¿Para qué se utiliza el níquel en polvo?

Gracias a su excelente resistencia a la corrosión, conductividad eléctrica y resistencia a altas temperaturas, el níquel en polvo se utiliza principalmente en la fabricación de aleaciones de alta resistencia, revestimientos protectores (como la pulverización térmica), componentes electrónicos (baterías, condensadores), catalizadores y en los campos aeroespacial, automovilístico y médico. Desempeña un papel clave en la impresión 3D.

A continuación, voy a combinar la experiencia de aplicación práctica, uno por uno el desmantelamiento de polvo de níquel en el final se utiliza en qué lugar.

Industria aeroespacial y del automóvil

En este caso, el uso más importante del polvo de níquel es la fabricación de superaleaciones a base de níquel.

• Motores a reacción y sistemas de combustión: Los ingenieros utilizan polvo de níquel para fabricar componentes clave como álabes de turbina, discos de turbina y cámaras de combustión. En la práctica, estos componentes deben soportar temperaturas y presiones extremas. Si la selección del material se desvía ligeramente, la fluencia a altas temperaturas puede tener consecuencias catastróficas. El polvo de níquel confiere a la aleación la capacidad de "morir" sin deformarse a altas temperaturas.
• Resistencia a la corrosión: En el sector de la automoción, la situación es ligeramente diferente pero igual de grave. Además de las altas temperaturas, los componentes de automoción (especialmente el sistema de escape) también se enfrentan a gases de escape corrosivos y a la erosión variable del clima. La adición de níquel en polvo mejora considerablemente la vida útil y la seguridad de las piezas.

Aplicaciones electrónicas y conductoras

En la industria electrónica, el níquel en polvo es absolutamente "necesario". Aunque la plata y el oro tienen mejor conductividad, el polvo de níquel no puede sustituirse debido a su rentabilidad.

• Condensadores cerámicos multicapa (MLCC): Se trata de un mercado enorme. Solemos formular polvo de níquel en una pasta conductora que se utiliza para formar los electrodos interiores del MLCC. El smartphone y el ordenador portátil que tienes en la mano son todas estas pequeñas cosas cuando las desmontas.
• Tecnología de baterías: Tanto si se trata de una batería tradicional de níquel-cadmio (Ni-Cd) como de níquel-hidrógeno (Ni-MH), el polvo de níquel es el material central, que determina directamente la densidad de energía y el rendimiento de carga-descarga de la batería.
• Blindaje electromagnético: Las pinturas conductoras y las juntas que contienen polvo de níquel se utilizan mucho para apantallar las interferencias electromagnéticas (EMI) y proteger los equipos electrónicos sensibles del "desorden".

Pulvimetalurgia (PM)

La pulvimetalurgia se basa en gran medida en el polvo de níquel para fabricar piezas metálicas de alta precisión mediante sinterización (calentamiento pero no fusión) en lugar de la fundición tradicional.

• Piezas sinterizadas: Este proceso nos permite fabricar engranajes, cojinetes y piezas estructurales con estructuras complejas. Sus ventajas son una gran precisión dimensional y un desperdicio de material muy reducido, lo que es fundamental para el control de costes.
• Filtros: A menudo utilizamos procesos pulvimetalúrgicos para fabricar estructuras porosas de níquel. En el procesamiento químico, este tipo de filtro puede resistir altas temperaturas y fluidos corrosivos, algo difícil para otros materiales.

Recubrimiento protector y soldadura fuerte

Pulverización térmica: El principio es muy sencillo, el polvo se funde y se pulveriza sobre la superficie para formar una capa protectora dura. Resulta muy eficaz para reparar piezas desgastadas o proteger piezas nuevas de la corrosión, la oxidación y el desgaste abrasivo. He visto muchos ejes industriales que en un principio iban a ser desguazados y se han utilizado durante varios años tras ser rociados con un revestimiento a base de níquel.
Pasta de soldadura fuerte: En la soldadura fuerte a alta temperatura, se utiliza pasta de níquel en polvo para unir piezas metálicas de forma permanente. Esta unión es extremadamente fuerte y resistente al calor, lo que resulta muy adecuado para intercambiadores de calor y turbinas, que requieren una resistencia de conexión extremadamente alta.

Catálisis en la producción química

Por su elevada superficie específica y sus especiales propiedades químicas, el polvo de níquel es un potente catalizador.

• Hidrogenación: Se utiliza ampliamente para promover reacciones de hidrogenación, como la conversión de aceites vegetales en grasas sólidas, o en la producción farmacéutica y petroquímica. Su existencia puede acelerar el proceso químico y aumentar el rendimiento, lo que está directamente relacionado con la eficiencia de la planta química.

Fabricación aditiva

Con la evolución de la tecnología de fabricación, el polvo de níquel se ha convertido en uno de los materiales fundamentales para la impresión 3D metálica.

• Geometría compleja: Tecnologías como la fusión selectiva por láser (SLM) utilizan polvo fino de níquel para construir piezas capa a capa. Esto nos permite crear estructuras internas complejas que simplemente no son posibles con el mecanizado tradicional, como los canales de refrigeración que rodean las piezas aeroespaciales.
• Componentes de alto rendimiento: Los componentes impresos en 3D conservan la gran solidez y resistencia al calor de la aleación de níquel a granel, y son totalmente capaces de satisfacer las necesidades de las aplicaciones más exigentes.

Aplicaciones médicas

En el campo de la medicina, la capacidad de aleación del polvo de níquel no sólo se utiliza para fabricar herramientas, sino también para salvar vidas.

Aleación con memoria de forma: La aleación de níquel y titanio producida por la combinación de níquel y titanio es tan sorprendente que puede "recordar" su propia forma. Esta propiedad se utiliza en la fabricación de stents vasculares (que se expanden en el cuerpo para abrir arterias), alambres de ortodoncia e instrumentos quirúrgicos que deben desplazarse con flexibilidad por su cuerpo.

Herramientas de diamante

En las industrias de la construcción y la minería, el polvo de níquel desempeña el papel de "héroe entre bastidores": soporte estructural.

Material de la carcasa: Mezclamos polvo de níquel con partículas de diamante industrial para formar una carcasa para herramientas de corte y rectificado. En pocas palabras, el níquel debe "agarrar" firmemente el diamante. Si la carcasa no es lo suficientemente dura, el diamante se desprenderá antes de terminar y las herramientas se desperdiciarán. El polvo de níquel proporciona la dureza necesaria para cortar hormigón, piedra y asfalto.

Por qué la industria elige el níquel en polvo

En resumen, todas las aplicaciones anteriores son válidas porque el polvo de níquel tiene las siguientes propiedades fundamentales:

• Estabilidad térmica: Conserva la resistencia a temperaturas en las que otros metales empiezan a ablandarse o fundirse.
• Resistencia a la corrosión y la oxidación: Puede formar una capa protectora de óxido para resistir la oxidación y los ataques químicos.
• Conductividad eléctrica: Excelente conductividad eléctrica y térmica, lo que la hace clave para aplicaciones energéticas y electrónicas.
• Capacidad de aleación: Es como un compañero "bien templado", puede mezclarse fácilmente con hierro, cromo, cobalto y otros metales, mejorando así su rendimiento.

Autor：David Ross

Con más de 17 años de experiencia en pulvimetalurgia y ciencia de los materiales, estoy especializado en aplicaciones metálicas de alto rendimiento. Mi pasión es explorar cómo materiales como el níquel en polvo impulsan la innovación en los sectores aeroespacial, electrónico y de fabricación aditiva.