Порошок карбонильного никеля

Порошок карбонильного никеля представляет собой тонкий однородный порошок, полученный в результате разложения карбонильного никеля. Благодаря высокой чистоте, сферической форме частиц и хорошей текучести порошок карбонильного никеля стал важным сырьевым материалом для электроники, металлической 3D-печати, магнитной техники, пайки и т. д.

Обзор порошка карбонильного никеля

Порошок карбонильного никеля, часто сокращенно называемый CNP, почти полностью состоит из элементарного металла никеля. Основные свойства и характеристики включают:

Таблица 1: Обзор порошка карбонильного никеля

Свойства	Подробности
Состав	99%+ никель
Форма частиц	Высокая сферичность
Размер частиц	0,5 - 12 микрон
Кажущаяся плотность	2-4 г/см3
Плотность отвода	3-6 г/см3
Чистота	99.8%+ никель
Характеристики потока	Свободное течение

Процесс производства на основе газа позволяет очень точно контролировать распределение частиц по размерам, обеспечивая плавную подачу порошка при промышленной обработке. Отсутствие внутренних пустот обеспечивает карбонильному никелю более высокую плотность по сравнению с другими металлическими никелевыми порошками.

Сочетание высокой чистоты, сферической морфологии, хорошей текучести и стабильности делает карбонильный никель универсальным для использования в различных отраслях производства, в том числе:

Таблица 2: Основные области применения порошка карбонильного никеля

Промышленность	Приложения
Электроника	Токопроводящие пасты, покрытия, припои, микросхемы
3D-печать по металлу	Струйная печать на связующем, лазерное сплавление порошка
Магнитные материалы	Сердечники, экранирование
Пайка и сварка	Материал наполнителя
Термальный спрей	Провода, покрытия, защита от коррозии
Батареи	Материал электродов, пенопласты

Далее мы рассмотрим процесс производства порошка карбонильного никеля и то, как с его помощью достигаются уникальные качества материала.

Как Порошок карбонильного никеля Сделано?

Карбонильный никель производится путем химического разложения газообразного карбонила никеля. Специализированный процесс производства позволяет точно контролировать характеристики порошка.

Существует пять основных этапов:

Таблица 3: Основные этапы производства порошка карбонильного никеля

Шаг	Описание
1. Поколение	Карбонильный газ никеля образуется при воздействии на никель газообразного монооксида углерода при температуре 50-100°C под давлением
2. Разложение	Нестабильный карбонильный газ никеля термически разлагается при 180-220°C на чистый никелевый порошок и монооксид углерода
3. Коллекция	Ультратонкий никелевый порошок собирается и отделяется от газов
4. Фрезерование	Опциональное уменьшение размера с помощью струйного или шарового измельчения
5. Классификация	Порошок классифицируется на воздухе по размеру частиц для различных применений

Управление кинетикой процесса и скоростью газа позволяет стабильно получать очень однородные сферические частицы никелевого порошка.

Следующий раздел посвящен уникальному составу и морфологическим свойствам, которые можно получить с помощью карбонильного процесса.

Состав и свойства карбонильного никеля

Карбонильный процесс получения никелевого порошка позволяет одновременно достичь высокой чистоты и отличных характеристик частиц.

Таблица 4: Состав и свойства материала

Параметр	Подробности
Содержание никеля	До 99,9%
Основные примеси	Углерод, кислород, азот
Форма частиц	Высокая сферичность
Распределение частиц по размерам	Контролируемые, меняющиеся оценки
Кажущаяся плотность	2 - 4 г/см3
Плотность отвода	3 - 6 г/см3
Удельная площадь поверхности	0,3 - 10 м2/г
Содержание оксидов	Очень низкий, <0,5%
Поглощение водорода	Минимальный

Отсутствие внутренних пустот придает порошку карбонильного никеля более высокую плотность по сравнению с другими металлическими порошками никеля. Это повышает эффективность упаковки в таких областях, как 3D-печать.

Благодаря отсутствию воздействия газообразного водорода во время производства карбонильный никель устойчив к водородному охрупчиванию и хранению по сравнению с электролитическим никелем. Это повышает стабильность работы аккумуляторов.

В целом, метод контролируемого газофазного синтеза позволяет получить очень чистый сфероидальный никелевый порошок, пригодный для перспективных применений.

Далее мы рассмотрим доступные варианты размера частиц.

