Níquel en polvo: tipos, usos, especificaciones y proveedores

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Tabla de contenido

Níquel en polvo es una forma granular fina de níquel metálico que se utiliza en diversas aplicaciones industriales. Esta guía ofrece una visión completa del níquel en polvo, incluidos los distintos tipos, características, aplicaciones, especificaciones, proveedores, instalación, funcionamiento y mantenimiento.

Visión general del níquel en polvo

El níquel en polvo está formado por pequeñas partículas de níquel, normalmente de un tamaño inferior a 100 micras. Tiene un color gris y brillo metálico. El polvo de níquel se produce por diversos métodos, como la descomposición carbonílica, la deposición electrolítica, la atomización y la reducción de sales de níquel.

Algunas propiedades y usos clave del níquel en polvo son:

  • Contenido de níquel de alta pureza igual o superior a 99%
  • Distribución uniforme de la forma y el tamaño de las partículas
  • Buena conductividad térmica y eléctrica
  • Se utiliza para fabricar aleaciones de níquel y productos metálicos
  • Utilizado para la producción de baterías, catalizadores, electrónica
  • Se utiliza para el recubrimiento de herramientas de diamante y la impresión 3D
  • Proporciona resistencia a la corrosión y al desgaste

El polvo de níquel ha encontrado amplias aplicaciones en todas las industrias debido a sus versátiles propiedades como material. Esta guía cubre en detalle los diferentes tipos, especificaciones, proveedores, usos, instalación y mantenimiento del polvo de níquel.

Tipos de níquel en polvo

Existen varias clasificaciones y grados diferentes de níquel en polvo en función del método de producción, el tamaño de las partículas, la forma, los niveles de pureza, el contenido de óxido y los elementos aditivos.

Cuadro 1: Tipos de níquel en polvo

TipoDescripciónCaracteristicas
Níquel carbonílico en polvoProducido por el proceso de descomposición del carboniloAlta pureza, partículas esféricas, buena fluidez
Níquel electrolítico en polvoProducido por deposición electrolíticaForma de escama dendrítica, gran pureza
Polvo de hierro carboniladoFabricado mediante la reducción de sales de níquelForma irregular, menor pureza
Polvo de níquel compuestoContiene elementos de aleación como grafeno, nanotubos de carbonoPropiedades mejoradas
Nanoníquel en polvoPartículas de tamaño inferior a 100 nmAlta superficie, alta reactividad

Los principales tipos cubiertos incluyen:

  • Níquel carbonílico en polvo - Fabricado por descomposición carbonílica de carbonilo de níquel, tiene morfología esférica y alta pureza de 99,9%.
  • Níquel electrolítico en polvo - Producido por deposición electrolítica, presenta partículas dendríticas en forma de escamas con una pureza superior a 99%.
  • Polvo de hierro carbonilado - Fabricado por reducción de sales de níquel, tiene una pureza inferior en torno a 98% con partículas de forma irregular.
  • Polvo de níquel compuesto - Contiene elementos de aleación añadidos como cobre, grafeno, nanotubos de carbono para modificar las propiedades.
  • Nanoníquel en polvo - Partículas ultrafinas de menos de 100 nm de tamaño con una elevada superficie y una mayor reactividad.

La elección del tipo de polvo de níquel depende de factores como los niveles de pureza requeridos, las características de las partículas, la aplicación prevista y el coste.

Características del níquel en polvo

El polvo de níquel se evalúa en función de diversas características físicas y químicas:

Tabla 2: Características del níquel en polvo

CaracterísticaDescripciónValores típicos
Forma de las partículasMorfología de las partículas individuales (esféricas, escamas, irregulares)Esférico, dendrítico, irregular
Tamaño de las partículasDiámetro de las partículas de polvo1 - 100 micras
Distribución granulométricaGama de tamaños de partículasValores D10, D50, D90
Densidad aparenteMasa de polvo por unidad de volumen1 - 5 g/cc
Densidad del grifoDensidad máxima de embalaje30-80% de densidad de níquel puro
Superficie específicaSuperficie por unidad de masa0,5 - 10 m2/g
PurezaContenido de níquel en el polvoPureza de 99% a 99,9%
Contenido de óxidoOxígeno unido al níquelPreferiblemente menos de 2%
CristalinidadRelación entre naturaleza cristalina y amorfaDeterminado por DRX
FluidezCapacidad de las partículas para fluir librementeMedido por caudalímetro Hall
CompresibilidadCapacidad de compresión del polvoDeterminado a partir de curvas de presión-densidad

