Neusilber-Pulver
Neusilberpulver bezeichnet eine besondere Art von Metallpulver aus einer Kupferlegierung, die Nickel und häufig auch Zink enthält. Seinen Namen hat es von seinem silbrigen Aussehen, das an Sterlingsilber erinnert. Es enthält jedoch kein elementares Silber. Neusilberpulver ist aufgrund seiner Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten zu einem wichtigen Werkstoff in verschiedenen Branchen geworden.
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Inhaltsübersicht
Neusilberpulver bezeichnet eine besondere Art von Metallpulver aus einer Kupferlegierung, die Nickel und häufig auch Zink enthält. Seinen Namen hat es von seinem silbrigen Aussehen, das an Sterlingsilber erinnert. Es enthält jedoch kein elementares Silber. Neusilberpulver ist aufgrund seiner Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten zu einem wichtigen Werkstoff in verschiedenen Branchen geworden.
Überblick über Neusilberpulver
Neusilberpulver besteht aus einer Kupfer-Nickel-Zink-Legierung mit unterschiedlichen Anteilen der einzelnen Metalle. Die grundlegenden Materialspezifikationen sind:
Tabelle 1: Zusammensetzung des Neusilberpulvers
Komponente | Prozentualer Bereich |
---|---|
Kupfer (Cu) | 50-70% |
Nickel (Ni) | 10-30% |
Zink (Zn) | 5-20% |
Neusilber kann manchmal auch geringe Mengen an Blei oder Zinn enthalten. Den größten Anteil machen jedoch Kupfer und Zink aus.
Zu den wesentlichen Eigenschaften und Merkmalen von Neusilberpulver gehören:
Tabelle 2: Eigenschaften von Neusilberpulver
Eigentum | Beschreibung |
---|---|
Farbe | Silberweiß bis blassgelb |
Lüster | Glänzender Metallic-Glanz |
Schmelzpunkt | 1640-1750°F (893-955°C) |
Spezifische Schwerkraft | 8.3-8.8 |
Mohs-Härte | 3.5-4.5 |
Wärmeleitfähigkeit | 0,04-0,09 W/cm-K |
Neusilberpulver bietet hohe Verformbarkeit, Korrosionsbeständigkeit, mechanische Festigkeit und Härte sowie antimikrobielle Eigenschaften. Es kann leicht mit anderen Metallpulvern als Legierungszusatz gemischt werden.
Tabelle 3: Vorteile von Neusilberpulver
- Duktil und verformbar
- Hohe Schlagzähigkeit
- Gute Korrosionsbeständigkeit
- Antimikrobielle Eigenschaften
- Anlaufgeschützte Oberfläche
- Ausgezeichnete Polierbarkeit
- Kann mit Metallen wie Gold, Silber usw. beschichtet werden.
- Leicht mit anderen Pulvern zu legieren
Tabelle 4: Beschränkungen von Neusilberpulver
- Teuer im Vergleich zu Messing oder Bronze
- Geringere elektrische Leitfähigkeit als Kupfer
- Anfällig für Entzinkungskorrosion, wenn der Zinkgehalt zu hoch ist
Neusilberpulver ist in verschiedenen Größen, Formen und Formulierungen erhältlich und eignet sich für unterschiedliche Herstellungsverfahren und Anwendungen in verschiedenen Branchen.
Arten von Neusilberpulver
Es gibt mehrere Standardklassifizierungen und -spezifikationen für Neusilberpulver, die sich auf die Zusammensetzung, die Partikelgröße, die Morphologie, das Herstellungsverfahren usw. stützen.
Tabelle 5: Arten von Neusilberpulver
Typ | Beschreibung |
---|---|
Nach Zusammensetzung | CuNi18Zn20, CuNi12Zn24 usw. auf der Grundlage des Prozentsatzes der Metalle |
Nach Partikelform | kugelförmig, unregelmäßig, abgeflacht, dendritisch und mehr |
Nach Größe | Bereich von 1 Mikron bis zu 100 Mikrometern |
Nach Produktionsverfahren | Zerstäubt, Carbonyl, elektrolytisch, kugelförmig usw. |
Nach Zusatzstoffen | Mit Schmiermitteln, Fließmitteln, Antioxidantien usw. |
Form der Partikel: Kugelförmige und nahezu kugelförmige Pulver haben die besten Sintereigenschaften und die beste Dichte im Endprodukt. Unregelmäßige, abgeflachte und dendritische Partikel bieten eine höhere Grünfestigkeit.