Градации размеров частиц для порошков карбонильного никеля

Одним из преимуществ карбонильного процесса является возможность регулировки распределения частиц по размерам путем изменения параметров процесса. Карбонильный никелевый порошок коммерчески доступен в различных диапазонах размеров:

Таблица 5: Градации размера частиц карбонильного никеля

Класс	Размер частиц (мкм)
Тип 287	Субмикронный, 0,6-0,8 мкм
Тип 123	Распределение 0,5-3 мкм
Тип 255	Распределение 3-7 мкм
Тип 287	Распределение 7-12 мкм

Самый мелкий слой в 0,5 микрона подходит для токопроводящих красок и паст. Более крупные марки свыше 5 микрон лучше подходят для процессов порошковой печати.

Благодаря воздушной классификации стартового порошка производители могут обеспечить индивидуальное распределение частиц, оптимизированное для конкретного применения.

Теперь мы сравним порошок карбонильного никеля с другими металлическими порошками никеля.

Чем карбонильный никель отличается от других никелевых порошков

Карбонильный никель обладает явными преимуществами перед другими видами никелевого порошка, когда важны чистота и морфология частиц.

Таблица 6: Порошок карбонильного никеля в сравнении с альтернативными вариантами

Параметр	Карбонильный никель	Электролитический никель	Карбонильное железо
Чистота	99.8%+	99.7%	99%
Форма частиц	Высокая сферичность	Неровный, шипастый	Сферическая
Контроль размера частиц	Отличный	Умеренный	Отличный
Поглощение водорода	Очень низкий	Высокая	Низкий
Стоимость	Высокая	Низкий	Низкий

Электролитический никель, полученный водным гальваническим способом, содержит больше примесей, а карбонильное железо не обладает функциональными свойствами никеля.

Карбонильный никель обеспечивает оптимальный баланс, что оправдывает его применение в токопроводящих пастах, 3D-печати, пайке и других нишевых областях, где качество превосходит стоимость.

Далее мы рассмотрим стандарты и технические условия, регулирующие производство порошка карбонильного никеля.

Стандарты и спецификации

Многие организации, занимающиеся стандартизацией, разработали технические условия на порошок карбонильного никеля, что гарантирует его качество:

Таблица 7: Ключевые стандарты для Порошок карбонильного никеля

Стандарт	Описание
ASTM B831	Стандартная спецификация на порошок никеля высокой чистоты
ISO 4491	Металлические порошки - Определение содержания кислорода восстановительными методами
ISO 4490	Металлические порошки - Определение содержания водорода
ISO 4494	Металлические порошки - Определение содержания серы

Эти стандарты проверяют состав порошка, содержание примесей, гранулометрический состав, плотность и свойства при обработке, необходимые для промышленного применения.

Следование стандартным протоколам тестирования позволяет покупателям сравнивать качество продукции разных поставщиков.

Далее мы расскажем о некоторых ведущих мировых поставщиках.

Лучшие поставщики порошка карбонильного никеля

В мире насчитывается более десятка коммерческих производителей, выпускающих порошок карбонильного никеля. К числу ведущих поставщиков относятся:

Таблица 8: Ведущие поставщики порошка карбонильного никеля

Компания	Расположение
Вейл Канада Лимитед	Канада
Компания Jilin Jien Nickel Industry Co., Ltd.	Китай
Пекинская технологическая компания Синьронъюань, Лтд.	Китай
Международная корпорация "Цзинь	Соединенные Штаты
INCO Special Products	Великобритания

Канадская компания Vale является известным производителем. Компании Jilin Jien и Jien International специализируются на производстве карбонильных никелевых и медных порошков в Китае и США.

Цены варьируются от $5 за фунт для оптовых закупок до $50 за фунт для сверхчистых сортов.

Компании, занимающиеся технологиями нанесения покрытий и производством аккумуляторов, часто заключают контракты на поставку со скидками напрямую с производителями порошков.

Теперь мы рассмотрим плюсы и минусы использования порошка карбонильного никеля.

Преимущества и недостатки карбонильного никеля

Как и любой другой специализированный материал, карбонильный никель обладает уникальными преимуществами, а также имеет свои недостатки в плане стоимости и обработки.

