ما هو مسحوق النيكل المستخدم في ماذا يستخدم مسحوق النيكل

استنادًا إلى مقاومته الممتازة للتآكل والتوصيل الكهربائي والقوة في درجات الحرارة العالية، يستخدم مسحوق النيكل بشكل أساسي في تصنيع السبائك عالية القوة، والطلاءات الواقية (مثل الرش الحراري)، والمكونات الإلكترونية (البطاريات والمكثفات)، والمحفزات، وفي مجالات الفضاء والسيارات والمجالات الطبية. ويلعب دورًا رئيسيًا في الطباعة ثلاثية الأبعاد.

أدناه، سأجمع بين تجربة التطبيق العملي، واحدًا تلو الآخر تفكيك مسحوق النيكل في النهاية يستخدم في أي مكان.

صناعة الطيران والفضاء والسيارات

وهنا، فإن أهم استخدام لمسحوق النيكل هو تصنيع السبائك الفائقة القائمة على النيكل.

• المحركات النفاثة وأنظمة الاحتراق: يستخدم المهندسون مسحوق النيكل لصنع مكونات رئيسية مثل شفرات التوربينات وأقراص التوربينات وغرف الاحتراق. ومن الناحية العملية، يجب أن تتحمل هذه المكونات درجات الحرارة والضغوط الشديدة. إذا كان اختيار المواد منحرفًا قليلاً، يمكن أن يؤدي الزحف في درجات الحرارة العالية إلى عواقب كارثية. ويمنح مسحوق النيكل السبيكة القدرة على "الموت" دون تشوه في درجات الحرارة العالية.
• مقاومة التآكل: في قطاع السيارات، يختلف الوضع قليلاً في قطاع السيارات، ولكن بنفس القدر من الشدة. لا يقتصر الأمر على درجات الحرارة المرتفعة فحسب، بل تواجه مكونات السيارات (خاصة نظام العادم) أيضًا غازات العادم المسببة للتآكل والتآكل المتغير بسبب الطقس. تعمل إضافة مسحوق النيكل على تحسين عمر الخدمة وسلامة الأجزاء بشكل كبير.

التطبيقات الإلكترونية والتوصيلية

في صناعة الإلكترونيات، يعد مسحوق النيكل "مطلوبًا تمامًا" في صناعة الإلكترونيات. على الرغم من أن الفضة والذهب يتمتعان بموصلية أفضل، إلا أنه لا يمكن استبدال مسحوق النيكل بسبب فعالية التكلفة.

• المكثفات الخزفية متعددة الطبقات (MLCC): هذا سوق ضخم. نقوم عادةً بصياغة مسحوق النيكل في عجينة موصلة تُستخدم لتشكيل الأقطاب الكهربائية الداخلية لمكثفات السيراميك متعددة الطبقات. الهاتف الذكي والكمبيوتر الدفتري في يدك كل هذه الأشياء الصغيرة عند تفكيكها.
• تقنية البطارية: سواء أكانت بطارية تقليدية من النيكل والكادميوم (Ni-Cd) أو بطارية النيكل والهيدروجين (Ni-MH)، فإن مسحوق النيكل هو المادة الأساسية التي تحدد بشكل مباشر كثافة الطاقة وأداء الشحن والتفريغ للبطارية.
• التدريع الكهرومغناطيسي: تُستخدم الدهانات والحشيات الموصلة التي تحتوي على مسحوق النيكل على نطاق واسع لحماية التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) وحماية المعدات الإلكترونية الحساسة من "الفوضى".

تعدين المساحيق المعدنية (PM)

يعتمد تعدين المساحيق بشكل كبير على مسحوق النيكل لصنع أجزاء معدنية عالية الدقة عن طريق التلبيد (التسخين وليس الصهر) بدلاً من الصب التقليدي.

• الأجزاء الملبدة: تتيح لنا هذه العملية إنتاج التروس والمحامل والأجزاء الهيكلية ذات الهياكل المعقدة. وتتمثل مزاياها في الدقة العالية في الأبعاد وانخفاض نفايات المواد - وهو أمر بالغ الأهمية للتحكم في التكلفة.
• المرشحات: غالبًا ما نستخدم عمليات تعدين المساحيق لتصنيع هياكل النيكل المسامية. في المعالجة الكيميائية، يمكن لهذا النوع من المرشحات أن يقاوم درجات الحرارة العالية والسوائل المسببة للتآكل، وهو أمر صعب بالنسبة للمواد الأخرى.