Partikelgröße: Feiner zerstäubte Pulver von 1-20 Mikron fließen leicht und sintern schneller. Gröbere Pulver über 150 Mikrometer haben eine höhere Grünfestigkeit. Auch ultrafeines Neusilber-Nanopulver wird hergestellt.
Herstellungsmethode: Zu den gängigen Herstellungsverfahren gehören Gaszerstäubung, Elektrolyse, Carbonylzersetzung usw., die sich auf die Form und Größenverteilung der Partikel auswirken.
Zusatzstoffe: Geringe Mengen an Graphit, Stearaten usw. werden hinzugefügt, um den Pulverfluss und die Schmierung während der Verdichtung zu verbessern.
Die spezifische Neusilberpulverspezifikation muss auf der Grundlage des Herstellungsverfahrens und der Anwendungsanforderungen an Festigkeit, Präzision, Oberflächengüte usw. ausgewählt werden.
Produktionsmethoden für Neusilber-Pulver
Zu den wichtigsten Herstellungsverfahren für Neusilberlegierungspulver gehören:
Tabelle 6: Nickel-Silber-Pulver Produktionsmethoden
Methode | Beschreibung | Merkmale |
---|---|---|
Gaszerstäubung | Strom aus geschmolzenem Metall, der durch Hochdruckgasstrahlen in feine Tröpfchen zerstäubt wird | Sphärische Partikel, guter Fluss und gute Packung, sauberere Legierung |
Wasserzerstäubung | Durch Hochgeschwindigkeits-Wasserstrahl in Tröpfchen zerteilter Schmelzestrom | Unregelmäßige Formen, breitere Größenverteilung |
Elektrolyse | Wässriges elektrolytisches Verfahren mit Metallanoden | Dendritische Form, sehr feine Partikel |
Carbonyl | Thermische Zersetzung von Metallcarbonyl-Dampf | Sphärisches, ultrafeines Pulver von 1-5 Mikron |
Bei der Gaszerstäubung mit Inertgas entsteht das kugelförmigste Neusilberpulver, das sich für additive Fertigungsanwendungen eignet. Wasserzerstäubte und elektrolytische Pulver haben unregelmäßigere Formen, kosten aber weniger.
Anwendungen von Neusilberpulver
Pulver aus Neusilberlegierungen verfügen über hervorragende mechanische Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit, die sie für verschiedene Anwendungsbereiche geeignet machen:
Tabelle 7: Anwendungen von Neusilberpulver
Industrie | Anmeldung | Gründe für die Verwendung |
---|---|---|
Pulvermetallurgie | Autoteile, Haushaltswaren, Eisenwaren | Ausgezeichnete Festigkeit, Duktilität und Verschleißfestigkeit |
Additive Fertigung | 3D-Druck von industriellen, medizinischen und Konsumgütern | Gute Maßhaltigkeit, feine Details |
Hartlöten | Fügen von rostfreiem Stahl, Kupfer, Keramik, Karbiden | Passende Expansionskoeffizienten |
Reibende Materialien | Bremsbeläge, Kupplungsscheiben | Hohe Temperaturstabilität |
Elektronik | Leitfähige Klebstoffe, Beschichtungen, Pasten | Hohe elektrische Leitfähigkeit |
Kosmetika | Nagellack, Lippenstift, Lidschatten | Glatter Auftrag, Haftung, Glanz |
Pulvermetallurgie (PM) ist der größte Anwendungsbereich, der Motor- und Getriebeteile für Kraftfahrzeuge, Hardware, Zahnräder, Magnete usw. umfasst. Neusilberpulver wird aufgrund seiner hervorragenden mechanischen Eigenschaften mittels PM-Technologie verdichtet und gesintert.
Additive Fertigung verwendet Neusilberpulver in den 3D-Druckverfahren Laser Powder Bed Fusion, Binder Jetting und Metallextrusion für Prototypen, Werkzeuge und Endverbrauchsteile in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Medizin, Zahnmedizin, Schmuck usw.
