پودر نیکل و شمش نیکل چیست و چه کاربردی دارد؟

پودر نیکل یک پودر براق و سفید نقره ای با کاربردهای گسترده است. در حالیکه نیکل پنجمین عنصر رایج روی زمین است ، بیشتر آن در هسته زمین  وجود دارد که قابل دسترسی نیست. نیکل و پودر نیکل به طور گسترده ای در صدها هزار محصول استفاده می شود ، در بیشتر موارد به عنوان آلیاژ با فلزات دیگر ، مانند کروم کارایی دارد. آلیاژهای نیکل برای ایجاد فولاد ضد زنگ و فولاد مقاوم در برابر حرارت و ارائه برخی از قابلیت های عالی ضد خوردگی استفاده می شود.

نسل بشر ۳۵۰۰ سال قبل از میلاد از  فلز نیکل استفاده می کرده است و نقش مهمی در زیست شناسی برخی از میکروارگانیسم ها و گیاهان دارد. این فلز به ندرت در زمین به صورت خالص یافت می شود. فیلیپین ، اندونزی ، روسیه ، کانادا و استرالیا بزرگترین تولیدکننده پودر و فلز نیکل در جهان هستند.

دمای ذوب نیکل ۱۴۵۳ درجه سانتی گراد است و در برابر خوردگی بسیار مقاوم است. برخی از افراد به نیکل حساسیت دارند. این فلز در دمای اتاق مغناطیسی است ، اما با حرارت دادن در دمای بالاتر از ۳۵۵ درجه سانتی گراد ، خاصیت مغناطیسی خود را از دست می دهد. برای کسب اطلاعات بیشتر در این رابطه در ادامه مقاله با ما در نشریه جهان شیمی فیزیک همراه باشید.

پودر نیکل چگونه ساخته می شود؟

پودر نیکل را می توان به چند روش مختلف تولید کرد و فرآیند انتخاب شده به اندازه ذرات و مورفولوژی مورد نیاز بستگی دارد. یکی از رایج ترین روش های تهیه پودر نیکل ، فرآیند نیکل کربونیل است. این فرآیند که به فرآیند Mond نیز معروف  است ، برای تولید پودرهایی با مورفولوژی و تحمل کنترل شده استفاده می شود. از فرایند کربونیل نیکل برای تصفیه نیکل ناخالص نیز استفاده می شود. نیکل جامد با مونوکسید کربن واکنش داده و گاز کربونیل نیکل را تشکیل می دهد. مخلوط گازی بیشتر گرم می شود و در نتیجه تجزیه کمپلکس فلز-کربونیل برای تولید فلز نیکل خالص و گاز مونوکسید کربن ایجاد می شود. پودرهای خوب و با خلوص بالاتر نیکل را می توان با تجزیه شوک حرارتی تولید کرد.

روش دیگر برای تولید پودرهای نیکل استفاده از الکترولیز یا الکترووینینگ است. این فرآیند شامل عبور جریان الکتریکی از الکترولیت حاوی فلز نیکل محلول و ایجاد پودر نیکل روی کاتد است. پودرهایی که از این طریق تشکیل می شوند به عنوان پودرهای فلزی الکترولیتی شناخته می شوند و اغلب بسیار دندریتیک با مورفولوژی پیچیده هستند و از این رو بسیار رسانا می باشند. اندازه ذرات و مورفولوژی را می توان با تغییر در برخی از پارامترهای عملیاتی و استفاده از مواد افزودنی کنترل شده بر رسوب پودر بر روی کاتد کنترل کرد.

قیمت خرید و فروش پودر و شمش نیکل

فیمت خرید پودر نیکل به نوع و کاربرد آن بستگی دارد. برخی از صنایع به نوع خاصی از پودرها نیازمند هستند. شمش نیکل نیز با خلوص و قیمت های متفاوت در دسترس است و به اشکال مختلف قابل خریداری می باشد.

شمش نیکل

شمش نیکل برای ساخت تجهیزات و سلاح ها مورد استفاده قرار می گیرد. شمش های نیکل با بالاترین تراکم و خلوص های مختلف در دسترس هستند. این شمش ها با استفاده از تبلور ، حالت جامد و سایر فرآیندها تولید می شوند و برای کاربردهای تجاری و تحقیقاتی سفارشی سازی می شوند.