Таблица 9: Плюсы и минусы порошка карбонильного никеля

Преимущества	Недостатки
Исключительно высокая чистота	Относительно дорого
Сферическая морфология	Ограниченное глобальное производство
Отличные характеристики потока	Требует бережного обращения
Более химически устойчив	Сложный для сплава
Индивидуальное распределение частиц

Основным недостатком является стоимость, особенно для небольших покупателей, не обладающих достаточной покупательной способностью. Однако карбонильный никель позволяет добиться таких характеристик, которые невозможны при использовании более дешевых альтернатив.

Для критически важных применений в аэрокосмических компонентах, медицинских имплантатах или электродах аккумуляторов, где качество превосходит цену, карбонильный никель часто является лучшим выбором.

Интерес к карбонильному никелю продолжает расти - в следующем разделе рассматриваются тенденции в различных отраслях промышленности, разрабатывающих новые области применения этого сверхчистого порошка.

Современные тенденции и перспективы

Несколько основных тенденций повышают значимость порошков карбонильного никеля для создания новых технологий:

Рост популярности 3D-печати

Струйная обработка связующим и лазерное напыление порошкового слоя основаны на использовании сферических порошков для достижения высокой плотности упаковки и плавного потока. Превосходная морфология карбонильного никеля делает его идеальным материалом для 3D-печати металлов.

Развитие инфраструктуры 5G

В смартфонах и сетях 5G используется больше антенн и датчиков, в которых применяются проводящие никелевые пасты и припои. Это стимулирует спрос на сверхтонкие порошки карбонильного никеля.

Инновации в области аккумуляторных батарей для электромобилей

Чистый металлический никель используется в электродах и токоприемниках аккумуляторов для повышения плотности мощности и скорости зарядки. При этом используется чистота карбонильного никеля и его водородная стойкость.

Рост в области микроэлектроники

Уменьшение размеров полупроводниковых компонентов требует использования более мелких и чистых металлических порошков для печатных схем и токопроводящих клеевых пленок. Растет использование субмикронного карбонильного никеля.

Расширяется применение многослойных керамических конденсаторов

Для изготовления MLCC в электронике требуются металлические слои никеля, которые изготавливаются методом трафаретной печати с использованием карбонильных никелевых паст и обжига.

Давайте изучим тенденции развития отрасли и перспективы карбонильного никеля в каждой области применения.

Порошок карбонильного никеля для 3D-печати

3D-печать с помощью струйного нанесения связующего может печатать карбонильный никель без плавления, сохраняя его чистоту и свойства. Это позволяет печатать недорогие детали из нержавеющей стали никель 201.

При лазерном сплавлении в порошковом слое также используется карбонильный никелевый порошок с высокой степенью поглощения во время спекания/плавления. Это позволяет печатать нестандартные никелевые суперсплавы.

Таблица 10: Порошок карбонильного никеля для 3D-печати

Процесс	Преимущества	Тенденции
Струйная обработка вяжущего	Низкая температура плавления, хорошая совместимость со связующими веществами	Приспособление для изготовления прототипов из нержавеющей стали
Лазерная плавка в порошковом слое	Отличная впитываемость и плотность	Разработка материалов для аэрокосмической промышленности

Поскольку спрос на металлическую 3D-печать к 2030 году достигнет $15 миллиардов, порошки карбонильного никеля будут играть важную роль для стартапов и промышленных производителей.

Карбонилникелевые пасты для перспективной электроники

Порошки карбонильного никеля микронного и субмикронного размера позволяют обнаружить маленькую, легкую электронику, требующую сверхтонких печатных схем и соединений.

Таблица 11: Карбонильный никель для печатной электроники

Приложение	Преимущества	Тенденции
Проводящие чернила/пасты	Высокая проводимость, стабильность	Рост производства носимых устройств, датчиков
Экранирование электромагнитных помех	Отличное затухание	Расширение с помощью 5G, EVs, светодиодов
Печатные антенны	Высокочастотная характеристика	Более высокие частоты, миниатюризация

Активно ведутся разработки по созданию новых функциональных красок с карбонильным никелем для гибкой гибридной электроники.

Карбонильный никель в инновационных батареях для электромобилей

Никель имеет решающее значение для катодной химии большинства литий-ионных батарей. Карбонильный никель обеспечивает более высокую плотность энергии, так как EV требуют увеличения дальности хода.

Таблица 12: Карбонильный никель для батарей электромобилей

Компонент	Преимущества	Тенденции
Катоды	Стабильная цикличность	Переход на никелевые катоды с более высоким содержанием никеля, такие как NCA, NMC
Аноды	Наноструктурирование повышает мощность	Исследование металлических литиевых анодов
Токоприемники	Коррозионностойкая проводимость	Переход от меди к никелю

Более чистый металлический никель, полученный из карбонильного порошка, повышает емкость аккумуляторов, скорость зарядки и срок службы, что способствует широкому распространению электромобилей.