Hartlöten und Löten Pasten verwenden Neusilberpulver zum Verbinden von rostfreien Stählen, Bronzen, Messing, Schneidwerkzeugen aus Wolframkarbid und keramischen Komponenten.
Lieferanten und Preise von Neusilberpulver
Pulver aus Neusilberlegierungen werden von verschiedenen Spezialmetallpulverherstellern, -vertreibern und -händlern in aller Welt verkauft. Die Preise hängen von der genauen Zusammensetzung, der Partikelgrößenverteilung, der Form, der Losgröße und der Produktreinheit ab.
Tabelle 8: Neusilber-Pulver Lieferanten
Anbieter | Markennamen | Standort |
---|---|---|
Sandvik | Fischadler, Hoganas | Europa, Nord- und Südamerika |
Rio Tinto | QMP | Kanada, USA |
Kymera International | Makin | USA, Singapur |
SCM Metall | Feran | Italien |
Amerikanische Elemente | AE | US |
Ungefähre Preisspannen:
- Carbonylnickel-Silberpulver: $50-100 pro kg
- Zerstäubtes Neusilberpulver: $20-60 pro kg
- Elektrolytisches Neusilberpulver: $10-30 pro kg
Hochreine Qualitäten (>99,9%) kosten 20-50% mehr als Pulver in Industriequalität (92-98% Reinheit).
Tabelle 9: Preisspanne von Neusilberpulvern
Typ | Reinheit | Partikelgröße | Preisspanne |
---|---|---|---|
Carbonyl-Pulver | 99.9% | 1-7 Mikrometer | $50-110 pro kg |
Gasverdüstes Pulver | 98%+ | 15-45 Mikrometer | $25-75 pro kg |
Unregelmäßiges Pulver | 96-98% | 75-250 Mikrometer | $15-35 pro kg |
Die Preise hängen auch von Mengenrabatten der Händler ab und ändern sich je nach den Rohstoffkosten.
Wie man das richtige Neusilberpulver auswählt
Bei der Auswahl der optimalen Neusilberpulverspezifikation müssen Zusammensetzung, Partikelgröße und -form, Verunreinigungsgrad, Herstellungsverfahren, Kosten und Verfügbarkeit auf der Grundlage der Kompatibilität des Produktionsprozesses und der Anforderungen der Endanwendung in Bezug auf Festigkeit, Verschleißfestigkeit, Leitfähigkeit usw. abgewogen werden.
Tabelle 10: Neusilber-Pulver Auswahlrichtlinien
Parameter | Empfehlungen |
---|---|
Zusammensetzung der Legierung | Wählen Sie aus Kostengründen CuNi10Zn15, aus Gründen der Festigkeit und Härte CuNi18Zn20 oder Sonderlegierungen. Reduzieren Sie Zn (<15%), um Entzinkungsprobleme zu minimieren. |
Partikelgröße | Feinere Körnung von 1-20 Mikron für schnellere Sinterung, über 150 Mikron für höhere Grünfestigkeit. Multimodale Verteilungen verbessern die Dichte. |
Partikelform | Bevorzugen Sie eine kugelförmige Form (durch Gaszerstäubung) für beste Fließfähigkeit und Verdichtung. Vermeiden Sie grobe Dendriten. |
Reinheit | Der Reinheitsgrad 99%+ wird für medizinische/zahnmedizinische Anwendungen benötigt, 96-98% eignet sich für industrielle Anwendungen, sofern die Eigenschaften dies zulassen. |
Herstellungsmethode | Gasverdüstes und Carbonylnickel |
Vergleichende Analyse von Nickel-Silber-Pulver
Pulver aus Neusilberlegierungen bieten eine einzigartige Kombination von Eigenschaften im Vergleich zu anderen Metallpulvern wie Kupfer, Bronze, Messing und rostfreiem Stahl.