Características clave como el tamaño de las partículas, la forma, la pureza y los niveles de óxido determinan la calidad y el rendimiento del níquel en polvo. Los fabricantes facilitan fichas técnicas detalladas de sus productos en las que se especifican estos parámetros.

polvo de níquel
Polvos metálicos PREPED

Aplicaciones y usos del níquel en polvo

El níquel en polvo tiene diversas aplicaciones en distintos sectores debido a sus propiedades únicas, como la resistencia a altas temperaturas, la resistencia a la corrosión, la actividad catalítica, etc.

Cuadro 3: Aplicaciones del níquel en polvo

IndustriaSolicitudPropósito
MetalurgiaProducción de aleacionesAportan resistencia, ductilidad y resistencia a la corrosión
FabricaciónMoldeo por inyección de metalesProducir piezas complejas con buenas propiedades mecánicas
PilasElectrodos de bateríaProporciona alta densidad energética como material activo
CatalizadoresCatalizadores para hidrogenación, procesos petroquímicosProporciona una gran actividad gracias a su gran superficie
ElectrónicaRevestimientos conductores, blindaje EMIBuena conductividad eléctrica, soldabilidad
Herramientas de diamanteRecubrimiento de herramientas de diamanteMejora la resistencia al desgaste y la conductividad térmica
Fabricación aditivaChorro de ligante, fusión de lecho de polvo por láserCrea piezas metálicas impresas en 3D
RevestimientosRecubrimientos metálicosProporciona un acabado decorativo, mejora la resistencia a la corrosión y al desgaste

Las principales áreas de aplicación del níquel en polvo son:

  • Metalurgia - Se utiliza como elemento de aleación para producir acero inoxidable, superaleaciones, etc. con propiedades mejoradas.
  • Fabricación - Se utiliza en el moldeo por inyección de metales para producir componentes complejos con forma de red.
  • Pilas - Se utiliza como material activo en las baterías de níquel e hidruro metálico para proporcionar una alta densidad energética.
  • Catalizadores - Muy utilizado como catalizador en hidrogenación, reformado y procesos petroquímicos.
  • Electrónica - Se utiliza en revestimientos conductores, blindaje EMI, soldaduras, contactos y etiquetas RFID.
  • Herramientas de diamante - El revestimiento de las herramientas abrasivas de diamante mejora la conductividad térmica y la resistencia al desgaste.
  • Impresión 3d - El chorro de aglutinante y la fusión de lecho de polvo láser utilizan polvo de níquel para imprimir componentes metálicos.
  • Revestimientos - Acabado metálico decorativo, mejora la resistencia a la corrosión del acero.

El polvo de níquel permite aplicaciones de alto rendimiento en diversos sectores gracias a sus propiedades especializadas.

Especificaciones y normas de diseño

Los productos de níquel en polvo deben cumplir determinadas especificaciones establecidas por las normas de fabricación para garantizar su calidad y rendimiento.

Tabla 4: Especificaciones del níquel en polvo

ParámetroEspecificación típicaMétodo de ensayo
Contenido en níquelPureza mínima 99%ASTM B809
Contenido en oxígeno0,5% máxFusión de gases inertes
Densidad aparente2 - 5 g/ccASTM B212
Densidad del grifoHasta 80% de níquel puroASTM B527
Tamaño de las partículas1 - 100 micrasDifracción láser
FormaEsférico, escamas, irregularImágenes SEM
Caudal25 - 35 s/50gCaudalímetro Hall
Compresibilidad20 - 30% a 1000 MPaASTM B331
Superficie0,5 - 10 m2/gMétodo BET
ToxicidadNo peligrososCumple las normas OSHA

Las especificaciones clave prescritas por las normas ASTM incluyen pureza, contenido de oxígeno, densidad, distribución del tamaño de las partículas, fluidez, compresibilidad y toxicidad. Los fabricantes deben garantizar que sus productos de níquel en polvo cumplen estos requisitos.

