ニッケル粉:種類、用途、仕様、サプライヤー

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目次

ニッケル粉 は、様々な工業用途に使用される微粒状のニッケル金属です。このガイドでは、ニッケルパウダーの種類、特徴、用途、仕様、サプライヤー、設置、操作、メンテナンスなど、ニッケルパウダーの包括的な概要を説明しています。

ニッケルパウダーの概要

ニッケルパウダーは、通常100ミクロン以下の小さなニッケル粒子で構成されている。色は灰色で、金属光沢がある。ニッケル粉末は、カルボニル分解、電解析出、アトマイズ、ニッケル塩の還元など、さまざまな方法で製造される。

ニッケル粉の主な特性と用途には、以下のようなものがある:

  • 99%以上の高純度ニッケル含有量
  • 均一な粒子形状と粒度分布
  • 優れた熱伝導性と電気伝導性
  • ニッケル合金および金属製品の製造に使用される。
  • 電池、触媒、エレクトロニクスの製造に使用される。
  • ダイヤモンド工具コーティングと3Dプリンティングに使用
  • 耐食性と耐摩耗性を提供

ニッケル粉末は、その汎用性の高い材料特性により、幅広い産業分野で使用されています。このガイドでは、ニッケルパウダーの種類、仕様、サプライヤー、用途、設置、メンテナンスについて詳しく説明します。

ニッケルパウダーの種類

ニッケル粉には、製造方法、粒度、形状、純度、酸化物含有量、添加元素などに基づいて、いくつかの異なる分類と等級があります。

表1:ニッケル粉の種類

タイプ説明特徴
カルボニルニッケル粉カルボニル分解プロセスにより生成高純度、球状粒子、良好な流動性
電解ニッケル粉電解析出法により製造樹枝状フレーク形状、高純度
カルボニル鉄粉ニッケル塩を還元して作られる不規則な形状、純度低下
複合ニッケル粉グラフェン、カーボンナノチューブなどの合金元素を含む強化された特性
ナノニッケル粉粒子径100nm以下高表面積、高反応性

主な種類は以下の通り:

  • カルボニルニッケル粉 – ニッケルカルボニルのカルボニル分解により製造され、球状形態を有し、99.9%の高純度。
  • 電解ニッケル粉 – 電解析出法により製造され、純度99%以上の樹枝状フレークのような粒子を有する。
  • カルボニル鉄粉 – ニッケル塩の還元によって作られ、不規則な形状の粒子を持つ98%前後の低純度を持っています。
  • 複合ニッケル粉 –銅、グラフェン、カーボンナノチューブなどの合金元素を添加し、特性を変更。
  • ナノニッケル粉 – 100 nm以下の超微粒子は、高い表面積を持ち、反応性が向上している。

ニッケル粉末の種類は、要求される純度レベル、粒子特性、用途、コストなどの要因によって異なります。

ニッケル粉末の特徴

ニッケル粉は、さまざまな物理的・化学的特性に基づいて評価される:

表2:ニッケル粉末の特性

特徴説明代表値
粒子形状個々の粒子の形態(球状、薄片状、不規則)球状、樹枝状、不規則
粒子径粉末粒子の直径1 – 100 ミクロン
粒度分布粒子径の範囲D10、D50、D90の値
見かけ密度単位体積当たりの粉末質量1 – 5 g/cc
タップ密度最大梱包密度純ニッケル密度の30~80
比表面積単位質量当たりの表面積0.5 – 10 m2/g
純度粉末中のニッケル含有量純度99%~99.9
酸化物含有量ニッケルと結合した酸素好まれるのは2%未満
結晶性結晶性と非結晶性の比率XRDによる測定
流動性粒子が自由に流れる能力ホール流量計による測定
圧縮性粉体の圧縮能力圧力-密度曲線から決定

粒子径、形状、純度、酸化物レベルなどの主要な特性 が、ニッケル粉末の品質と性能を決定します。メーカー各社は、これらのパラメータを明記した詳細なテクニカルデータシートを製品に提供しています。

