ニッケルナノパウダー：特性、製造、応用

ニッケルナノパウダー ニッケルナノパウダーは、少なくとも 1 つの寸法が 1 ～ 100 ナノメートルの範囲にあるニッケル粒子の微粉末です。ナノパウダーは、サイズが小さく表面積が大きいため、通常のニッケルパウダーに比べて独特の特性を示します。この記事では、ニッケルナノパウダーの概要、その主な特性、製造方法、用途、サプライヤー、および規格について説明します。

ニッケルナノパウダーの概要

ニッケルナノパウダーは、粒子径が 100nm 未満のニッケル粒子で構成されています。ナノスケールのサイズのため、ニッケルナノ粒子は表面積と体積の比率が非常に高く、より大きなニッケル粒子に比べて化学反応性が高くなります。

ニッケルナノパウダーの主な特性は次のとおりです。

• 高純度
• 均一な粒度分布
• 高い比表面積
• 強化された磁気特性と触媒特性
• 複合材料として機能化可能
• 酸化物のない表面

製造中にサイズ、形態、組成、表面化学を制御することで、さまざまな用途に合わせてニッケルナノパウダーの特性をカスタマイズできます。

ニッケルナノパウダー 種類

タイプ	説明
ニッケルナノパウダー	純金属ニッケルナノ粒子
酸化ニッケルナノパウダー	酸化ニッケル（NiO）ナノ粒子
ニッケルコバルトナノパウダー	ニッケルとコバルトの合金
ニッケル銅ナノパウダー	ニッケルと銅の合金

ニッケルナノパウダーの組成

エレメント	純度範囲
ニッケル（Ni）	99%〜99.9%
カーボン（C）	< 1%
酸素 (O)	< 1%

物理的性質

プロパティ	説明
カラー	黒い粉
密度	25°Cで8.9 g/cc
融点	1455℃
沸点	2913℃
結晶構造	立方体（面心）

磁気特性

プロパティ	価値
飽和磁化	55エミュー/g
保磁力	100～400 Oe
キュリー温度	358℃

触媒特性

• 水素発生反応活性触媒（HER）
• 水素化、改質、分解などの反応を触媒します。
• 白金などの金属の助触媒として使用される

生産方法

サイズと形態を制御したニッケルナノパウダーを製造するには、いくつかの方法があります。

物理的方法

• ボールミル – ニッケル微粒子を機械的に粉砕してナノ粒子にする
• 不活性ガス凝縮 – 不活性雰囲気中でのニッケルの蒸発と凝縮

湿式化学法

• 化学物質削減 – 還元剤を使用したニッケル塩の還元
• 電気化学堆積 – ニッケルイオンの電解還元と析出
• ゾルゲル法 – 分子前駆体を使用してナノ粒子を形成する

その他の方法

• 熱分解 – 有機金属前駆体化合物の分解
• マイクロ波プラズマ合成 – ニッケルプラズマの蒸発と急速凝縮

ニッケルナノパウダー製造方法の比較

方法	スケーラビリティ	純度	粒度分布
ボールミル	高い	中程度	幅広い
不活性ガス凝縮	中程度	高い	狭い
化学物質削減	高い	高い	中程度
電気化学堆積	低い	高い	狭い
ゾルゲル法	低い	中程度	幅広い

アプリケーション

ニッケルナノパウダー 独自の磁気特性、触媒特性、機械特性により、以下の主要用途に使用されています。

産業用途

• ニッケル基超合金の製造
• 導電性コーティングおよびペーストの製造
• 電池用ニッケル電極の製造
• 水素製造および燃料電池反応用触媒
• カーボンナノチューブ成長のための触媒サポート
• ニッケル強化ポリマーナノ複合材料の製造
• 複雑な部品の金属射出成形
• ニッケルナノ流体を用いた溶接材料の接合
• 磁気データ記憶装置

エネルギー応用

• 水分解における酸素発生反応（OER）用電気触媒
• 燃料電池における酸素還元反応（ORR）のための電気触媒支持体
• リチウムイオン電池 – ニッケルを多く含むNMC正極、負極
• フレキシブルエレクトロニクスおよびPV用の印刷可能なインク
• ナノ流体を用いた集光型太陽光発電システム