آلیاژهای پایه نیکل بسیاری زیادی در صنایع بر پایه شمش نیکل ساخته می شود که شامل سوپرآلیاژ پایه نیکل ، آلیاژ مقاوم در برابر خوردگی پایه نیکل ، آلیاژ مقاوم در برابر سایش پایه نیکل ، آلیاژ دقیق بر پایه نیکل ، آلیاژ حافظه شکل پایه نیکل و آلیاژ ذخیره کننده هیدروژن هستند. این آلیاژها در صنایع هوافضا ، خودرو ، الکترونیک ، کشتی سازی و بسیاری دیگر مورد استفاده قرار می گیرند. از پودر نیکل برای آلیاژهای متالورژی  بسیار زیاد استفاده می شود.

انواع پودر نیکل

هر ساله حدود ۱.۴ میلیون تن نیکل در سراسر جهان تولید می شود. گریدهای مختلفی برای کاربردهای صنعتی موجود است و پودرهای نیکل از نظر اندازه و مورفولوژی متفاوت هستند. بسته به این پارامترها از پودرهای مختلف نیکل در صنایع مختلف استفاده می شود. بیایید نگاهی به برخی از پودرهای فلز نیکل در بازار بیندازیم:

پودر نیکل نوع ۱۲۳

این نوع پودر نیکل دارای شکل گیری خوشه ای و خلوص بیشتر از ۹۹.۸٪ است. این پودر به طور خاص برای صنعت متالورژی طراحی شده است. این پودر برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی و به عنوان اتصال دهنده فلز برای افزایش مقاومت در برابر فلزات سخت استفاده می شود.

 پودر نیکل نوع ۲۵۵

پودر نیکل نوع ۲۵۵ ساختاری سه بعدی به شکل زنجیره ای ارائه می دهد. از این پودر در تولید باتری های قابل شارژ و پیل های سوختی استفاده می شود. می توان آن را به یک توده رسانا با تخلخل کنترل شده متلاشی کرد. از این نوع پودر می توان برای پوشش در برنامه های محافظ EMI  (تداخل الکترومغناطیسی) یا در پلیمرهایی که اتصال الکتریکی را فراهم می کنند ، استفاده کرد.

پودرهای نیکل کروی Novamet Type 4SP / SNP

این نوع پودر نیکل مورفولوژی کروی را ارائه می دهد و در ۶ گرید مختلف موجود است. در کاربردهای قالب گیری تزریق فلز بسیار عالی عمل می کند زیرا توزیع یکنواخت فلز را در کل ترکیب آلیاژ امکان پذیر می کند.

 پودر نیکل نوامت نوع ۵۲۵

پودر نیکل  ۵۲۵ در دو گرید وجود دارد – چگالی نرمال و چگالی زیاد. این پودر خلوص بسیار بالایی دارد ، شبیه به نوع ۱۲۳ و نوع ۲۵۵  و یک مورفولوژی سه بعدی ارائه می دهد که بسیار شبیه به نوع ۲۵۵ است. ساختار شاخه مانند این پودر برای کاربردهای محافظتی الکترومغناطیسی و فرکانس رادیویی بسیار مفید است.

پودر نیکل کاهش یافته هیدروژن

این پودر از طریق فرآیند کاهش هیدروژن (شریت-گوردون) تولید می شود و دارای شکل کروی با سطح خالدار است. این پودر با بارش تحت فشار و دما بالا حاصل می شود. از پودرهای نیکل با کاهش هیدروژن در کاربردهای اسپری حرارتی و میله های جوشکاری استفاده می شود.

 پودرهای نیکل الکترولیتی

برای ساخت پودرهای الکترولیتی نیکل از روش های الکترولیتی مانند الکترو وینینگ استفاده می شود. از این پودرها در صنعت انرژی اتمی ، باتری های قلیایی ، آلیاژهای با درجه حرارت بالا و مقاومت بالا ، کاتالیزورها و مواد افزودنی برای متالورژی استفاده می شود. بر اساس ترکیب شیمیایی و خصوصیات فیزیکی آنها ، پودرهای الکترولیتی نیکل را می توان به سه گرید تقسیم کرد: FND-1 ، FND-2 و FND-3.

کاربرد شمش و پودر نیکل

نیکل به عنوان یک فلز در یک سری محصولات پر کاربرد در زندگی روزمره ما استفاده می شود. نیکل در دماهای بالا و پایین مقاومت به خوردگی بهتری را ارائه می دهد.