Tabelle 11: Vergleich von Metallpulvern mit Neusilberpulver
Parameter | Neusilber | Kupfer | Messing | Bronze | 316L-Edelstahl |
---|---|---|---|---|---|
Zusammensetzung | Cu, Ni, Zn | Cu | Cu, Zn | Cu, Sn, Zn | Fe, Cr, Ni, Mo |
Farbe | Silber-weiß | Kupfer | Gold zu Rot | Gold zu Rot | Graumetallic |
Dichte | 8,7 g/cc | 8,9 g/cc | 8,5 g/cc | 8,8 g/cc | 8 g/cc |
Stärke | Ausgezeichnet | Gut | Gut | Ausgezeichnet | Höher |
Härte | Mittel | Weich | Mittel | Mittel | Sehr hoch |
Korrosionsbeständigkeit | Hoch | Mittel | Mittel | Mittel | Höchste |
Wärmeleitfähigkeit | 25% IACS | 100% IACS | 28% IACS | 60% IACS | 16% IACS |
Elektrische Leitfähigkeit | 10-15% IACS | 100% IACS | 28% IACS | 15-20% IACS | 1.5% IACS |
Kosten | Hoch | Niedrig | Niedrig | Mittel | Hoch |
Nachbearbeitung | Einfach | Schwieriger | Mittel | Mittel | Am schwierigsten |
Stärke: Neusilberpulver ist fast so fest wie Bronze, aber duktiler. Die Festigkeit kann durch geeignete Zusammensetzungen optimiert werden.
Korrosionsbeständigkeit: Neusilberlegierungen widerstehen der Korrosion durch Wasser, Feuchtigkeit, Säuren usw. besser als Messing- oder Kupferpulver. Die beste Korrosionsbeständigkeit hat jedoch Edelstahlpulver.
Leitfähigkeit: Kupferpulver hat die höchste thermische und elektrische Leitfähigkeit, gefolgt von Messing, Bronze und Neusilber in absteigender Reihenfolge. Pulver aus rostfreiem Stahl ist nicht leitfähig.
Verarbeitbarkeit und Finish: Neusilberpulver lässt sich leicht bearbeiten, polieren, löten und schweißen, um glatte, glänzende Oberflächen zu erzielen, die mit Silber vergleichbar sind. Pulver aus nichtrostendem Stahl ist am schwierigsten zu bearbeiten.
Ganz gleich, ob die Anwendung Festigkeit, Korrosionsschutz, Wärme-/Elektrizitätsübertragung, Ästhetik oder Erschwinglichkeit erfordert - Neusilberpulver erfüllt mehrere Kriterien und eignet sich daher für alle Branchen, von der Automobilindustrie bis zu medizinischen Instrumenten.
Standards und Zertifizierungen für Neusilber-Pulver
Zu den wichtigsten Normen, die für die verschiedenen Arten und Körnungen von Neusilberpulver gelten, gehören:
Tabelle 12: Normen für Neusilberpulver
Standard | Beschreibung |
---|---|
ASTM B833 | Spezifikation für Neusilberpulver-Zusammensetzungen, Prüfverfahren |
ISO 4490 | Bestimmung der Partikelgrößenverteilung durch analytische Siebung |
ISO 24801 | Gaszerstäubung von Metallpulvern - Klassifizierung und technische Lieferbedingungen |
ASTM B215 | Standardverfahren zur Bestimmung der tatsächlichen Dichte von Metallpulver |
ISO 14239 | Bestimmung der Fließfähigkeit mit Hilfe eines Vibrationsförderers |
Seriöse, weltweit tätige Hersteller und Lieferanten von Neusilberpulver verfügen über Qualitätsmanagement-Zertifizierungen wie ISO 9001, ISO 14001, AS9100D, OHSAS 18001 und ISO 45001, um die Konsistenz der chemischen Zusammensetzung, die Partikeleigenschaften, die Einheitlichkeit der einzelnen Chargen und die Einhaltung von Sicherheits- und Umweltnormen zu gewährleisten.
Anwendungsspezifische Zertifizierungen können von den Kunden auch für Anwendungen in den Bereichen Medizin, Luft- und Raumfahrt, Automobil und Elektronik verlangt werden, je nach regionalen Vorschriften.
