Ультрадисперсный никелевый порошок обычно относится к металлическому нику с размером частиц менее 1 мкм. Существует четыре основных метода его приготовления: химическое осаждение из паровой фазы (CVD), физическое осаждение из паровой фазы (PVD), распылительная сушка и восстановление в жидкой фазе.

Химическое осаждение из паровой фазы (CVD) :

Химическое осаждение из паровой фазы (CVD) также известно как восстановление водородом в паровой фазе. Этот метод включает восстановление газообразных металлических галогенидов водородом и является одним из способов получения ультрадисперсного никелевого порошка для многослойных керамических конденсаторов (MLCC). В этом процессе хлорид никеля испаряется при высоких температурах, затем восстанавливается до элементарных атомов никеля в атмосфере водорода. Атомы затем нуклеируют, растут и конденсируются в ультрадисперсный никелевый порошок. Порошок никеля, полученный этим методом, обычно является ультрадисперсным никелевым порошком и может быть произведён относительно недорого с равномерно размерными сферическими частицами металлического никелевого порошка.

Физическое осаждение из паровой фазы (PVD) :

Физическое осаждение из паровой фазы (PVD) — это метод приготовления, использующий вакуумные условия для испарения и конденсации металлов в ультрадисперсные порошки. Его основной принцип заключается в следующем: в условиях высокого вакуума или инертной атмосферы атомы металлического никеля отделяются от твёрдых поверхностей путём высокотемпературного испарения, распыления или дугового разряда, переходя в газовую фазу. Затем эти атомы конденсируются в наночастицы размером от нанометров до субмикронных в зонах с низкой температурой. Метод обладает преимуществами, такими как контролируемый размер и морфология частиц, высокая чистота и низкое количество дефектов, чистые поверхности без необходимости последующей обработки, а также экологичность. Однако имеются и недостатки: чувствительность к окислению, сложное оборудование, высокие технические требования и высокая стоимость.

Распылительная сушка :

Метод распыления для получения ультрадисперсного никелевого порошка является типичным физическим процессом приготовления, который состоит из трёх основных этапов: плавления, распыления и охлаждения. Преимущества этого метода — простота, низкая стоимость и пригодность для крупносерийного производства (с выходом за один цикл до тонн). Однако порошок имеет широкий размерный диапазон частиц и склонен к поверхностному окислению (требуется последующая восстановительная обработка). В основном применяется в средне-низкокачественных MLCC, металлическом литье под давлением (MIM) и термораспылительном покрытии.

Восстановление в жидкой фазе :

Метод химического восстановления в жидкой фазе для приготовления ультрадисперсного никелевого порошка основан на химических реакциях в растворе и обычно включает следующие этапы: использование солей никеля в качестве прекурсоров, растворение их в воде или органических растворителях для получения однородного раствора, затем добавление сильного восстановителя и превращение ионов никеля в металлические частицы никеля посредством восстановительной реакции в щелочных условиях. Во время реакции температура должна точно контролироваться (50–90°C), а также добавляются поверхностно-активные вещества для предотвращения агломерации наночастиц. Конечный продукт получают путём центрифугирования, промывки этанолом и вакуумной сушки, что даёт никелевый порошок с размером частиц от 50 до 200 нм. Этот метод прост в эксплуатации, экономичен и масштабируем. Однако остатки восстановителей могут влиять на чистоту (обычно ≤99,5%), что требует последующей кислотной промывки или термической обработки для очистки. В основном применяется в электродах среднеуровневых MLCC, катализаторах и проводящих пастах.