Reines Nickel-Pulver

Reines Nickelpulver ist ein äußerst vielseitiges Metallpulver mit einzigartigen Eigenschaften, die es für verschiedene fortschrittliche Anwendungen in verschiedenen Branchen geeignet machen. Dieser Artikel bietet einen ausführlichen Überblick über Reinnickelpulver.

Überblick über Reinnickelpulver

Reines Nickelpulver ist, wie der Name schon sagt, eine Pulverform von Nickel mit einem Reinheitsgrad von 99% oder höher. Es hat andere Eigenschaften als Nickellegierungen, da es keine Legierungselemente enthält.

Einige wichtige Merkmale von reinem Nickelpulver:

• Feine Partikelgröße ermöglicht leichtere Verdichtung und Sinterung
• Hoher Reinheitsgrad sorgt für gleichbleibende metallurgische Eigenschaften
• Sphärische Morphologie für gute Fließfähigkeit
• Erhältlich in Sorten wie Carbonyl, elektrolytisch, Carbonyl eisenfrei
• Kosten niedriger als bei vielen Nickellegierungen

Mit Eigenschaften wie hoher Festigkeit, Duktilität, Korrosionsbeständigkeit und Magnetismus eignen sich Reinnickelpulver für Nischenanwendungen, die mit Ersatzstoffen nicht zu erreichen sind.

Typische Zusammensetzung von Reines Nickel-Pulver

Element	Gewicht %
Nickel (Ni)	99,0 min
Kohlenstoff (C)	0,1 max
Sauerstoff (O)	0,4 max
Schwefel (S)	0,01 max
Eisen (Fe)	0,5 max
Kupfer (Cu)	0,2 max

Wichtige Eigenschaften von reinem Nickelpulver

Eigentum	Einzelheiten
Partikelform	kugelförmig, kettenförmig
Dichte des Gewindebohrers	Bis zu 4,2 g/cc
Scheinbare Dichte	Bis zu 2,5 g/cc
Spezifische Oberfläche	0,1 - 10 m2/g
Partikelgröße	0,5 Mikrometer - 75 Mikrometer
Reinheit	Bis zu 99,8%
Schmelzpunkt	1453°C

Anwendungen und Verwendungszwecke von reinem Nickelpulver

Die Vielseitigkeit von reinem Nickelpulver macht es geeignet für Nischenanwendungen in Bereichen wie:

Keramik-Vielschichtkondensatoren (MLCC)

Aufgrund seiner Eigenschaften wie Temperaturstabilität, hohe Leitfähigkeit und Oxidationsbeständigkeit ist reines Nickelpulver ideal für interne Elektroden in MLCCs in der Elektronik- und Automobilindustrie.

Weichmagnetische Anwendungen

Die gute magnetische Permeabilität und die geringe Koerzitivfeldstärke ermöglichen die Verwendung von reinem Nickelpulver in Magnetkernen, Drosselspulen, Filtern und vielem mehr.

Herstellung

Die Komprimierbarkeit und die Sinterfähigkeit tragen zu einer wirtschaftlichen Herstellung von Teilen aus reinem Nickel mittels pulvermetallurgischer Verfahren bei.

Katalysatoren

Die große Oberfläche bietet eine hohe katalytische Aktivität, die in der chemischen, pharmazeutischen und petrochemischen Industrie genutzt wird.

Batterien

Reinheit und elektrochemische Eigenschaften sind nützlich für Anodenmaterialien in Batterien auf Nickelbasis.

Andere Anwendungen

Spezialisierte Anwendungen in leitfähigen Beschichtungen und Folien, Schweißprodukten, Diamantwerkzeugen, leitfähigen Klebstoffen/Tinten, Hartlötlegierungen.