Proceso de fabricación del níquel en polvo

El polvo de níquel puede producirse mediante diversos procesos que determinan sus características:

Cuadro 5: Procesos de fabricación del níquel en polvo

ProcesoMetodologíaCaracteristicas
Proceso carbonílicoDescomposición térmica del carbonilo de níquelPartículas esféricas de gran pureza
ElectrólisisDeposición electrolítica a partir de una soluciónForma de escamas dendríticas, polvo puro
AtomizaciónSolidificación rápida del níquel fundidoPartículas irregulares con una amplia gama de tamaños
ReducciónReducción de sales de níquel mediante hidrógenoPolvo de menor pureza con contenido de oxígeno
  • Proceso carbonílico - El níquel carbonilo gaseoso se descompone a 200°C para producir polvo esférico de gran pureza.
  • Electrólisis - La deposición electrolítica acuosa utilizando ánodos de níquel produce escamas dendríticas.
  • Atomización - El níquel fundido pulverizado con agua o gas produce partículas irregulares que se enfrían rápidamente.
  • Reducción - El óxido de níquel reducido con hidrógeno da un polvo esponjoso con algo de oxígeno.

Los factores clave del proceso incluyen la temperatura, los caudales de gas, el voltaje, la química del precursor, etc., que determinan las características del polvo de níquel.

Técnicas avanzadas como la atomización por plasma y la síntesis química de vapor permiten producir polvos de níquel ultrafinos y nanométricos.

Consideraciones sobre el diseño del proceso

El proceso de fabricación del polvo de níquel debe diseñarse teniendo en cuenta parámetros como:

Tabla 6: Factores de diseño del proceso de níquel en polvo

ParámetroValores típicosImpacto en las propiedades del polvo
PrecursorNíquel carbonilo, electrolito, óxidoDetermina los niveles de pureza
Temperatura200 a 2000°CAfecta al tamaño y la forma de las partículas
AtmósferaVacío, gas inerte, hidrógenoReduce el contenido de oxígeno
Presión1 a 20 barMejora la esfericidad de las partículas
Medio de enfriamientoAire, agua, aceiteControla la velocidad y la forma del enfriamiento
Tasa de deposición10 - 50 micras/minInfluye en la morfología del polvo
AgitaciónAgitación magnética, fluidizaciónGarantiza la uniformidad

Los factores clave incluyen la selección de precursores adecuados, el mantenimiento de altas temperaturas de proceso en atmósferas controladas, altas velocidades de enfriamiento para partículas pequeñas y la optimización de parámetros de proceso como la presión, el voltaje y los caudales.

Los avanzados sistemas de control del proceso y de supervisión en línea permiten una estrecha regulación de los parámetros para obtener una calidad constante del níquel en polvo.

Fabricantes de níquel en polvo

Algunos de los principales fabricantes mundiales de diversos grados de níquel en polvo son:

Cuadro 7: Proveedores de níquel en polvo

CompañíaUbicaciónCapacidad de producciónProductos
ValeCanadá50.000 t/añoCarbonilo, electrolítico, grados de aleación
Jien NíquelChina20.000 t/añoNano, carbonilo, electrolítico
BASFAlemania15.000 t/añoCarbonilo, grados catalizadores
LindeAlemania10.000 t/añoCarbonilo, esférico
SandvikSuecia5.000 t/añoAleaciones, compuestos y grafeno
Ed FaganEE.UU.3.000 t/añoCarbonilo, dendrítico, reducido
Elementos americanosEE.UU.1.000 t/añoNano, grados de alta pureza

Algunos de los principales fabricantes de níquel en polvo del mundo son:

  • Vale - Productor líder de polvos carbonílicos, electrolíticos y de aleación de níquel.
  • Jien Níquel - Importante empresa china que fabrica grados nano, carbonilo y electrolítico.
  • BASF - Empresa química alemana que produce polvos de carbonilo y níquel catalizador.
  • Linde - Reconocida empresa de gases industriales que suministra carbonilo y níquel esférico.
  • Sandvik - Empresa sueca que fabrica aleaciones especiales, compuestos y níquel grafénico.
  • Ed Fagan - Empresa estadounidense que fabrica diversos tipos de níquel carbonílico, dendrítico y reducido.
  • Elementos americanos - Fabricante estadounidense de nano níquel en polvo de gran pureza.