ニッケルパウダー
金属粉末

ニッケル粉末の用途と使用

ニッケルパウダーは、耐高温性、耐食性、触媒活性などのユニークな特性により、様々な産業で多様な用途に使用されている。

表3:ニッケル粉末の用途

産業申し込み目的
冶金学合金製造強度、延性、耐食性の付与
製造業金属射出成形優れた機械的特性を持つ複雑な部品の製造
バッテリーバッテリー電極活物質として高いエネルギー密度を提供
触媒水素化、石油化学プロセス用触媒大きな表面積により高い活性を提供
エレクトロニクス導電性コーティング、EMIシールド良好な導電性、はんだ付け性
ダイヤモンド工具ダイヤモンド工具コーティング耐摩耗性と熱伝導性を高める
積層造形バインダージェッティング、レーザー粉末床溶融法3Dプリントされた金属部品を作成
コーティングメタリックコーティング装飾仕上げ、耐食性、耐摩耗性の向上

ニッケル粉の主な用途は以下の通り:

  • 冶金学 - 合金元素として使用され、より優れた特性を持つステンレス鋼、超合金などを製造する。
  • 製造業 - 金属射出成形において、複雑なネットシェイプの部品を製造するために使用される。
  • バッテリー ニッケル水素電池の活物質として使用され、高いエネルギー密度を実現。
  • 触媒 - 水素化、改質、石油化学プロセスの触媒として広く使用。
  • エレクトロニクス - 導電性コーティング、EMIシールド、はんだ、接点、RFIDタグに使用。
  • ダイヤモンド工具 - ダイヤモンド砥粒工具へのコーティングは、熱伝導性と耐摩耗性を向上させる。
  • 3Dプリンティング - バインダージェットとレーザー粉末床融合法は、ニッケル粉末を使用して金属部品を印刷する。
  • コーティング - 装飾的な金属仕上げで、スチールの耐食性を向上させる。

ニッケル粉末は、その特殊な特性により、様々な分野での高性能用途を可能にする。

仕様と設計基準

ニッケルパウダー製品は、品質と性能を保証するために、製造基準で定められた一定の仕様を満たさなければならない。

表4:ニッケル粉末の仕様

パラメータ代表的な仕様試験方法
ニッケル含有量純度99%以上ASTM B809
酸素含有量0.最大5不活性ガス融解
見かけ密度2 - 5 g/ccASTM B212
タップ密度純ニッケル最大80ASTM B527
粒子径1~100ミクロンレーザー回折
形状球状、薄片状、不規則SEMイメージング
流量25~35秒/50gホール流量計
圧縮性1000MPaで20~30ASTM B331
表面積0.5 - 10 m2/gBET法
毒性非危険物OSHA基準に準拠

ASTM規格で規定されている主な仕様には、純度、酸素含有量、密度、粒度分布、流動性、圧縮性、毒性などがあります。メーカーは、自社のニッケル粉製品がこれらの要件を満たしていることを確認する必要があります。

ニッケルパウダー製造工程

ニッケル粉末は、その特性を決定するさまざまな工程を経て製造される:

表5:ニッケルパウダーの製造工程

プロセス方法論特徴
カルボニルプロセスニッケルカルボニルの熱分解高純度球状粒子
電解溶液からの電解析出樹枝状フレーク状、純粉末
霧化溶融ニッケルの急速凝固粒径範囲の広い不規則な粒子
削減水素を用いたニッケル塩の還元酸素を含む低純度パウダー
  • カルボニルプロセス ニッケルカルボニルガスを200℃で分解し、高純度の球状粉末を製造。
  • 電解 – ニッケルアノードを用いた水性電解析出は樹枝状フレークを生成する。
  • 霧化 - 溶融ニッケルに水やガスを吹き付けると、不規則な粒子が急速に冷却される。
  • 削減 – 酸化ニッケルを水素で還元すると、若干の酸素を含むスポンジ状の粉末が得られる。

主なプロセス要因には、ニッケル粉末の特性を決定する温度、ガス流量、電圧、前駆体化学などが含まれる。

プラズマアトマイズや化学気相合成のような高度な技術により、超微粒子やナノニッケル粉末を製造することができる。

プロセス設計の考慮事項

ニッケル粉末の製造工程は、以下のようなパラメータを考慮して設計されなければならない:

表6:ニッケル粉プロセス設計要因

パラメータ代表値粉体特性への影響
前駆体ニッケルカルボニル、電解質、酸化物純度レベルの決定
温度200~2000°C粒子径と形状に影響
雰囲気真空、不活性ガス、水素酸素含有量を減らす
圧力1~20バール粒子の真球度を向上
クエンチ媒体空気、水、油冷却速度と形状をコントロール
蒸着率10~50ミクロン/分粉末の形態に影響
アジテーション磁気攪拌、流動化均一性の確保