バイオメディカル・アプリケーション

• 薬物送達媒体と治療薬
• MRI画像診断用造影剤
• 腫瘍治療のための温熱療法剤
• 医療機器用抗菌ナノフィルム
• ニッケルナノ粒子に基づくバイオセンサー

サプライヤーと価格

ニッケルナノパウダーは、多くの特殊化学会社やナノマテリアル製造会社によって販売されています。価格は、純度グレード、生産量、粒子特性、追加のカスタマイズによって異なります。

サプライヤー	説明	価格
米国研究 ナノ材料	99.9% 純粋、<50nm	$70/グラム
アメリカの要素	99.5% 純ニッケル、10-30nm	$100/g
ナノシェル	99.9% 純粋、30-60nm	$50/g
ホンウー・インターナショナル	98% 純粋、最小50g	$30/グラム
ナノグラフィ ナノテクノロジー	99.7% 純粋、分散	$500/kg

価格は、必要な数量と純度に基づいて、1 グラムあたり $50 から 1 キログラムあたり $500 の範囲です。純度 99.9% の研究グレードのナノパウダーは一般的に高価ですが、工業用途の大量注文には割引が適用されます。

基準と安全性

ニッケルナノパウダーの取り扱いには、他の乾燥ナノマテリアルと同様の標準安全プロトコルが必要です。主な標準は次のとおりです。

• ISO 21363:2007 – ナノパウダーサンプルの特性評価方法
• ASTM B822 – 小角X線散乱を用いた粒子サイズの標準試験方法
• ANSI Z399.1 – ナノマテリアルの安全な取り扱い手順

ニッケルナノ粒子は軽度から中程度の毒性を示し、処理中は防塵マスク、手袋、密閉された作業、換気が必要です。吸入が主な暴露経路です。

よくあるご質問

何なのか？ ニッケルナノパウダー で出来ている？

ニッケルナノパウダーは、直径 1 ～ 100 nm のニッケル (Ni) 粒子で構成されています。微量の炭素と酸素を含み、純度は最大 99.9% まで高くなっています。

ニッケルナノパウダーは何に使用されますか?

ニッケルナノパウダーは、触媒、電池材料、導電性添加剤、磁気デバイス、合金強化剤、生体医学的薬剤、接合用として使用されます。

ニッケルナノパウダーの何が特別なのでしょうか?

ナノスケールのサイズにより、ミクロンスケールの粒子に比べて、表面積、表面反応性、機械的強度、光吸収性、電気/熱伝導性が向上します。

ニッケルナノパウダーとニッケルマイクロパウダーの違いは何ですか?

ニッケルナノパウダー粒子は 100 nm 未満ですが、ニッケルマイクロパウダー粒子は 100 nm から 1 ミクロンの範囲です。ナノパウダーは量子効果により、優れた触媒作用、磁気作用、光学作用を示します。

ニッケルナノパウダーは有毒ですか?

ニッケルナノ粒子は、吸入または皮膚接触により中程度の毒性を示します。適切な個人用保護具と取り扱いプロトコルを使用する必要があります。経口毒性は低いですが、摂取は避けてください。

ニッケルナノパウダーの価格はいくらですか?

ニッケルナノパウダーの価格は、純度、粒子サイズの範囲、表面コーティング、購入量に応じて、1 グラムあたり約 $50 ～ $500 です。工業グレードの 50 nm パウダーは、1 グラムあたり $30 で入手できます。

ニッケルナノ粒子を製造する最良の方法はどれですか?

化学還元は、ナノ粒子のサイズ、形状、結晶相を制御できる最も一般的な方法です。代替のスケーラブルなアプローチとしては、ボールミル、熱分解、プラズマ合成などがあります。

ニッケルナノパウダーと酸化ニッケルナノパウダーの違いは何ですか?

ニッケルナノパウダーには純粋な金属ニッケルが含まれていますが、酸化ニッケルパウダーは、異なる光学的、電気的、磁気的特性を示す酸化ニッケル (NiO) ナノ粒子で構成されています。

ニッケルナノパウダーの危険性は何ですか?

可燃性粉末であるため、主な危険性は皮膚、目、呼吸器系への暴露です。暴露に応じて、刺激、炎症、線維症を引き起こす可能性があります。適切な PPE、換気、SOP が必須です。

ニッケルナノパウダーは親水性ですか、それとも疎水性ですか?

純粋なニッケルナノパウダーは疎水性を示します。しかし、表面の酸化や他の化合物による機能化により、ナノ複合材料や生物医学的用途に不可欠な親水性特性を付与することができます。

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