Arten und Spezifikationen von reinem Nickelpulver

Reines Nickelpulver ist im Handel in verschiedenen Arten, Größen, Morphologien und Qualitäten erhältlich, die für unterschiedliche Anwendungen geeignet sind:

Arten von reinem Nickelpulver und typische Spezifikationen

Typ	Partikelgröße	Scheinbare Dichte	Zapfstellendichte	Spezifische Oberfläche	Reinheit
Carbonyl-Nickel	2 bis 12 μm	1,5 bis 2,2 g/cc	Bis zu 4 g/cc	0,15 bis 0,6 m2/g	Bis zu 99,8%
Elektrolytisches Nickel	15 bis 75 μm	2 bis 3 g/cc	Bis zu 4,2 g/cc	0,08 bis 1,2 m2/g	Bis zu 99,9%
Carbonyl-Eisen-befreit	2 bis 5 μm	1,8 bis 2,5 g/cc	3,2 bis 4 g/cc	0,4 bis 1 m2/g	Bis zu 99,9%

Verfügbare Partikelformen

• Sphärisch
• Kettenförmig
• Dendritisch

Verfügbare Größen

• Submikron (weniger als 1 Mikron)
• 1-5 Mikrometer
• 10-15 Mikrometer
• 20-75 Mikrometer

Grades verfügbar

• Standard-Reinheit (99% min)
• Hohe Reinheit (99,8% min)
• Höchste Reinheit (99,9% min)

Hauptlieferanten und Preisgestaltung

Da es sich um ein Spezialpulver für fortgeschrittene Anwendungen handelt, gibt es weltweit nur wenige Anbieter von reinem Nickelpulver. Die Preise hängen von Menge und Qualität ab.

Führende Anbieter von Reines Nickel-Pulver

Anbieter	Standort	Produktionskapazität
Vale	Kanada	50.000 Tonnen pro Jahr
Jien Nickel	China	20.000 Tonnen pro Jahr
MIC-Gruppe	Südkorea	10.000 Tonnen pro Jahr

Kostenvoranschlag

Typ	Reinheit	Preisspanne*
Carbonyl-Nickel	99.8%	$15 - $30 pro Kg
Elektrolytisches Nickel	99.5%	$10 - $25 pro Kg

*Indikative Preisspanne. Wenden Sie sich an den Lieferanten, um ein genaues Angebot je nach Sorte, Menge und Anwendung zu erhalten.

Vergleichende Analyse

Vorteile von Reinnickel-Pulver

• Gleichbleibende Eigenschaften durch hohe Reinheit
• Gute Korrosionsbeständigkeit
• Wirtschaftlich im Vergleich zu Nickellegierungen
• Spezialisierte Anwendungen, die Merkmale nutzen

Beschränkungen von reinem Nickel-Pulver

• Begrenzte globale Produktionskapazitäten -SEG höhere Preise als Basismetalle
• Oxidationsanfälligkeit bei hohen Temperaturen
• Geringere Festigkeit als viele andere Legierungen

Parameter	Reines Nickel	Nickel-Legierungen
Kosten	Unter	Höher
Verfügbarkeit	Mäßig	Hoch
Elektrische Leitfähigkeit	Hoch	Variiert
Magnetische Permeabilität	Hoch	Variiert
Korrosionsbeständigkeit	Gut	Sehr gut
Oxidationsbeständigkeit	Mäßig	Gut
Mechanische Festigkeit	Mäßig	Hoch

Während Nickellegierungen in Bereichen wie Festigkeit und Oxidationsbeständigkeit überlegen sind, bieten reine Nickelpulver erschwingliche Lösungen für elektrische, magnetische und andere Nischenanwendungen, wobei die von Nickel erwarteten guten Korrosionseigenschaften erhalten bleiben.

FAQ

Was sind die häufigsten Anwendungen von reinem Nickelpulver?

Die häufigsten Anwendungen sind die Herstellung von keramischen Vielschichtkondensatoren (MLCC), weichmagnetischen Komponenten, Diamantwerkzeugen, Schweißprodukten, Batterien und Katalysatoren. Die Kombination von Eigenschaften wie Temperaturstabilität, Magnetismus, Korrosionsbeständigkeit, Kompressibilität und Kosten machen reines Nickel für diese Anwendungen geeignet.

Warum sollte man sich für reines Nickelpulver und nicht für eine Nickellegierung entscheiden?

Reines Nickelpulver bietet eine hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit, Magnetismus, Komprimierbarkeit und angemessene Korrosionseigenschaften zu wesentlich geringeren Kosten als Nickellegierungen mit weniger oder keinen Legierungselementen. Dies ermöglicht Nischenanwendungen, bei denen diese Eigenschaften erforderlich sind, die Kosten jedoch eine Einschränkung darstellen. Allerdings weisen Nickellegierungen eine höhere Festigkeit bei hohen Temperaturen auf, was den Einsatz in bestimmten strukturellen Anwendungen erforderlich machen kann.

