Ультратонкий порошок никеля, как правило, относится к металлическому никелю с размером частиц менее 1 мкм. Существует четыре основных метода его получения: химическое осаждение из газовой фазы (CVD), физическое осаждение из газовой фазы (PVD), распылительная сушка и восстановление в жидкой фазе.

Химическое осаждение из газовой фазы (CVD) :

Химическое осаждение из газовой фазы (CVD) также известно как восстановление из паровой фазы водородом. Оно включает в себя восстановление газообразных галогенидов металлов водородом и является одним из методов получения ультратонкого порошка никеля для многослойных керамических конденсаторов (MLCC). В этом процессе хлорид никеля испаряется при высоких температурах, затем восстанавливается до атомов элементарного никеля в атмосфере водорода. Атомы впоследствии зарождаются, растут и конденсируются в ультратонкий порошок никеля. Порошок никеля, полученный этим методом, как правило, является ультратонким и может быть получен относительно дешево с равномерно распределенными по размеру сферическими частицами металлического порошка никеля.

Физическое осаждение из газовой фазы (PVD) :

Физическое осаждение из газовой фазы (PVD) — это метод получения, использующий вакуумную среду для испарения и конденсации металлов в ультратонкие порошки. Его основной принцип заключается в следующем: в условиях высокого вакуума или инертной атмосферы атомы металлического никеля отделяются от твердых поверхностей за счет высокотемпературного испарения, распыления или дугового разряда, переходя в газовую фазу. Затем эти атомы конденсируются в наночастицы размером от нанометров до субмикронных в низкотемпературных областях. Он имеет такие преимущества, как контролируемый размер и морфология частиц, высокая чистота и низкая дефектность, чистые поверхности, не требующие последующей обработки, и экологичность. Однако он также имеет недостатки, включая склонность к окислению, сложное оборудование, высокие технические требования и высокую стоимость.

Распылительная сушка :

Метод распыления для получения ультратонкого порошка никеля является типичным физическим методом получения, который в основном состоит из трех этапов: плавления, распыления и охлаждения. Преимуществами этого метода являются его простота, низкая стоимость и пригодность для крупномасштабного производства (с выходом одной партии до нескольких тонн). Однако порошок имеет широкий диапазон размеров частиц и склонен к поверхностному окислению (требуется последующая обработка восстановлением). Он в основном используется в средне- и низкосортных MLCC, литьевом формовании металлов (MIM) и приложениях термического напыления.

Восстановление в жидкой фазе :

Метод химического восстановления в жидкой фазе для получения ультратонкого порошка никеля — это процесс, основанный на растворных химических реакциях, обычно включающий следующие этапы: использование солей никеля в качестве прекурсоров, растворение их в воде или органических растворителях для образования однородного раствора, затем добавление сильного восстановителя и превращение ионов никеля в металлические частицы никеля посредством реакции восстановления в щелочных условиях. Во время реакции необходимо точно контролировать температуру (50–90 °C), а для предотвращения агломерации наночастиц добавляются поверхностно-активные вещества. Конечный продукт получают центрифугированием, промывкой этанолом и вакуумной сушкой, получая порошок никеля с размером частиц от 50 до 200 нм. Этот метод прост в эксплуатации, экономичен и масштабируем. Однако остаточные восстановители могут влиять на чистоту (обычно ≤99,5%), что требует последующей кислотной промывки или термической обработки для очистки. Он в основном применяется в электродах MLCC среднего класса, катализаторах и токопроводящих пастах.