Порошок чистого никеля

Чистый никелевый порошок это универсальный металлический порошок с уникальными свойствами, которые делают его пригодным для различных передовых применений в различных отраслях промышленности. В этой статье мы подробно рассмотрим порошок чистого никеля.

Обзор порошка чистого никеля

Чистый никелевый порошок, как следует из названия, представляет собой порошковую форму никеля с чистотой 99% или выше. По своим свойствам он отличается от никелевых сплавов благодаря отсутствию легирующих элементов.

Некоторые ключевые характеристики чистого никелевого порошка:

• Мелкие частицы облегчают прессование и спекание
• Высокая чистота обеспечивает постоянство металлургических свойств
• Сферическая морфология обеспечивает хорошую текучесть
• Выпускается в таких сортах, как карбонильный, электролитический, карбонильный с добавлением железа
• Стоимость ниже, чем у многих никелевых сплавов

Обладая такими характеристиками, как высокая прочность, пластичность, коррозионная стойкость и магнетизм, порошки чистого никеля удовлетворяют нишевым требованиям, недостижимым при использовании заменителей.

Типичный состав Порошок чистого никеля

Элемент	Вес %
Никель (Ni)	99,0 мин
Углерод (C)	0,1 макс.
Кислород (O)	0,4 макс.
Сера (S)	0,01 макс.
Железо (Fe)	0,5 макс.
Медь (Cu)	0,2 макс.

Основные свойства порошка чистого никеля

Недвижимость	Подробности
Форма частиц	Сферический, цепной
Плотность отвода	До 4,2 г/куб. см
Кажущаяся плотность	До 2,5 г/куб. см
Удельная площадь поверхности	0,1 - 10 м2/г
Размер частиц	0,5 микрон - 75 микрон
Чистота	До 99,8%
Температура плавления	1453°C

Применение и использование порошка чистого никеля

Универсальность порошка чистого никеля позволяет использовать его в таких нишевых областях, как:

Многослойные керамические конденсаторы (MLCC)

Благодаря таким свойствам, как температурная стабильность, высокая проводимость и устойчивость к окислению, чистый никелевый порошок идеально подходит для внутренних электродов в MLCC в электронике и автомобильной промышленности.

Применение мягких магнитов

Хорошая магнитная проницаемость и низкая коэрцитивная сила позволяют использовать чистый никелевый порошок в магнитопроводах, дроссельных катушках, фильтрах и т.д.

Производство

Сжимаемость и спекаемость способствуют экономичному производству деталей из чистого никеля методом порошковой металлургии.

Катализаторы

Большая площадь поверхности обеспечивает высокую каталитическую активность, используемую в химической, фармацевтической и нефтехимической промышленности.

Батареи

Чистота и электрохимические свойства полезны для анодных материалов в батареях на основе никеля.

Другие приложения

Специализированное применение: токопроводящие покрытия и пленки, сварочные материалы, алмазные инструменты, токопроводящие клеи/чернила, паяльные сплавы.

Виды и характеристики порошка чистого никеля

Чистый никелевый порошок коммерчески доступен в различных типах, размерах, морфологии и сортах, подходящих для различных применений:

Типы порошка чистого никеля и типичные характеристики

Тип	Размер частиц	Кажущаяся плотность	Плотность отвода	Удельная площадь поверхности	Чистота
Карбонил никеля	От 2 до 12 мкм	1,5 - 2,2 г/куб. см	До 4 г/куб. см	0,15 - 0,6 м2/г	До 99,8%
Электролитический никель	15 - 75 мкм	2 - 3 г/куб. см	До 4,2 г/куб. см	0,08 - 1,2 м2/г	До 99,9%
Карбонильное железо свободное	2 - 5 мкм	1,8 - 2,5 г/куб. см	3,2 - 4 г/куб. см	0,4 - 1 м2/г	До 99,9%

Доступные формы частиц

• Сферическая
• Цепочкообразные
• Дендритные

Размеры в наличии

• Субмикронные (менее 1 микрона)
• 1-5 микрон
• 10-15 микрон
• 20-75 микрон

Доступные оценки

• Стандартная чистота (99% мин)
• Высокая чистота (99,8% мин)
• Сверхвысокая чистота (99,9% мин)

Основные поставщики и ценообразование

Будучи специализированным порошком для передовых применений, чистый никелевый порошок имеет ограниченное количество поставщиков по всему миру. Цены зависят от количества и сорта.

