純アルミニウムパウダー

純アルミニウムパウダーの概要

純アルミニウム粉末とは、他の合金元素を添加せずにアルミニウムのみから製造されたアルミニウム粉末を指します。低密度、高い熱伝導性と電気伝導性、延性、優れた耐食性、反射率を示します。

純アルミニウム粉末の主な特徴は以下の通り：

• 純度99%+の非合金アルミニウム
• 酸素との親和性が高く、反応性が高い。
• 低融点で優れた熱伝導性
• 密度が約2.7g/ccと軽量
• 変形加工に適した柔らかさと延性
• 様々な粒子サイズと形態で入手可能

純アルミニウム粉末は、保護塗料、火工品、燃料添加剤、3Dプリンティング、その他純アルミニウムの特性を必要とする用途に使用される。

この記事では、純アルミニウム粉末の特性、製造方法、用途、仕様などを包括的に紹介している。

純アルミニウム粉末の組成

純アルミニウム粉末の典型的な組成は以下の通りである：

粉末は、他の合金元素を添加せず、99%以上のアルミニウムを含有する非合金アルミニウムである。一般的な不純物元素の上限は規定されています。

純アルミニウム粉末の特性

純アルミニウム粉末は以下の特性を示す：

アルミニウム粉末は密度が低く柔らかいため、取り扱いが容易で様々な用途に加工できる。熱伝導性と電気伝導性に優れている。耐酸化性は低く、保管中や使用中に酸化から粉末を保護する必要がある。

純アルミニウム粉末の製造方法

純アルミニウム粉末を作るには、さまざまな製造工程がある：

• 霧化 - 溶融アルミニウムは、ガスまたは水の噴射によって液滴に分解され、固化して粉末になる。ガスアトマイズされた粉末は球状の形態を持つ。
• 電解 - アルミニウムはアルミナ電解液から粉末状で析出する。粉末はスポンジ状で不規則な形をしている。
• ミーリング - アルミニウムフレークのボールミリングは、様々なサイズと形態のフレーク粉末を製造する。
• 化学的方法 - アルミニウム化合物の反応により、高純度のアルミニウム微粉末が得られる。

アトマイズは最も一般的な方法であるが、超微粒子やナノスケールのアルミニウム粉末には特殊な技術が用いられる。粉末の特性はプロセスパラメーターによって制御することができる。

純アルミニウム粉末の用途

純アルミニウム粉末は以下の用途に使用される：

• 保護コーティング - 鉄鋼表面の腐食防止を目的とした溶射皮膜。
• 花火技術 - 引火性が高いため、火工品用粉末燃料。
• 燃料添加剤 - 固体ロケット推進薬や火薬に添加し、エネルギー特性を向上させる。
• 3Dプリンティング - 選択的レーザー焼結、直接金属レーザー焼結（DMLS）積層造形プロセスで使用。
• 印刷インキ - 回路、RFIDタグ、その他の電子機器の印刷用導電性インキに使用される。
• 顔料 - 塗料、プラスチック、ゴム、その他のコーティング用のフレーク状および噴霧状パウダー。
• エレクトロニクス - 純アルミニウムのボンディングワイヤー、接点、導電性を必要とする回路。

溶接 - 溶接部品や補修用のアルミニウム粉末充填材として使用される。

純アルミニウムパウダーの仕様

純アルミニウム粉末は様々な仕様で入手可能である：

粒子径： 用途に応じて5～150ミクロン。AM用にはより微細なアトマイズパウダー、コーティング用にはより粗いグレード。

純粋さ： 鉄、シリコン、その他の元素の不純物限界に基づく純度99%から99.9%まで。

形態学： 粒子形状は球状、不規則、フレーク状がある。球状粉末は流動性が良い。

コーティング： 部分酸素不動態化、非被覆、オイル被覆の純アルミニウム粉末を提供。

成績だ： ASTM B209などの規格に準拠した商業用高純度グレード、超高純度グレード、テクニカルグレード。

表面積： パウダーは超微細ナノスケール（最大20m2/g）から粗粒まで調整可能。

純アルミニウムパウダーのグローバルサプライヤー

純アルミニウム粉末の主な世界的サプライヤーには以下のようなものがある：

これらの企業は、ガスアトマイズ、粉砕、さまざまな製造方法を用いて、さまざまな粒度範囲の純アルミニウム粉末を製造している。

純アルミニウムパウダーの価格

純アルミニウム粉末の価格は、価格によって異なる：

• 純度 - 高純度(99.9%)のパウダーは低純度(99-99.5%)よりもコストが高い。
• 粒子径 - より細かいアルミニウムパウダーはより高価
• 形態学 - 球状で滑らかなパウダーはコストが高い
• コーティング - 無塗装アルミパウダーの方が低コスト
• 数量 - 1トン以上のバルクは割引料金
• サプライヤー - 大手企業は生産量を増やし、コストを削減している。
• 地理 - 中国は欧米に比べて価格競争力がある