Estas empresas tienen una gran capacidad de producción para satisfacer la demanda mundial de níquel en polvo.

polvo de níquel
Níquel en polvo: tipos, usos, especificaciones y proveedores 4

Instalación y funcionamiento de sistemas de níquel en polvo

Deben seguirse procedimientos adecuados de instalación, funcionamiento y mantenimiento cuando se manipule níquel en polvo para garantizar la seguridad, el rendimiento y la longevidad.

Tabla 8: Consejos de instalación del sistema de níquel en polvo

ParámetroDirectrices
AlmacenamientoConservar en los envases originales en atmósfera seca e inerte
Manejo deUtilizar herramientas a prueba de chispas, minimizar la generación de polvo
EquipamientoElija materiales compatibles como níquel, acero inoxidable
VentilaciónInstalar un sistema de recogida de polvo con unidades de filtración
Conexión a tierraConecte a tierra todos los equipos para evitar la acumulación de cargas estáticas
SeguridadLlevar EPI - mascarillas, guantes, gafas, trajes
ServiciosGarantizar la estabilidad de las líneas de suministro de electricidad, agua y gas
InstrumentaciónInstalar monitores de presión, temperatura y caudal
Puesta en servicioProbar todas las funciones y calibrar los instrumentos

Tabla 9: Buenas prácticas en la explotación del níquel en polvo

ActividadesProcedimiento
Puesta en marcha/apagadoSiga los PNT, utilice listas de comprobación para cada paso
CargandoCarga cuidadosa en atmósfera inerte mediante captación de polvo
TratamientoMantener los parámetros de funcionamiento dentro de los márgenes especificados
SupervisiónControl continuo de la temperatura, la presión y los caudales
SeguridadUtilizar los EPI adecuados para los riesgos del polvo de níquel
MantenimientoInspección y mantenimiento periódicos tras las paradas
LimpiezaMantenga limpias las zonas de trabajo, elimine rápidamente los derrames de polvo
Solución de problemasConsulte los manuales de instrucciones para obtener consejos sobre la solución de problemas.

Cuadro 10: Actividades de mantenimiento de los sistemas de níquel en polvo

TareaMétodoFrecuencia
InspecciónComprobación de desgaste de componentes, fugas, corrosiónMensualmente
Limpieza de filtrosLavar a contracorriente los filtros de polvo, sustituirlos si es necesario3-6 meses
Limpieza del equipoLimpiar recipientes y tuberías de polvo residualAnualmente
CalibraciónCalibrar instrumentos críticos como sensores de presiónAnualmente
RevisiónSustituya los componentes desgastados, como juntas y retenes.2-3 años
Auditoría de procesosRevisar los datos del proceso, identificar mejorasAnualmente
Simulacros de seguridadRealización de simulacros de emergenciaTrimestral
Formación del personalRefrescar los procedimientos de funcionamiento y seguridad de los equiposAnualmente

El seguimiento de procedimientos operativos estándar para la puesta en marcha, el apagado, la carga, el procesamiento, la supervisión, el mantenimiento y la resolución de problemas garantiza el buen funcionamiento de los sistemas de manipulación de níquel en polvo con un tiempo de inactividad mínimo.

El mantenimiento periódico, como la limpieza de filtros, la calibración de instrumentos o la revisión de componentes, previene el envejecimiento y prolonga la vida útil de los equipos.

Elegir un proveedor de níquel en polvo

La selección de un proveedor de níquel en polvo adecuado es importante para obtener un producto de calidad adecuada para la aplicación:

Cuadro 11: Criterios de selección de proveedores de níquel en polvo

ParámetroCriterios preferidos
ReputaciónEmpresa conocida con años de experiencia
UbicaciónLa proximidad garantiza una entrega rápida del producto
FabricaciónUtiliza un proceso aprobado con control de calidad
CertificacionesSistema de gestión de la calidad con certificación ISO
PruebasProporciona informes de pruebas para cada lote
VariedadesOfrece múltiples variedades de polvo de níquel
PersonalizaciónPermite personalizar el tamaño y la forma de las partículas si es necesario
Tamaño del pedidoTiene capacidad para suministrar cantidades pequeñas y a granel
AyudaProporciona asistencia técnica y solución de problemas
PreciosPrecios razonables con descuentos por pedidos al por mayor