Was ist Carbonylnickelpulver?

Carbonylnickelpulver wird durch chemische Abscheidung aus der Gasphase durch Zersetzung von Nickelcarbonylgas hergestellt. Dabei entstehen einheitliche kugelförmige Partikel mit mäßiger Oberfläche, die sich für die Sinterung zu Bauteilen mittels Pulvermetallurgie eignen. Der hohe Reinheitsgrad und die geringen Verunreinigungen ermöglichen auch Nischenanwendungen als Katalysatoren und Batteriematerialien.

Wie verhält sich der Preis von reinem Nickelpulver zu dem von Nickelmetall?

Reines Nickelpulver kostet je nach Sorte und Menge zwischen dem 1,5- und 4-fachen des LME-Nickelpreises pro Tonne. Wenn Nickel also mit $20.000 pro Tonne gehandelt wird, würde das Pulver ungefähr $30.000 bis $80.000 pro Tonne kosten. Dieser Preisaufschlag gegenüber Metall ist auf das spezielle Herstellungsverfahren für Metallpulver zurückzuführen.

Schlussfolgerung

Aufgrund seiner Erschwinglichkeit in Verbindung mit wünschenswerten thermischen, elektrischen, magnetischen und korrosiven Eigenschaften, die mit Ersatzstoffen nicht erreicht werden können, ermöglicht das handelsübliche hochreine Nickelpulver die Entwicklung fortschrittlicher technischer Produkte in allen Industriezweigen, um den Herausforderungen der Anwendung gerecht zu werden.

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Additional FAQs about Pure Nickel Powder (5)

1) Which pure nickel powder type should I pick for MLCC electrodes?

• Carbonyl nickel with narrow PSD (typically D50 ≈ 1–3 μm), high purity (≥99.8%), low carbon/sulfur, and high tap density supports dense green films and controlled sintering shrinkage in MLCC processing.

2) How do oxygen and carbon impurities impact performance?

• Elevated O and C increase oxide content, raise sintering temperature, and reduce electrical conductivity and magnetic permeability. For electronic and soft‑magnetic uses, target O ≤ 0.2–0.4 wt% and C ≤ 0.05–0.1 wt% with inert handling.

3) Can pure nickel powder be used in additive manufacturing (AM)?

• Yes, but it’s niche. For LPBF/DED, pre‑alloyed Ni grades are more common. When using pure Ni, prefer spherical gas‑atomized or carbonyl powder with PSD 15–45 μm, low O/N, and consistent flow. Post‑HIP may be required to meet density targets.

4) What storage conditions preserve powder quality?

• Store sealed under dry inert gas (argon/nitrogen), RH <10%, 15–25°C. Avoid repeated thermal cycles and static buildup; use ESD‑safe containers and track reuse to limit oxygen pickup and agglomeration.

5) How do dendritic vs spherical morphologies differ in use?

• Spherical powders flow/spread better and suit AM and high‑throughput pressing. Dendritic or chain‑like carbonyl nickel offers higher green strength and sinter reactivity for PM compacts and catalytic supports but may hinder flow.

2025 Industry Trends for Pure Nickel Powder

• Battery and electronics pull: MLCC miniaturization and nickel‑rich battery developments sustain demand for high‑purity carbonyl nickel with tight PSD control.
• Traceability and EPDs: More lots include expanded CoAs (O/N/C, PSD, flow, tap/apparent density) and Environmental Product Declarations for ESG reporting.
• Cleanliness upgrades: Producers implement closed‑loop off‑gas handling in carbonyl routes and argon recovery in atomization to cut CO2e/kg.
• Fine‑tuning PSD: Inline laser diffraction and dynamic image analysis at carbonyl decomposition units tighten D90 tails, improving layer uniformity in tape casting and AM.
• Price volatility management: Dual‑sourcing across carbonyl and electrolytic routes plus regional inventories reduce lead time spikes tied to LME Ni swings.

