Никелевые порошки ПНК-УТ2: характеристики и применение
Никелевые порошки ПНК-УТ2 — ультратонкий порошок никеля, получаемый карбонильным способом. Марка расшифровывается как «порошок никелевый карбонильный, ультратонкий, тип 2». Материал отличается высокой чистотой (не менее 99,8 % Ni), сферической формой частиц и узким гранулометрическим распределением. Средний размер частиц составляет 0,5–2,0 мкм, насыпная плотность — 0,8–1,5 г/см. Благодаря субмикронному размеру частиц порошок обладает развитой удельной поверхностью, что обеспечивает высокую реакционную способность и низкую температуру спекания.
Технические характеристики
| Параметр | Значение | Метод контроля | Единица | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля никеля | 99,8 | ГОСТ 13047.1 | % | основной компонент |
| Средний размер частиц (D50) | 0,5–2,0 | лазерная дифракция | мкм | узкое распределение |
| Насыпная плотность | 0,8–1,5 | ГОСТ 19440 | г/см | зависит от партии |
| Удельная поверхность | 3,0–7,0 | БЭТ | м/г | высокая активность |
| Массовая доля кислорода | 0,15 | восстановительное плавление | % | оксидная плёнка |
| Температура спекания | 600–900 | дилатометрия | C | в защитной среде |
Области применения
Порошок ПНК-УТ2 востребован в тех процессах, где требуется высокая дисперсность и чистота никеля. Основные направления:
- Производство металлокерамических фильтров и пористых мембран для разделения газовых смесей в нефтехимии.
- Изготовление электродов топливных элементов с твёрдым оксидным электролитом (SOFC), где никель выполняет функцию анодного катализатора.
- Добавка в шихту при спекании жаропрочных сплавов на никелевой основе для повышения плотности и однородности структуры.
- Нанесение токопроводящих покрытий на керамические подложки в производстве многослойных керамических конденсаторов (MLCC).
- Катализаторы гидрирования в нефтепереработке и органическом синтезе.
- Порошковая металлургия: изготовление прецизионных деталей с субмикронной структурой для приборов точной механики.
Технологические особенности
Карбонильный никель ПНК-УТ2 требует восстановительной или инертной атмосферы при термообработке. Водород, аргон или диссоциированный аммиак предотвращают окисление субмикронных частиц. Из-за высокой удельной поверхности порошок склонен к агломерации, поэтому при приготовлении суспензий и паст применяют ультразвуковую дезинтеграцию или ввод поверхностно-активных веществ. Прессование проводят при давлениях 200–600 МПа с последующим спеканием при 700–900 C. Усадка при спекании достигает 15–20 % по линейному размеру, что учитывается при проектировании оснастки.
Для получения токопроводящих паст порошок смешивают с органическим связующим (этилцеллюлоза, акрилаты) и растворителем (терпинеол, бутилкарбитол). Пасты на основе ПНК-УТ2 обеспечивают удельное сопротивление плёнки после вжигания на уровне 10–10 Омсм.
Условия хранения и транспортировки
Порошок хранят в герметичной таре в сухом помещении при температуре не выше 25 C и относительной влажности не более 60 %. Гарантийный срок хранения — 12 месяцев со дня изготовления. При вскрытии упаковки рекомендуется использовать перчатки и респиратор, так как субмикронные частицы никеля могут проникать в дыхательные пути.
Вопросы и ответы
Чем ПНК-УТ2 отличается от ПНК-УТ1?
ПНК-УТ2 имеет более узкое гранулометрическое распределение и меньший средний размер частиц (0,5–2,0 мкм против 1,0–3,0 мкм у ПНК-УТ1), что обеспечивает более высокую удельную поверхность и активность при спекании.
Какая атмосфера необходима при спекании ПНК-УТ2?
Рекомендуется водород, аргон или диссоциированный аммиак. Присутствие кислорода приводит к образованию оксидной плёнки и снижению механических свойств спечённого материала.
Можно ли использовать ПНК-УТ2 для токопроводящих паст?
Да, порошок применяется в составе паст для MLCC и гибридных интегральных схем. Удельное сопротивление после вжигания при 850 C составляет 10–10 Омсм.
Какой срок хранения порошка ПНК-УТ2?
12 месяцев в герметичной упаковке при температуре не выше 25 C и влажности до 60 %. При длительном хранении возможно окисление поверхности частиц.