الطلاء الواقي واللحام بالنحاس

الرش الحراري: المبدأ بسيط للغاية، حيث يتم صهر المسحوق ورشّه على السطح لتشكيل طبقة واقية صلبة. وهذا فعال للغاية في إصلاح الأجزاء البالية أو حماية الأجزاء الجديدة من التآكل والأكسدة والتآكل الكاشطة. لقد شاهدت العديد من الأعمدة الصناعية التي كان من المقرر في الأصل أن يتم تخريدها واستخدامها لعدة سنوات بعد رشها بطبقة من النيكل.
معجون اللحام بالنحاس: في عملية اللحام بالنحاس في درجات الحرارة العالية، يتم استخدام معجون مسحوق النيكل لربط الأجزاء المعدنية بشكل دائم. هذه الوصلة قوية للغاية ومقاومة للحرارة، وهي مناسبة جدًا للمبادلات الحرارية والتوربينات التي تتطلب قوة توصيل عالية للغاية.

الحفز في الإنتاج الكيميائي

نظرًا لمساحة سطحه النوعية العالية وخصائصه الكيميائية الخاصة، يعد مسحوق النيكل محفزًا قويًا.

• الهدرجة: يستخدم على نطاق واسع لتعزيز تفاعلات الهدرجة، مثل تحويل الزيوت النباتية إلى دهون صلبة، أو في إنتاج الأدوية والبتروكيماويات. ويمكن أن يؤدي وجودها إلى تسريع العملية الكيميائية وزيادة العائد، وهو ما يرتبط مباشرة بكفاءة المصنع الكيميائي.

التصنيع المضاف

مع تطور تكنولوجيا التصنيع، أصبح مسحوق النيكل أحد المواد الأساسية للطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد.

• هندسة معقدة: تستخدم تقنيات مثل الذوبان الانتقائي بالليزر (SLM) مسحوق النيكل الناعم لبناء الأجزاء طبقة تلو الأخرى. وهذا يسمح لنا بإنشاء هياكل داخلية معقدة غير ممكنة ببساطة باستخدام الآلات التقليدية - مثل قنوات التبريد التي تدور في أجزاء الطيران.
• مكونات عالية الأداء: تحافظ المكونات المطبوعة ثلاثية الأبعاد على القوة العالية والمقاومة للحرارة لسبائك النيكل السائبة، وهي قادرة تمامًا على تلبية احتياجات التطبيقات الصعبة.

التطبيقات الطبية

في المجال الطبي، لا تُستخدم قدرة مسحوق النيكل على صناعة السبائك في صناعة الأدوات فحسب، بل تُستخدم أيضًا في إنقاذ الأرواح.

سبيكة ذاكرة الشكل: سبيكة النيكل والتيتانيوم الناتجة عن مزيج النيكل والتيتانيوم مدهشة لدرجة أنها يمكن أن "تتذكر" شكلها الخاص. تُستخدم هذه الخاصية في تصنيع دعامات الأوعية الدموية (التي تتمدد في الجسم لفتح الشرايين)، وأسلاك تقويم الأسنان، والأدوات الجراحية التي تحتاج إلى أن يتم نقلها بمرونة في جسمه.

أدوات الماس

في صناعات البناء والتعدين، يلعب مسحوق النيكل دور "البطل خلف الكواليس" - الدعم الهيكلي.

مادة الهيكل: نخلط مسحوق النيكل مع جزيئات الماس الصناعي لتشكيل هيكل لأدوات القطع والطحن. ببساطة، يجب أن "يمسك" النيكل بالماس بقوة. إذا لم يكن الهيكل صلبًا بما فيه الكفاية، فسوف يسقط الماس قبل الانتهاء منه، وسوف تضيع الأدوات. يوفر مسحوق النيكل الصلابة اللازمة لقطع الخرسانة والحجر والأسفلت.

لماذا تختار الصناعة مسحوق النيكل المسحوق

وخلاصة القول، جميع التطبيقات المذكورة أعلاه صالحة لأن مسحوق النيكل له الخصائص الأساسية التالية:

• الثبات الحراري: يحتفظ بالقوة في درجات الحرارة عندما تبدأ المعادن الأخرى في التليين أو الذوبان.
• مقاومة التآكل والأكسدة: يمكن أن تشكل طبقة أكسيد واقية لمقاومة الصدأ والهجوم الكيميائي.
• التوصيل الكهربائي: موصلية كهربائية وحرارية ممتازة، مما يجعلها أساسية لتطبيقات الطاقة والإلكترونيات.
• القدرة على صناعة السبائك: يمكن خلطها بسهولة مع الحديد والكروم والكوبالت والمعادن الأخرى، وبالتالي تعزيز أدائها.

المؤلف：ديفيد روس

بفضل خبرتي التي تزيد عن 17 عاماً في مجال تعدين المساحيق وعلوم المواد، أتخصص في التطبيقات المعدنية عالية الأداء. يكمن شغفي في استكشاف كيف يمكن لمواد مثل مسحوق النيكل أن تدفع الابتكار في مجال الفضاء والإلكترونيات والتصنيع الإضافي.