主な要因としては、適切な前駆体の選択、制御された雰囲気下でのプロセス温度の高温維持、小粒子のクエンチ速度の高速化、圧力、電圧、流量などのプロセスパラメーターの最適化などが挙げられる。

高度なプロセス制御とオンライン監視システムにより、ニッケル粉の品質を一定に保つためのパラメータを厳密に調整することができます。

ニッケル粉メーカー

様々なグレードのニッケル粉末を製造する世界の主 要メーカーには、以下のようなものがある:

表7:ニッケル粉末サプライヤー

会社概要所在地生産能力製品紹介
ヴェールカナダ50,000トン/年カルボニル、電解、合金グレード
ジエン ニッケル中国20,000トン/年ナノ、カルボニル、電解
BASFドイツ15,000トン/年カルボニル、触媒グレード
リンデドイツ10,000トン/年カルボニル, 球状
サンドビックスウェーデン5,000トン/年合金、複合材料、グラフェン・グレード
エド・フェイガンアメリカ3,000トン/年カルボニル, 樹枝状, 還元型
アメリカの要素アメリカ1,000トン/年ナノ、高純度グレード

世界的なニッケル粉のトップメーカーには以下のようなものがある:

  • ヴェール - カルボニル、電解、合金ニッケル粉末の大手メーカー。
  • ジエン ニッケル - ナノ、カーボニル、電解グレードを製造する中国大手企業。
  • BASF - カルボニルおよび触媒ニッケル粉末を製造するドイツの化学会社。
  • リンデ - カルボニルニッケルと球状ニッケルを供給する有名な産業ガス会社。
  • サンドビック - 特殊合金、複合材料、グラフェンニッケルを製造するスウェーデンの企業。
  • エド・フェイガン - 各種カルボニルニッケル、樹枝状ニッケル、還元ニッケルを製造する米国企業。
  • アメリカの要素 - 米国を拠点とする高純度ナノニッケル粉のメーカー。

これらの企業は、世界的なニッケル粉の需要に応える大規模な生産能力を持っている。

ニッケルパウダー
ニッケル粉:種類、用途、仕様、サプライヤー 4

ニッケル粉体システムの設置と運用

ニッケル粉を取り扱う際は、安全性、性能、寿命を確保するために、適切な設置、操作、メンテナンス手順を守る必要があります。

表8:ニッケルパウダーシステム設置のヒント

パラメータガイドライン
ストレージ元の容器に入れ、乾燥した不活性雰囲気で保管する。
ハンドリング火花防止工具を使用し、粉塵の発生を最小限に抑える。
設備ニッケルやステンレススチールなど、適合する素材を選ぶ
換気ろ過装置を備えた集塵システムの設置
接地静電気の蓄積を防ぐため、すべての機器を接地する
安全性PPEの着用 – 呼吸マスク、手袋、ゴーグル、スーツ
ユーティリティ安定した電力、水道、ガス供給ラインの確保
計装圧力、温度、流量のモニターを設置する
コミッショニングすべての機能をテストし、計測器を校正する

表9:ニッケル粉体操業のベストプラクティス

活動内容手続き
スタートアップ/シャットダウンSOPに従い、各工程でチェックリストを使用する
ローディング不活性雰囲気下での集塵を利用した慎重な積み込み
加工運転パラメータを指定された範囲内に維持する
モニタリング温度、圧力、流量の連続モニタリング
安全性ニッケル粉の危険有害性に適した適切なPPEを使用する。
メンテナンスシャットダウン後の定期点検とメンテナンス
ハウスキーピング作業場所を清潔に保ち、こぼれた粉は速やかに取り除くこと。
トラブルシューティングトラブルシューティングのヒントについては、取扱説明書を参照してください。