نیکل یک عنصر آلیاژی عالی است که با آهن ، طلا ، نقره ، کبالت ، آلومینیوم و سایر فلزات به منظور ایجاد چدن ، فولاد ضد زنگ و غیره به خوبی کار می کند. یک واقعیت جالب این است که پودر نیکل پخته شده برای غنی سازی اورانیوم در پروژه منهتن نیز مورد استفاده قرار گرفت و نقش مهمی در دستیابی به نرخ های غنی سازی اورانیوم لازم را ایفا کرد.

نیکل با استفاده از آبکاری نیکل الکترولس (electroless nickel) به طور گسترده ای برای پوشش  فلزات دیگر استفاده می شود. در این روش از یک عامل احیا کننده در فرآیند آبکاری استفاده می شود که با یون های نیکل واکنش نشان می دهد و در نتیجه رسوب فلز بر روی سطح ایجاد می شود. وقتی این فلز با کاربید سیلیکون ترکیب شود می توان از آن در پوشش سکه استفاده کرد. صنعت باتری نیز از فلز نیکل سود زیادی می برد. تعداد کمی باتری نیکل وجود دارد که در صنایع مانند حمل و نقل ، ابزارهای برقی و الکترونیکی مانند نیکل-کادمیوم (NiCd )، نیکل-فلز-هیدرید (NiMH) ، نیکل-آهن (NiFe) ، نیکل-روی استفاده می شود.

امروزه اکثر دستگاه های قابل حمل به باتری های NiMH متکی هستند که در اندازه های معروف مانند AA و AAA ارائه می شوند. در مقابل باتری های قلیایی که معمولاً قابل شارژ نیستند ، باتری های NiMH می توانند در دستگاه هایی مانند دوربین های دیجیتال یا دوربین فیلمبرداری شارژ شوند و از آنها  به دفعات استفاده کنند و می توانند ۳-۴ برابر نسبت به باتری های دیگر، بیشتر دوام داشته باشند.

نیکل به دلیل توانایی جذب و فعال کردن واکنش دهنده ها می تواند به عنوان کاتالیزور هیدروژناسیون نیز استفاده شود. این فرآیند معمولاً برای کاهش یا اشباع ترکیبات آلی استفاده می شود. کاتالیزورهای نیکل ، کلید برخی از فرآیندهای مهم مانند هیدروژناسیون روغن های گیاهی و تولید کودها و آفت کش ها هستند.

اثر پودر نیکل بر سلامتی

در صورت استفاده صحیح ، پودر نیکل توسط استاندارد خطرات OSHA (29 CFR 1910.1200) خطرناک تلقی نمی شود. با این حال ، در صورت استنشاق ، سرطان زا است. در صورت مواجهه با پودر نیکل ، برخی اقدامات کمک های اولیه باید انجام شودعبارتند از:

• در صورت تماس با چشم ، باید به مدت ۱۵ دقیقه چشم از جمله پلک ها با آب شسته شود.
• در صورت تماس با پوست ، باید به مدت ۱۵ دقیقه پوست را کاملا با آب شسته و لباس های آلوده باید تعویض گردد.
• در صورت مصرف خوراکی بلافاصله باید به  پزشک مراجعه نموند . دهان را با آب سرد بشویید و ۱-۲ قاشق غذاخوری ذغال فعال با آب مصرف کنید.
• در صورت استنشاق این پودر ، باید در هوای تازه قرار بگیرید. در صورت مشکلات تنفسی ، تنفس مصنوعی باید انجام شود.

وقتی پودر نیکل تا دمای تجزیه گرم می شود ، بخارهای فلزی ساطع می کند. در موارد آتش سوزی با این پودر می توان از خاموش کننده های کف یا مواد شیمیایی خشک برای خاموش کردن آتش استفاده کرد.

نیکل باید در یک مکان خنک ، تهویه ، خشک و قفل شده و بدون محدودیت های خطرناک خاص نگهداری شود. در صورت استفاده از استنشاق و تماس با پوست و لباس خودداری کنید. از منابع گرما و احتراق دوری کنید. برخی از افراد نسبت به نیکل حساس هستند و بثورات خارش دار بروز می دهند. بثورات نیکل معمولاً نتیجه قرار گرفتن مکرر و طولانی در معرض نیکل است.