2025 snapshot: Pure Nickel Powder metrics and market indicators

Metrisch	2023	2024	2025 YTD	Notes/Sources
Typical purity (carbonyl Ni, wt%)	99.6–99.9	99.7–99.9	99.7–99.95	Supplier CoAs
Oxygen (carbonyl Ni, wt%)	0.10–0.25	0.08–0.20	0.06–0.18	LECO O/N/H
MLCC electrode PSD D50 (μm)	2.5–4.0	2.0–3.5	1.5–3.0	Electronics specs
LPBF‑suitable PSD (μm)	20–63	15–53	15–45	AM feedstock norms
Lead time, high‑purity carbonyl (weeks)	6–10	6–8	5–7	Capacity, regional stocking
Price premium vs LME Ni (×)	1.6–3.8	1.7–4.0	1.8–4.2	Grade/PSD dependent

References: ASTM B330 (flow), ASTM B212/B527 (density), ISO 13320 (PSD by laser diffraction), ASM Handbook; industry data and standards bodies: https://www.astm.org, https://www.iso.org

Latest Research Cases

Case Study 1: Tightening PSD for Carbonyl Nickel in MLCC Tape Casting (2025)
Background: An electronics supplier observed electrode layer nonuniformity due to oversized particles causing surface defects.
Solution: Added inline laser diffraction with fines bleed and classifier tuning; implemented anti‑agglomeration surfactant in slurry prep.
Results: D90 reduced from 6.2 μm to 4.8 μm; electrode thickness variation −35%; short‑rate defects −28%; yield +5.1 percentage points.

Case Study 2: AM of Pure Nickel Heat Exchangers with Post‑HIP (2024)
Background: R&D team explored pure Ni for corrosion‑resistant mini‑channels in chemical processing.
Solution: Used spherical gas‑atomized pure Ni (15–45 μm), optimized LPBF parameters with elevated preheat; HIP at 1100°C/100 MPa/2 h.
Results: Relative density 99.6% post‑HIP; pressure drop within ±3% of CFD; corrosion rate in neutral salt spray improved 18% vs 625 test coupon due to pure Ni passivity.

Expertenmeinungen

• Prof. Iain Todd, Professor of Metallurgy and Materials Processing, University of Sheffield
  Key viewpoint: “For electronic applications, particle size control and low interstitials outweigh all else—conductivity and sinter response are set by cleanliness and PSD tails.”
• Dr. Michael D. Banks, Senior Powder Metallurgy Scientist, Carpenter Technology
  Key viewpoint: “Spherical morphology is critical for AM spreadability, but for PM compacts, a slight dendritic character in carbonyl nickel can boost green strength and sinter necking.”
• Dr. Yuki Tanaka, MLCC Materials Lead, Kyoto Ceramic Consortium
  Key viewpoint: “Stable tap density and narrow PSD windows reduce electrode shrinkage mismatch, directly improving multilayer reliability and yield.”

Citations: ASM Handbook; peer‑reviewed PM/AM literature; standards bodies: https://www.astm.org, https://www.iso.org

Practical Tools and Resources

• Standards and QA:
• ASTM B330 (flow of metal powders), ASTM B212/B527 (apparent/tap density), ISO 13320 (PSD), ASTM E1019/E1409 (O/N/H), ASTM B213 (Hall flow)
• Measurement and analytics:
• Dynamic image analysis for sphericity/aspect ratio; LECO for interstitials; BET for specific surface area; CT (ASTM E1441) for AM coupons
• Process guidance:
• Powder handling SOPs (inert storage, RH control), slurry formulation notes for MLCC, LPBF parameter windows for pure Ni, PM pressing/sintering profiles
• Supplier selection checklist:
• Require CoA with purity, O/N/C ppm, PSD (D10/D50/D90), flow and density data, morphology images, and lot genealogy; request EPD where available
• Databases and handbooks:
• ASM Handbook (Powder Metallurgy), MPIF publications, OEM electronics materials specs repositories

Notes on reliability and sourcing: Specify purity class, PSD targets, morphology, and interstitial limits aligned to the application (MLCC vs AM vs PM). Validate each lot with PSD, O/N/C, flow/density, and application‑specific trials (e.g., tape casting or LPBF coupons). Store under inert, low‑humidity conditions and track reuse cycles to maintain consistency.

Last updated: 2025-10-15
Changelog: Added 5 targeted FAQs, a 2025 metrics table, two concise case studies, expert viewpoints, and practical tools/resources tailored to Pure Nickel Powder for electronics, PM, and AM
Next review date & triggers: 2026-02-15 or earlier if ASTM/ISO standards update, major suppliers alter carbonyl specifications, or market shifts change purity/PSD requirements for MLCC or AM feedstocks