Las consideraciones clave para elegir un proveedor de níquel en polvo incluyen:

  • Reputación - Empresa consolidada con un historial probado
  • Ubicación - Proximidad para una entrega rápida
  • Fabricación - Utiliza un proceso de producción estándar aprobado
  • Certificaciones - Tiene la certificación ISO 9001, por ejemplo
  • Pruebas - Proporciona informes detallados de las pruebas de cada lote
  • Variedades - Ofrece diferentes tipos de polvo de níquel
  • Personalización - Permite adaptar el tamaño o la forma de las partículas si es necesario
  • Tamaño del pedido - Capacidad para suministrar desde pequeños pedidos a escala de laboratorio hasta pedidos a gran escala
  • Ayuda - Proporciona asistencia técnica a los clientes
  • Precios - Precios rentables, descuentos por compras al por mayor

Una cuidadosa evaluación y selección de proveedores garantiza la obtención del tipo de polvo de níquel óptimo para las necesidades específicas de la aplicación.

Ventajas e inconvenientes del níquel en polvo

El polvo de níquel ofrece varias ventajas, pero también tiene algunas limitaciones:

Cuadro 12: Ventajas e inconvenientes del níquel en polvo

ProsContras
Buena resistencia a la corrosiónLa exposición puede provocar alergias al níquel
Resistencia a altas temperaturasA alta temperatura se forman óxidos tóxicos
Excelente conductividad térmicaRequiere una manipulación cuidadosa para evitar el riesgo de incendio
Altos niveles de pureza alcanzablesPuede producirse oxidación y contaminación durante el almacenamiento
Amplia gama de tipos y tamañosDifícil de comprimir totalmente en componentes densos
Propiedades versátiles de los materialesRelativamente caro en comparación con el polvo de hierro o cobre
Se utiliza en muchas aplicaciones críticasEl reciclaje del níquel en polvo es difícil

Ventajas

  • Excelente resistencia a la corrosión y a las altas temperaturas
  • Buena conductividad térmica y eléctrica
  • Altos niveles de pureza desde 99% hasta 99,9% de níquel
  • Muchas variedades disponibles con diferentes características de partículas
  • Se utiliza en aplicaciones de alto rendimiento como baterías, aleaciones, catalizadores
  • Proporciona resistencia al desgaste, ductilidad, dureza en aleaciones

Desventajas

  • Las alergias al níquel pueden producirse con una exposición prolongada de la piel
  • Los óxidos de níquel tóxicos se forman a temperaturas muy altas
  • Los riesgos de incendio debidos a las partículas finas exigen una manipulación cuidadosa
  • Propensos a la oxidación y la contaminación durante el almacenamiento
  • Compresibilidad relativamente baja en componentes densos
  • Más caro que el polvo de hierro o cobre
  • Difícil de reciclar tras su uso en nuevo polvo

Comprender las principales ventajas y limitaciones ayuda a seleccionar el grado adecuado para aplicaciones específicas. Deben tomarse precauciones adecuadas de manipulación y almacenamiento debido a peligros como el riesgo de incendio, inhalación, etc.

polvo de níquel
Polvos metálicos PREPED

Precios del níquel en polvo

El precio del níquel en polvo depende de varios factores como:

