Никелевый порошок ПНЭ-3: характеристики и применение
Никелевый порошок ПНЭ-3 — электролитический дисперсный материал, получаемый методом катодного осаждения с последующим механическим измельчением. Классификация ПНЭ-3 относится к порошкам с удельной поверхностью 0,4–0,8 м/г и насыпной плотностью 1,5–2,2 г/см. В отличие от карбонильных марок (ПНК-1, ПНК-2), электролитический никель ПНЭ-3 характеризуется дендритной морфологией частиц с развитой шероховатой поверхностью, что обеспечивает повышенную механическую адгезию при формировании покрытий и компактировании.
Химический состав и гранулометрия
Массовая доля никеля в ПНЭ-3 составляет не менее 99,5 %. Контролируемые примеси ограничены следующими значениями: железо — до 0,15 %, кобальт — до 0,15 %, медь — до 0,05 %, цинк — до 0,01 %. Суммарное содержание кислорода в частицах не превышает 0,3 %, что достигается за счет низкой пористости электролитического осадка.
Гранулометрический состав ПНЭ-3 регламентируется ситовым анализом:
- остаток на сите 016 — не более 1 %;
- остаток на сите 01 — не более 15 %;
- проход через сито 0056 — не менее 60 %;
- средний размер частиц — 40–63 мкм.
Технологические свойства
Форма частиц ПНЭ-3 — неправильная, дендритная, с шероховатой поверхностью. Такая морфология обеспечивает высокую прессуемость: при давлении 400 МПа относительная плотность брикета достигает 85–88 %. Усадка при спекании в водороде при 1200 C составляет 12–18 %, что позволяет получать детали с плотностью 96–98 % от теоретической.
Порошок обладает удовлетворительной текучестью — 4,5–6,0 с/50 г по воронке Холла, что допускает его использование в процессах автоматизированной дозировки. Угол естественного откоса — 38–42.
| Параметр | Значение для ПНЭ-3 | Метод контроля | Типичное применение | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Насыпная плотность | 1,5–2,2 г/см | ГОСТ 19440 | Прессование анодов | Без вибрации |
| Удельная поверхность | 0,4–0,8 м/г | БЭТ (ГОСТ 23401) | Каталитические системы | Низкопористая структура |
| Содержание Ni | 99,5 % | ГОСТ 9721 | Химическая промышленность | Электролитический рафинат |
| Форма частиц | Дендритная | Микроскопия | Плакирование | Развитая поверхность |
Отрасли применения
ПНЭ-3 востребован в производствах, где требуется высокая чистота никелевой основы и контролируемая морфология частиц:
- производство пористых электродов для щелочных аккумуляторов (КН-серия) — дендритная структура обеспечивает развитую активную поверхность;
- изготовление анодов для гальванических ванн никелирования, в том числе в барабанных и колокольных установках;
- порошковая металлургия — спеченные фильтры, пористые вкладыши, фрикционные материалы на никелевой связке;
- катализаторы гидрирования в химической промышленности, где активность определяется удельной поверхностью частиц;
- производство никелевых красок и токопроводящих паст для толстопленочной электроники.
Условия хранения и транспортировки
ПНЭ-3 поставляется в герметичной таре — стальных барабанах с полиэтиленовыми вкладышами или в мягких контейнерах МКР с внутренним пакетом. Материал гигроскопичен: адсорбция влаги на развитой поверхности частиц приводит к снижению прессуемости и ухудшению спекаемости. Рекомендуемый срок хранения в невскрытой упаковке — 12 месяцев при относительной влажности воздуха не более 75 %. Перед использованием порошок, хранившийся длительно, подлежит сушке при 100–120 C в течение 2 часов в восстановительной атмосфере.
Вопросы и ответы
Чем ПНЭ-3 отличается от карбонильного никелевого порошка ПНК-1?
ПНЭ-3 получают электролитическим осаждением, частицы имеют дендритную форму с развитой поверхностью. ПНК-1 производят термическим разложением карбонила никеля, частицы сферические, с гладкой поверхностью и меньшей удельной поверхностью — 0,2–0,5 м/г. ПНЭ-3 предпочтителен для прессования и спекания, ПНК-1 — для процессов, требующих высокой текучести.
Какое давление прессования оптимально для ПНЭ-3?
Для получения брикетов с относительной плотностью 85–88 % рекомендуется давление 350–450 МПа. При повышении давления до 600 МПа плотность возрастает незначительно, но увеличивается износ пресс-оснастки из-за абразивного воздействия дендритных частиц.
В каких средах спекают изделия из ПНЭ-3?
Спекание проводят в атмосфере сухого водорода с точкой росы не выше –40 C или в вакууме 10–10 Па. Температурный режим — 1150–1250 C с выдержкой 1–2 часа. Присутствие кислорода в печной атмосфере недопустимо из-за образования оксидной пленки на частицах.
Допустимо ли использование ПНЭ-3 в пищевом оборудовании?
Да, при условии, что конечное изделие соответствует требованиям ТР ТС 005/2011 по миграции никеля. Сам порошок не имеет пищевого допуска, регламентируется только готовое покрытие или спеченная деталь после контроля выделения ионов никеля в модельные среды.
