depolama cihazları
Enerji Uygulamaları
- Su ayrıştırmada oksijen evrim reaksiyonu (OER) için elektrokatalizör
- Yakıt hücrelerinde oksijen indirgeme reaksiyonu (ORR) için elektrokatalizör desteği
- Li-ion piller - nikel bakımından zengin NMC katotlar, anotlar
- Esnek elektronikler ve PV'ler için yazdırılabilir mürekkepler
- Nanoakışkanlı yoğunlaştırılmış güneş enerjisi sistemleri
Biyomedikal Uygulamalar
- İlaç dağıtım araçları ve teranostik ajanlar
- MRI görüntüleme için kontrast maddeler
- Tümör tedavisi için hipertermi ajanları
- Tıbbi cihazlar için antimikrobiyal nanofilmler
- Nikel nanopartiküllere dayalı biyosensörler
Tedarikçiler ve Fiyatlandırma
Nikel nanopowder birçok özel kimya şirketi ve nanomateryal üreticisi tarafından satılmaktadır. Fiyatlandırma saflık derecelerine, üretim hacmine, partikül özelliklerine ve ek özelleştirmeye bağlıdır.
| Tedarikçi | Açıklama | Fiyat |
|---|---|---|
| ABD Araştırma Nanomalzemeleri | 99,9% saf, <50nm | $70/g |
| Amerikan Unsurları | 99,5% saf Ni, 10-30nm | $100/g |
| Nanoshel | 99,9% saf, 30-60nm | $50/g |
| Hongwu Uluslararası | 98% saf, minimum 50 g | $30/g |
| Nanografi Nano Teknoloji | 99,7% saf, dağılım | $500/kg |
Fiyatlandırma, gereken miktar ve saflığa bağlı olarak gram başına $50 ile kilogram başına $500 arasında değişmektedir. 99,9% saflığa sahip araştırma sınıfı nanopowder genellikle daha pahalıdır, endüstriyel kullanım için büyük hacimli siparişler ise indirimlidir.
Standartlar ve Güvenlik
Nikel nanopowder kullanımı, diğer kuru nanomalzemelere benzer standart güvenlik protokolleri gerektirir. Temel standartlar şunları içerir:
- ISO 21363:2007 - Nano toz numunelerinin karakterizasyonu için yöntemler
- ASTM B822 - Küçük açılı X-ışını saçılımı kullanılarak partikül boyutu için standart test yöntemi
- ANSI Z399.1 - Nanomalzemeler için güvenli taşıma prosedürleri
Nikel nanopartikülleri hafif ila orta düzeyde toksisite gösterir ve işleme sırasında toz maskeleri, eldivenler, kapalı çalışma ve havalandırma gerektirir. Soluma birincil maruz kalma yoludur.
SSS
Nedir bu? nikel nanopowder yapılmış?
Nikel nanopowder, çapları 1-100 nm arasında olan nikel (Ni) partiküllerinden oluşur. Az miktarda karbon ve oksijen ile birlikte 99.9%'ye kadar yüksek saflık seviyelerine sahiptirler.
Nikel nanopowder ne için kullanılır?
Nikel nanopowder katalizör, pil malzemeleri, iletken katkı maddeleri, manyetik cihazlar, alaşım güçlendiriciler, biyomedikal ajanlar ve birleştirme için uygulamalara sahiptir.
Nikel nanopowder'ı özel kılan nedir?
Nano ölçekli boyut, mikron ölçekli partiküllere göre daha yüksek yüzey alanı, yüzey reaktivitesi, mekanik mukavemet, optik emilim, elektriksel/termal iletkenlik sağlar.
Nikel nanopowder ve nikel mikropowder arasındaki fark nedir?
Nikel nanopowder partikülleri 100 nm'den küçükken, nikel mikropowder partikülleri 100 nm ila 1 mikron arasında değişmektedir. Nanopowder'lar kuantum etkilerinden dolayı üstün kataliz, manyetik ve optik özellik gösterirler.
Nikel nanopowder zehirli midir?
Nikel nanopartikülleri soluma veya cilt teması yoluyla orta derecede toksisite gösterir. Uygun KKD ve taşıma protokolleri kullanılmalıdır. Oral toksisite daha düşüktür ancak yutulmasından kaçınılmalıdır.
Nikel nanopowder ne kadara mal olur?
Nikel nanopowder, saflık, parçacık boyutu aralığı, yüzey kaplamaları ve satın alma hacimlerine bağlı olarak gram başına yaklaşık $50 ila $500 arasındadır. Endüstriyel sınıf 50 nm toz, gram başına $30'a temin edilebilir.
Nikel nanopartikülleri üretmek için en iyi yöntem hangisidir?
Kimyasal indirgeme, nanopartikül boyutu, şekli ve kristal fazı üzerinde kontrol sağlayan en yaygın yöntemdir. Alternatif ölçeklenebilir yaklaşımlar bilyalı öğütme, termal ayrıştırma ve plazma sentezidir.
Nikel nanopowder ile nikel oksit nanopowder arasındaki fark nedir?
Nikel nanopowder saf metalik nikel içerirken, nikel oksit tozu farklı optik, elektriksel ve manyetik özellikler sergileyen nikel oksit (NiO) nanopartiküllerinden oluşur.
Nikel nanopowder'ın tehlikeleri nelerdir?
Yanıcı bir toz olarak, temel tehlike cilde, gözlere ve solunum sistemine maruz kalmasıdır. Maruziyete bağlı olarak tahrişe, iltihaplanmaya, fibrozise neden olabilir. Uygun KKD, havalandırma, SOP'ler zorunludur.
Nikel nanopowder hidrofilik mi yoksa hidrofobik mi?
Saf nikel nanopowder hidrofobik bir yapı sergiler. Ancak yüzey oksidasyonu veya diğer bileşiklerle işlevselleştirme, nanokompozitler ve biyomedikal kullanım için gerekli olan hidrofilik karakteri kazandırabilir.