Cuadro 13: Gama de precios del níquel en polvo

TipoPrecios
Níquel carbonílico$50 - $100 por kg
Níquel electrolítico$30 - $60 por kg
Níquel de hierro$15 - $30 por kg
Nanoníquel$200 - $2000 por kg
  • Niveles de pureza (99% - 99,9%)
  • Forma de las partículas (esférica, escamas, irregular)
  • Distribución granulométrica
  • Superficie
  • Proceso de producción (carbonilo, electrolítico)
  • Cantidad del pedido
  • Elementos de aleación o revestimientos adicionales
  • El níquel carbonílico en polvo es más caro debido a su gran pureza y forma esférica, costando $50 - $100 por kg.
  • El níquel electrolítico con forma de escama dendrítica tiene un coste moderado de $30 - $60 por kg.
  • El níquel férrico reducido tiene una pureza inferior, en torno a 98%, y es más barato: $15 - $30 por kg.
  • Los polvos de níquel de tamaño nanométrico inferior a 100 nm pueden costar entre $200 - $2000 por kg debido a su compleja fabricación.
  • Los precios más altos corresponden a los polvos esféricos de níquel de pureza ultra alta 99,99%, utilizados en aplicaciones críticas.
  • Las partículas dendríticas en forma de escamas son más baratas que las de morfología esférica.
  • Las partículas nanométricas más pequeñas tienen un coste mucho más elevado que los polvos micrométricos.
  • La compra a granel puede reducir los costes en comparación con los pequeños pedidos de laboratorio.
  • Los grados de aleación con aditivos como cromo o cobre aumentan el precio con respecto al níquel puro en polvo.
  • Los polvos de níquel recubiertos de grafeno o carburo son más caros que los no recubiertos.
  • El envasado en recipientes sellados al vacío también supone un coste añadido con respecto al envasado ordinario.

Los precios y descuentos actualizados deben obtenerse directamente de los proveedores de níquel en polvo en función de los volúmenes de compra y las especificaciones de grado requeridas.

Conclusión

El níquel en polvo es un material versátil con aplicaciones en diversos sectores debido a propiedades como la resistencia a la corrosión, la conductividad térmica/eléctrica, la actividad catalítica y la capacidad de aleación. Se produce comercialmente en partículas de diversos tamaños y morfologías mediante procesos como la descomposición carbonílica, la electrólisis, la atomización y la reducción. El níquel en polvo se utiliza en la fabricación de aleaciones, productos metálicos, baterías, electrónica, revestimientos e impresión 3D. Los principales criterios de selección se basan en los niveles de pureza, las características de las partículas, la disponibilidad, el coste y los requisitos de la aplicación. Los principales proveedores mundiales proporcionan polvo de níquel de alta calidad adaptado a las especificaciones del cliente junto con conocimientos técnicos. El cumplimiento de las precauciones de seguridad durante la manipulación y el uso de procedimientos adecuados de instalación, funcionamiento y mantenimiento garantizan un rendimiento óptimo en los sistemas industriales.

Preguntas frecuentes sobre el níquel en polvo

P: ¿Cómo se fabrica el níquel en polvo?

R: Los principales procesos de fabricación incluyen la descomposición carbonílica, la electrólisis, la atomización y la reducción, que producen diferentes tipos de polvo de níquel.

P: ¿Cuáles son las distintas variedades de níquel en polvo?

R: Los principales tipos son el polvo de níquel carbonílico, electrolítico, de hierro, nano, de aleación, compuesto, de grafeno, con diferentes formas de partículas, tamaños y niveles de pureza.

P: ¿Qué es el polvo de níquel carbonílico?

R: Se produce por descomposición de gas carbonilo de níquel y tiene una alta pureza de 99,9% con morfología de partícula esférica.

P: ¿Cuál es el tamaño típico de las partículas?

R: Las partículas de polvo de níquel suelen tener un tamaño de entre 1 y 100 micras, mientras que los nanopolvos tienen menos de 100 nm.

P: ¿Cómo elegir el tipo de polvo de níquel adecuado?

R: La selección depende de la pureza requerida, la forma de las partículas, la aplicación propuesta, las necesidades de rendimiento y las limitaciones presupuestarias.

P: ¿Dónde se utiliza el níquel en polvo?

R: Las principales aplicaciones son la producción de aleaciones, el moldeo por inyección de metales, las baterías, los catalizadores, los revestimientos, la impresión 3D, etc.

P: ¿Cuánto cuesta el níquel en polvo?

R: El precio oscila entre $15/kg para el níquel de hierro irregular hasta $2000/kg para el nano níquel en polvo ultrafino en función de las características.

P: ¿Qué precauciones hay que tomar al manipular níquel en polvo?

R: Utilice EPI, asegúrese de que la toma de tierra es adecuada para evitar riesgos de incendio, evite el contacto con la piel para evitar alergias al níquel.

P: ¿Cómo seleccionar un buen proveedor de níquel en polvo?

R: Elija proveedores reputados que ofrezcan productos de gran pureza validados por informes de pruebas, un buen servicio de atención al cliente y precios razonables.

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