表10:ニッケル粉システムのメンテナンス活動

タスク方法頻度
検査部品の摩耗、漏れ、腐食をチェックする毎月
フィルター清掃ダストフィルターを逆洗し、必要に応じて交換する3-6ヶ月
機器洗浄容器、パイプの残留粉の洗浄年間
キャリブレーション圧力センサーなどの重要な機器の校正年間
オーバーホールシール、ガスケットなどの磨耗した部品の交換2~3年
プロセス監査プロセスデータのレビュー、改善点の特定年間
安全訓練模擬防災訓練の実施四半期
スタッフ・トレーニングリフレッシュ機器の操作と安全手順年間

スタートアップ、シャットダウン、ローディング、プロセッシング、モニタリング、メンテナンス、トラブルシューティングの標準操作手順に従うことで、ニッケル粉処理システムが最小限のダウンタイムでスムーズに機能するようになります。

フィルターの清掃、計器の較正、部品のオーバーホールなどの定期的なメンテナンスは、経年劣化を防ぎ、機器の寿命を延ばします。

ニッケル粉末サプライヤーの選択

用途に適した品質の製品を入手するには、適切なニッケル粉サプライヤーを選択することが重要です:

表11:ニッケル粉末サプライヤーの選定基準

パラメータ優先基準
評判長年の経験を持つ有名企業
所在地近接した拠点が迅速な製品供給を実現
製造業品質管理で承認されたプロセスを使用
認証品質マネジメントシステムISO認証
テスト各バッチのテストレポートを提供
品種複数のニッケルパウダーを提供
カスタマイズ必要に応じて、粒子径や形状をカスタマイズできる
注文サイズ少量でも大量でも配送する能力がある
サポート技術支援とトラブルシューティングを行う
価格リーズナブルな価格設定と大量注文割引

ニッケル粉末サプライヤーを選択する際の主な考慮事 項は以下のとおりです:

  • 評判 – 実績のある老舗企業
  • 所在地 - 迅速な配達のための近接性
  • 製造業 - 標準的な承認された製造工程を使用
  • 認証 - 例えばISO9001の認証取得
  • テスト - 各バッチの詳細なテストレポートを提供
  • 品種 - 様々なニッケルパウダーを提供
  • カスタマイズ - 必要に応じて粒子径や形状を調整可能
  • 注文サイズ - 小規模なラボスケールから大量注文まで対応可能
  • サポート - 顧客に技術支援を提供する
  • 価格 - 費用対効果の高い価格設定、大量購入の割引

サプライヤーを慎重に評価・選定することで、特定の用途に最適なニッケル粉末を入手することができます。

ニッケルパウダーの長所と短所

ニッケルパウダーにはいくつかの利点があるが、限界もある:

表12:ニッケルパウダーの長所と短所

長所短所
良好な耐食性ニッケルアレルギー
高温耐性有害な酸化物は高温で生成する
優れた熱伝導性火災の危険を避けるため、取り扱いに注意が必要
高純度レベルが達成可能保管中に酸化や汚染が起こる可能性がある
幅広い種類とサイズ高密度の部品に完全に圧縮するのは難しい
多彩な素材特性鉄粉や銅粉に比べて比較的高価
多くの重要な用途に使用ニッケル粉のリサイクルは難しい

メリット

  • 優れた耐食性と耐高温性
  • 優れた熱伝導性と電気伝導性
  • 99%から99.9%の高純度レベルのニッケル
  • 粒子特性の異なる多くの品種がある
  • 電池、合金、触媒などの高性能用途に使用される。
  • 合金に耐摩耗性、延性、硬度を与える。

デメリット

  • ニッケルアレルギーは長期の皮膚曝露で発症する可能性がある
  • 有害なニッケル酸化物は超高温で生成する
  • 微粒子による火災の危険性があるため、取り扱いには注意が必要である。
  • 保管中に酸化しやすく、汚染されやすい
  • 密度の高い成分への圧縮性が比較的低い
  • 鉄粉や銅粉に比べて高価
  • 使用後、新しい粉末にリサイクルするのが難しい。

主な利点と制限を理解することで、特定の用途に適したグレードを選択することができます。火災や吸入などの危険性があるため、適切な取り扱いと保管上の注意が必要です。

ニッケルパウダー
金属粉末

ニッケルパウダー価格

ニッケル粉の価格は、以下のようないくつかの要因に左右される:

表13:ニッケル粉の価格帯

タイプ価格帯
カルボニルニッケル50 – kgあたり100ドル
電解ニッケルkgあたり$30 – $60
ニッケル鉄kgあたり$15 – $30
ナノニッケル200ドル/kg; 2000ドル/kg
  • 純度レベル (99% – 99.9%)
  • 粒子形状(球状、薄片状、不規則)
  • 粒度分布
  • 表面積
  • 製造工程(カルボニル、電解)
  • 注文数量
  • 追加の合金元素またはコーティング
  • カルボニルニッケル粉末は、純度が高く球状であるため高価であり、1kgあたり50ドルである。
  • 樹枝状フレーク形状の電解ニッケルは、1kgあたり$30–$60と中程度の価格である。
  • 還元鉄ニッケルは純度が98%前後と低く、1kgあたり15ドル–30ドルと安い。
  • 100nm以下のナノサイズのニッケル粉末は、製造が複雑なため、1kgあたり200ドルから2000ドルもする。
  • 価格は、重要な用途に使用される99.99%の超高純度球状ニッケル粉が最も高い。
  • フレーク状の樹枝状粒子は、球状の形態よりも安価である。
  • 小さいナノサイズの粒子は、ミクロンサイズの粉末よりもはるかにコストが高い。
  • 大量に購入することで、小規模なラボ規模の注文に比べて15〜20%のコスト削減が可能である。
  • クロムや銅などの添加物を含む合金グレードは、純ニッケル粉よりも価格が上昇する。
  • グラフェンやカーバイドでコーティングされたニッケル粉末は、コーティングされていないものよりも高価である。
  • 真空密封容器で包装することも、通常の包装よりコストアップになる。

最新の価格と割引は、購入量と必要なグレードの仕様に基づいて、ニッケル粉のサプライヤーから直接入手する必要があります。

結論

ニッケル粉末は、耐食性、熱伝導性/電気伝導性、触媒活性、合金化能力などの特性により、さまざまな分野に応用できる万能材料である。ニッケル粉は、カルボニル分解、電解、微粒化、還元などのプロセスを用いて、様々な粒子サイズと形態で商業的に生産されている。ニッケル粉末は、合金、金属製品、バッテリー、エレクトロニクス、コーティング、3Dプリンティングの製造に使用される。主な選択基準は、純度レベル、粒子特性、入手可能性、コスト、用途要件に基づいている。世界をリードするサプライヤーは、技術的専門知識とともに、お客様の仕様に合わせた高品質のニッケル粉を提供しています。取り扱い時の安全注意を守り、適切な設置、操作、メンテナンス手順を使用することで、産業用システムで最適な性能を発揮することができます。

ニッケルパウダーに関するFAQ

Q: ニッケル粉はどのようにして作られるのですか?

A: 主な製造工程には、カルボニル分解、電解、微粒化、還元があり、これらの工程でさまざまなタイプのニッケル粉が生成されます。

Q: ニッケル粉にはどのような種類がありますか?

A: 主な種類としては、カルボニル、電解、鉄、ナノ、合金、複合、グラフェンニッケル粉末などがあり、粒子形状、サイズ、純度レベルは様々です。

Q: カルボニルニッケル粉とは何ですか?

A: ニッケルカルボニルガスの分解により製造され、99.9%の高純度で球状の粒子形態を持つ。

Q: 一般的な粒度範囲はどのくらいですか?

A: ニッケル粉末の粒径は通常1~100ミクロンですが、ナノ粉末は100nm以下です。

Q: ニッケルパウダーの種類はどのように選べばよいですか?

A: 選択は、要求される純度、粒子形状、提案される用途、性能のニーズ、予算の制約によって異なります。

Q: ニッケル粉はどこで使われていますか?

A: 主な用途は、合金製造、金属射出成形、バッテリー、触媒、コーティング、3Dプリンティングなどです。

Q: ニッケルパウダーの価格は?

A:価格は、不規則な鉄ニッケルが$15/kgから、超微粒子ナノニッケル粉が$2000/kgまで、特性によって幅があります。

Q: ニッケル粉の取り扱いにはどのような注意が必要ですか?

A: PPEを使用し、火災の危険を避けるために適切なアースを確保し、ニッケルアレルギーを避けるために皮膚に触れないようにしてください。

Q: 良いニッケル粉サプライヤーを選ぶには?

A: 試験報告書によって有効性が確認された高純度の製品、優れた顧客サービス、リーズナブルな価格を提供する評判の高いサプライヤーを選びましょう。

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