Ведущие поставщики Порошок чистого никеля

Поставщик	Расположение	Производственная мощность
Долина	Канада	50 000 метрических тонн в год
Джин Никель	Китай	20 000 метрических тонн в год
Группа компаний MIC	Южная Корея	10 000 метрических тонн в год

Ценовая смета

Тип	Чистота	Диапазон цен*
Карбонил никеля	99.8%	$15 - $30 за кг
Электролитический никель	99.5%	$10 - $25 за кг

*Ориентировочный диапазон цен. Свяжитесь с поставщиком для получения точной цены в зависимости от сорта, количества и области применения.

Сравнительный анализ

Преимущества порошка чистого никеля

• Неизменные свойства благодаря высокой чистоте
• Хорошая коррозионная стойкость
• Экономичнее никелевых сплавов
• Специализированные приложения, использующие характеристики

Ограничения чистого никелевого порошка

• Ограниченные мировые производственные мощности - цены на сероуглерод выше, чем на цветные металлы
• Восприимчивость к окислению при высоких температурах
• Более низкая прочность по сравнению со многими сплавами

Параметр	Чистый никель	Никелевые сплавы
Стоимость	Нижний	Выше
Доступность	Умеренный	Высокая
Электропроводность	Высокая	Варьируется
Магнитная проницаемость	Высокая	Варьируется
Коррозионная стойкость	Хороший	Очень хорошо
Устойчивость к окислению	Умеренный	Хороший
Механическая прочность	Умеренный	Высокая

Как видно из вышесказанного, никелевые сплавы превосходят по прочности и стойкости к окислению, а порошки чистого никеля предлагают доступные решения для электрических, магнитных и других нишевых применений, сохраняя при этом хорошие коррозионные свойства, ожидаемые от никеля.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

Каковы наиболее распространенные области применения чистого никелевого порошка?

Наиболее распространенные области применения - производство многослойных керамических конденсаторов (MLCC), магнитомягких компонентов, алмазных инструментов, сварочных материалов, аккумуляторов и катализаторов. Сочетание таких свойств, как термостабильность, магнетизм, коррозионная стойкость, сжимаемость и стоимость, делает чистый никель пригодным для этих целей.

Почему стоит выбрать чистый никелевый порошок, а не никелевый сплав?

Порошок чистого никеля обеспечивает высокую электро- и теплопроводность, магнитность, сжимаемость и приемлемые коррозионные свойства при гораздо более низкой стоимости по сравнению с никелевыми сплавами с меньшим количеством легирующих элементов или без них. Это позволяет применять их в нише, где эти характеристики необходимы, но стоимость является ограничением. Однако никелевые сплавы обладают более высокой прочностью при высоких температурах, что может привести к необходимости их использования в некоторых конструкционных приложениях.

Что такое карбонильный никелевый порошок?

Порошок карбонильного никеля производится методом химического осаждения из паровой фазы путем разложения газообразного карбонила никеля, что позволяет получать однородные сферические частицы с умеренной площадью поверхности, пригодные для спекания в компоненты методом порошковой металлургии. Высокая чистота и низкое содержание примесей позволяют использовать их в качестве катализаторов и материалов для аккумуляторов.

Как цена чистого никелевого порошка соотносится с ценами на металлический никель?

Чистый никелевый порошок Стоимость порошка в зависимости от сорта и количества варьируется от 1,5 до 4 раз от цены никеля на LME за метрическую тонну. Так, если никель торгуется по цене $20 000 за тонну, то порошок будет стоить примерно от $30 000 до $80 000 за тонну. Специализированный процесс производства металлических порошков обуславливает такую надбавку к цене металла.

Заключение

Благодаря доступной цене в сочетании с желаемыми тепловыми, электрическими, магнитными и коррозионными свойствами, недостижимыми при использовании заменителей, коммерчески доступный никелевый порошок высокой чистоты позволяет разрабатывать передовые инженерные изделия в различных отраслях промышленности для решения прикладных задач.

узнать больше о процессах 3D-печати

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

Метрика	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.

Мнения экспертов

• 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