少量の場合、純アルミニウム粉末は1kgあたり$50-100の間であるのに対し、大量注文の場合は1kgあたり$10以下の価格となる。

アルミニウム粉末を取り扱う際の健康と安全

純アルミニウム粉は、いくつかの健康上および安全上の危険をもたらす：

• 微細なアルミニウム粉末は、空気中に浮遊すると非常に可燃性・爆発性が高い。粉塵爆発のリスクを軽減する必要がある。
• 酸化は材料の損失につながる危険性がある。不活性雰囲気での保管を推奨する。
• アルミニウム粉末は加熱したり、火花や発火源の近くで使用したりしないでください。
• 皮膚や目に触れると炎症を起こすことがある。個人用保護具を使用すること。
• 微細なアルミニウム粉末を吸入すると、呼吸器系に問題を起こすことがある。適切な換気と呼吸保護具を使用してください。
• アルミニウム粉末の廃棄と処分は、汚染を避けるために注意深く扱わなければならない。

アルミニウム粉末の検査と試験

品質基準を確保するため、純アルミニウム粉末は検査される：

• 化学組成 - 誘導結合プラズマ質量分析法と発光分光分析法を用いて組成と純度を確認。
• 粒子径 - 粒度分布の測定には、レーザー回折分析、ASTM B214規格に準拠したふるい分け試験を使用。
• 形態学 - 粉末粒子の形状と表面構造を調べるために走査型電子顕微鏡を使用。
• 流量 - ホールフローメーター漏斗を用いてASTM B213に従って測定した。球状粉末は優れた流動性を有する。
• 見かけ密度 - ASTM B212に従い、重量分析またはスコット式容積計を用いて測定。
• 比表面積 - 特にナノスケールの粉体について、単位質量あたりの表面積の測定に用いられるBETガス吸着法。

定期的なテストにより、アルミニウムパウダーの品質と性能の一貫性を保証します。

アトマイズ・アルミニウム粉末と焼結アルミニウム粉末の比較

アトマイズアルミニウム粉末と焼結アルミニウム粉末は、製造方法と特性が異なる：

アトマイズアルミニウム粉末は、より制御された特性を持ち、コーティング、AM、エレクトロニクスに好まれる。焼結アルミニウムは、純度が低くても超微粒子が要求される場合に使用されます。

よくあるご質問

Q: 純アルミニウム粉末は何に使われるのですか？

A: 純アルミニウム粉末は、保護塗料、火工品、燃料添加剤、3Dプリンティング、導電性インク、顔料、溶接用フィラー、その他非合金アルミニウムの特性を必要とする用途に使用されています。

Q: 噴霧アルミニウム粉と粉砕アルミニウム粉の違いは何ですか？

A: アルミニウム粉末は球状で粒度分布が制御されていますが、粉砕されたフレーク状粉末は不規則な形状で粒度分布が広いです。アトマイズ粉は流動性と充填密度が優れています。

Q: 超微粉アルミニウムはどのように製造されるのですか？

A: 爆発線法、蒸発乾固法、高エネルギーボール粉砕法などの特殊な製造方法により、粒径10ミクロン以下のアルミニウム粉末を製造することができます。

Q: アルミニウム粉末を取り扱う際には、どのような安全上の注意が必要ですか？

A: アルミニウム微粉末は非常に可燃性が高い。粉塵爆発のリスクを管理する必要がある。不活性ガス中での保管を推奨する。アルミニウム粉末を取り扱う際は、適切な接地、換気、PPEを使用してください。

Q: アルミニウム粉末の純度はどのように決まるのですか？

A: ICP-MSやOESのような分光分析は、元素組成を正確に定量するために使用されます。鉄やケイ素のような不純物元素を基準として、99%から99.9%までの純度レベルが規定されています。

Q: 電子機器用の純アルミニウム粉末はどこで購入できますか？

A: 電子機器に適した、粒径が制御され不純物の少ない高純度アルミニウム粉末は、Valimet、Toyal America、Makin Metal powders、ECKA Granulesなどのサプライヤーから購入できます。