Sicherheitsmaßnahmen beim Umgang mit Neusilberpulver
Wie bei jedem feinkörnigen Metallpulver müssen bei der Handhabung, Beförderung, Lagerung und Verarbeitung von Neusilberpulver bestimmte Gesundheits- und Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden:
- Schutzkleidung tragen - Masken, Brillen, Filter, Handschuhe -, um das Einatmen und den Hautkontakt zu minimieren
- Verwenden Sie funkenbeständige Werkzeuge, um eine Entzündung in reinen Sauerstoffumgebungen zu verhindern.
- Sorgen Sie für eine angemessene Belüftung und eine Staubabsaugung am Ort der Verwendung.
- Von Hitze, Funken und Flammen fernhalten, da Pulverstäube brennbar sein können
- Nach der Arbeit mit Pulvern gründlich waschen
- Befolgen Sie die örtlichen Umweltvorschriften für die Abfallentsorgung
Verpackung und Transport: Nickellegierungspulver werden in inertgasgespülten Flaschen, Dosen, Fässern usw. oder in feuchtigkeitsabsorbierenden Beuteln verpackt, da sie mit der Zeit oxidieren und sich zersetzen können. Die gesetzliche Einstufung hängt von der Zusammensetzung, der Partikelgrößenverteilung und der Schüttdichte ab.
Lagerung: Halten Sie die Pulverbehälter fest verschlossen und lagern Sie sie ordnungsgemäß durch geschultes Personal. Vermeiden Sie, dass die Bestände zu alt werden oder sich Partikel ablagern.
Die Befolgung der Richtlinien des Sicherheitsdatenblatts (SDS) und das Vorhandensein von Notfallmaßnahmen für den Fall des Verschüttens, der Brandgefahr und von Unfällen tragen dazu bei, die damit verbundenen Gesundheits- und Umweltrisiken bei der Lagerung von Dutzenden oder Hunderten von Kilogramm Neusilberpulver zu verringern.
FAQs
Q. Enthält Neusilberpulver überhaupt Silber?
A. Nein. Trotz seines Namens enthält Neusilber oder Neusilber kein elementares Silber. Sein silbernes Aussehen erhält es durch einen hohen Kupferanteil, der mit Nickel und Zink legiert ist.
Q. Ist Neusilberpulver dasselbe wie Messingpulver?
A. Nein. Messingpulver ist eine Kupfer-Zink-Legierung, während Neusilberpulver neben Kupfer und Zink auch 10-30% Nickel enthält. Das Nickel verleiht ihm im Vergleich zu Messing eine bessere Korrosionsbeständigkeit.
Q. Warum ist Neusilber stark und gehärtet?
A. Nickel bildet eine Mischkristalllegierung mit Kupfer, indem es einige seiner Atome in der kristallinen Gitterstruktur ersetzt. Diese Verzerrung auf atomarer Ebene führt zu Verstärkungs- und Härtungseffekten, die Neusilber stärker machen als reines Kupfer.
Q. Oxidiert oder korrodiert Neusilberpulver?
A. Ja, es kann mit der Zeit an der Luft langsam oxidieren und eine schützende Oxidschicht auf der Oberfläche bilden, ähnlich wie bei der Oxidation von Kupfer. Saure Umgebungen können Korrosionsangriffe hervorrufen, indem sie Metalle bevorzugt auflösen. Eine ordnungsgemäße Lagerung unter Schutzgas und unter Kontrolle der Luftfeuchtigkeit verhindert die Oxidation.
Q. Kann Neusilberpulver in 3D gedruckt werden?
A. Ja. Pulver aus Neusilberlegierungen mit kontrollierter Partikelgröße und kugelförmiger Morphologie eignen sich hervorragend für den 3D-Druck mittels Binder Jetting, Laser Powder Bed Fusion und Fused Deposition Modeling Technologien. Teile mit feinen Details und dünnen Wänden können leicht hergestellt werden.
Q. Sind Neusilberpulver antimikrobiell?
A. Ja. Wissenschaftliche Studien haben gezeigt, dass 99,9% Bakterien reduziert werden, wenn Neusilberpulver in Kunststoffe oder Beschichtungen eingearbeitet wird. Die oligodynamische Wirkung seines hohen Kupfergehalts verleiht ihm wirksame antimikrobielle Eigenschaften gegen ein breites Spektrum von Mikroben.
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