Wozu wird Nickelpulver verwendet?

Nickelpulver ist ein vielseitiges, mikrometergroßes metallisches Material, das vor allem wegen seiner hohen Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und magnetischen Eigenschaften in der modernen Fertigung eingesetzt wird. Es ist zwar weithin für die Herstellung von Batterien bekannt, aber auch für die Herstellung von Hochleistungslegierungen, Elektronik und industriellen Beschichtungen unerlässlich. Zu den üblichen Verwendungszwecken von Nickelpulver gehören:

• Elektronik und MLCCs: Dient als internes Elektrodenmaterial in keramischen Mehrschichtkondensatoren (MLCCs) und leitfähigen Pasten.
• Energiespeicherung: Ein wichtiges aktives Material in den Kathoden und Anoden von wiederaufladbaren Batterien (Ni-MH und Li-Ion).
• Additive Fertigung (3D-Druck): Dient als primäres Ausgangsmaterial für den Druck komplexer Komponenten für die Luft- und Raumfahrt und die Medizintechnik unter Verwendung von Legierungen wie Inconel.
• Hartmetalle und Diamantwerkzeuge: Dient als verstärkendes Bindemittel bei der Herstellung von Sinterkarbiden und Diamantschneidwerkzeugen.
• Katalyse: Wird aufgrund seiner großen Oberfläche als wesentlicher Katalysator für die Hydrierung in chemischen Reaktionen verwendet.
• Oberflächentechnik: Wird durch thermisches Spritzen und Plattieren angewandt, um industrielle Teile verschleiß- und korrosionsfest zu machen.

Elektronik und Mlcc

In der Mikroelektronik spielt Nickelpulver aufgrund seiner hervorragenden Leitfähigkeit und seines hohen Schmelzpunktes eine äußerst wichtige Rolle. Eines der größten Anwendungsszenarien ist die Herstellung von keramischen Vielschichtkondensatoren (MLCC).

Da die heutigen elektronischen Geräte immer kleiner und leistungsfähiger werden, ist die Nachfrage nach miniaturisierten Komponenten geradezu explosionsartig gestiegen. Wir werden Nickelpulver in leitfähige Paste umwandeln, die zum Drucken der inneren Elektrode von MLCC verwendet wird. In den ersten Jahren verwendete die Industrie Edelmetalle wie Silber oder Palladium, die unerschwinglich teuer waren. Das Aufkommen von Nickelpulverlösungen bietet eine äußerst kosteneffiziente Option ohne jegliche Leistungseinbußen. Heutzutage gibt es vom Smartphone bis zum Elektroauto grundsätzlich Nickelpulver, wenn es um die Stabilität der Schaltungsverbindung geht.

ENERGIESPEICHER

Der weltweite Übergang zu erneuerbaren Energien und Elektromobilität hat Nickelpulver in der Energiespeichertechnologie unersetzlich gemacht. Es ist der wichtigste Bestandteil des aktiven Materials in den positiven und negativen Elektrodenmaterialien.

Ni-MH-Batterie (Ni-MH): Nach jahrelangem Einsatz in Hybridfahrzeugen und in der Unterhaltungselektronik ist Nickelpulver ihr Grundmaterial.

Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ion): Auf dem Gebiet der Lithium-Ionen-Batterien dient Nickel vor allem dazu, die Energiedichte zu erhöhen, d. h., die Batterie kann mehr Strom speichern und mit einer einzigen Ladung weiter laufen.

Hochreines Nickelpulver kann die elektrochemische Leistung erheblich verbessern, was sich direkt auf die Effizienz und Lebensdauer moderner Strombatterien auswirkt.

Additive Fertigung

Bei der additiven Fertigung, auch bekannt als 3D-Druck, wird in der Regel kugelförmiges Nickelpulver als Hauptrohstoff verwendet, um komplexe Teile zu fertigen, die mit herkömmlichen Gussverfahren nicht hergestellt werden können.

In diesem Bereich wird Nickelpulver häufig zu Hochtemperaturlegierungen (wie Inconel) geschmolzen. Das Beste an diesen Legierungen ist, dass sie auch bei extremen Temperaturen und Drücken ihre Festigkeit beibehalten. Die Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet sie daher in hohem Maße für den Druck von Turbinenschaufeln und Triebwerksteilen. Das Gleiche gilt für die medizinische Industrie, die sie zur Herstellung von Implantaten mit komplexen Strukturen und hohen Anforderungen an die Biokompatibilität verwendet. Dies setzt voraus, dass die Sphärizität und die Fließfähigkeit des Pulvers perfekt sein müssen.

Werkzeuge aus Hartmetall und Diamant

In der Schwerindustrie und im Bauwesen ist Haltbarkeit alles. Nickelpulver spielt bei der Herstellung von Hartmetall- und Diamantwerkzeugen die Rolle eines "Superklebers" (Matrixbinder).

Bei der Herstellung von Diamantschneidwerkzeugen, Bohrern oder Schleifscheiben kann Nickelpulver durch den Sinterprozess die Diamant- oder Karbidpartikel in der Matrix "festhalten". Diamant ist bekanntlich hart, aber spröde, und die natürliche Zähigkeit von Nickel ist genau das, was den Sprödbruch von Werkzeugen bei hochfesten Stößen verhindert. Als 1 elastische Matrix verlängert Nickelpulver die Lebensdauer dieser Werkzeuge zum Schneiden von Stein, Beton und Metall erheblich.

Beschleuniger einer chemischen Reaktion

Die Abhängigkeit der chemischen Industrie von Nickelpulver zeigt sich vor allem in der katalytischen Wirkung, insbesondere im Hydrierungsprozess.

Gerade weil es sich um eine mikrometergroße Struktur handelt, hat Nickelpulver eine große spezifische Oberfläche, die für die katalytische Aktivität wesentlich ist. Es wird in großem Umfang zur Beschleunigung verschiedener chemischer Reaktionen eingesetzt, z. B. bei der Umwandlung von Pflanzenölen in feste Fette oder bei der Herstellung von Düngemitteln und Petrochemikalien. Bei diesen chemischen Großproduktionen ist die Verwendung von Nickelpulver zur Förderung des Wasserstofftransfers eine sehr kluge Entscheidung im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit und Effizienz.

ANTIVERSCHLEISS- UND ANTI-KORROSIONSSCHUTZSCHILD

Der letzte große Anwendungsbereich von Nickelpulver ist die Oberflächentechnik. Bauteile wie Offshore-Ausrüstungen, Öl- und Gaspipelines und chemische Maschinen, die das ganze Jahr über in rauen Umgebungen arbeiten, werden bald verschrottet, wenn sie nicht geschützt werden.

In der Regel verwenden wir das thermische Spritzen oder die Plattiertechnik, um Nickelpulver auf die Oberfläche dieser Teile zu "kleben". Wenn das Pulver schmilzt, verbindet es sich zu einer dichten Schutzschicht. Diese Beschichtung auf Nickelbasis bietet eine hervorragende Beständigkeit gegen Korrosion, Oxidation und mechanischen Verschleiß. In der Praxis benötigen wir sie nicht nur für neue Teile, sondern verwenden sie oft auch, um verschlissene alte Teile zu reparieren, damit sie noch ein paar Jahre weiterlaufen können.

Autor：Leo

"Mit mehr als einem Jahrzehnt Erfahrung in der modernen Metallurgie bin ich auf die industriellen Anwendungen von Metallpulvern spezialisiert. Es ist mir ein Anliegen zu erklären, wie Materialien wie Nickelpulver Innovationen in der Elektronik, der Energiespeicherung und der additiven Fertigung vorantreiben."