Поскольку в этом десятилетии мировые продажи электромобилей растут в геометрической прогрессии, спрос на современные материалы для аккумуляторов, такие как карбонильный никель, резко возрастает.

Использование перенапряжения в компонентах MLCC

В многослойных керамических конденсаторах используются печатные никелевые электроды, уложенные в несколько слоев, которые затем обжигаются в крошечные компоненты большой емкости, необходимые для электроники.

Таблица 13: Карбонильный никель для MLCCs

Функция	Преимущества	Тенденции
Печать на электродах	Высокая проводимость на микронном уровне	Миниатюризация, требующая более тонких отпечатков
Совместное обжигание слоев	Отличная устойчивость к высоким температурам	Увеличение количества слоев повышает производительность
Выполнение прерываний	Припаиваемый никель высокой чистоты	Поверхностный монтаж需求上升

Поскольку MLCC являются одним из самых производимых в мире компонентов, растущий спрос на них приводит к увеличению потребления порошка карбонильного никеля.

Резюме Порошок карбонильного никеля

Таким образом, порошок карбонильного никеля представляет собой сверхчистое сферическое никелевое сырье, необходимое для передовых применений в различных отраслях промышленности:

Электроника: Проводящие чернила, экранирование электромагнитных помех, печатные платы с мелким шагом, MLCC. Аддитивное производство: Струйная печать на связующем, лазерное сплавление порошка Автомобили: Кабели, разъемы, батареи, датчики Аэрокосмическая промышленность: Компоненты из суперсплава, термопокрытия

Благодаря превосходному контролю размера частиц и характеристик порошка карбонильный никель позволяет создавать новые технологии и продукты с более высокими эксплуатационными характеристиками в различных отраслях.

Несмотря на относительную дороговизну, его непревзойденная чистота оправдывает использование в тех случаях, когда качество перевешивает стоимость.

В связи с ускорением коммерческого внедрения, начиная с электромобилей и заканчивая инфраструктурой 5G, мировой спрос на порошок карбонильного никеля имеет хорошие перспективы роста в этом десятилетии как в традиционных, так и в новых областях применения.

Вопросы и ответы

Здесь представлены ответы на некоторые часто задаваемые вопросы о порошке карбонильного никеля:

Вопрос: Каковы основные преимущества порошка карбонильного никеля?

A: Исключительно высокая чистота, сферическая форма частиц, настраиваемый гранулометрический состав, хорошая текучесть порошка и плотность упаковки, низкий уровень поглощения водорода.

Вопрос: В каких отраслях промышленности используется порошок карбонильного никеля?

О: Основные области применения: электроника, 3D-печать, аккумуляторы/накопители энергии, многослойные керамические конденсаторы, тормозные колодки, магниты, сварка, термическое напыление.

Вопрос: Какова типичная цена за фунт порошка карбонильного никеля?

О: Базовые цены начинаются от $5 за фунт при оптовых закупках порошка промышленного класса. Специальные сорта с более мелким размером частиц или высокой чистотой варьируются от $10 до $50+ за фунт.

В: Требует ли порошок карбонильного никеля особого обращения или хранения?

О: Для предотвращения окисления идеально подходит одеяло из инертного газа. Из-за потенциальной взрывоопасности пыли избегайте источников воспламенения в зонах хранения и на оборудовании. Соблюдайте правила безопасности при обращении с порошковыми материалами, опасными для дыхательных путей, взрывоопасными веществами.

Вопрос: Каковы общие области применения сверхтонкого субмикронного порошка карбонильного никеля?

О: Субмикронные материалы с размером менее 1 микрона используются в проводящих чернилах и пастах для печатной электроники, печатных плат, конденсаторов, экранирования электромагнитных полей и т.д. Тонкий однородный порошок обеспечивает разрешение микромасштабных элементов.

Вопрос: Можно ли сплавить порошок карбонильного никеля?

О: Легирование стандартными методами порошковой металлургии может быть затруднено из-за высокого сродства к кислороду. Могут потребоваться специальные восстановительные атмосферы и температуры. Могут быть получены смеси элементов, подходящие для образования сплавов в процессе спекания.

узнать больше о процессах 3D-печати