مسحوق النيكل فائق الدقة: حجم صغير، تأثير كبير!

مسحوق النيكل فائق الدقة هو مسحوق نيكل بحجم جسيمات أقل من ميكرومتر واحد. يُصنف مسحوق النيكل فائق الدقة، بناءً على حجم الجسيمات، إلى مسحوق نيكل ميكروني (بحجم جسيمات متوسط ​​≥ 1ميكرومتر)، ومسحوق نيكل دون الميكرون (بحجم جسيمات متوسط ​​0.1-1.0ميكرومتر)، ومسحوق نيكل نانوي (بحجم جسيمات متوسط ​​0.001-0.100ميكرومتر). يتميز مسحوق النيكل فائق الدقة بصغر حجمه، ونشاط سطحه العالي، وموصليته الجيدة، وموصليته المغناطيسية الممتازة. يُستخدم على نطاق واسع في كربيد الأسمنت، ومكثفات السيراميك متعددة الطبقات، والمواد المغناطيسية، والمحفزات عالية الكفاءة، والرواسب الموصلة، ومواد الامتصاص، ومواد التدريع الكهرومغناطيسي، وغيرها من المجالات. تتطلب العديد من المجالات متطلبات عالية لنقاء مسحوق النيكل وقابليته للتشتت وكرويته، لذا أصبح تحضير مسحوق نيكل كروي فائق الدقة يتميز بكروية جيدة ونقاء عالٍ وقابلية تشتت عالية محور البحث الحالي في تحضير مسحوق النيكل.

يُستخدم مسحوق النيكل فائق الدقة على نطاق واسع في العديد من المجالات التقنية والصناعية المتقدمة نظرًا لمساحته السطحية النوعية العالية، وموصليته الممتازة، ونشاطه التحفيزي، وخواصه المغناطيسية.

مجالات الإلكترونيات وأشباه الموصلات

المكثفات الخزفية متعددة الطبقات (MLCC): يُعد مسحوق النيكل فائق الدقة مادة أساسية للأقطاب الداخلية للمكثفات الخزفية متعددة الطبقات، حيث يحل محل سبيكة البلاديوم/الفضة المعدنية الثمينة التقليدية، مما يُقلل بشكل كبير من تكاليف التصنيع، ويُلبي احتياجات المكونات الإلكترونية عالية التردد والمُصغّرة.

المعجون الموصل والتغليف: نظرًا لموصليته العالية وقابليته للتشتت، يُستخدم في المعاجين الإلكترونية والطلاءات الموصلة للوحات الدوائر المطبوعة (PCB) لتحسين أداء التوصيل وتبديد الحرارة في الأجهزة الإلكترونية. مواد أشباه الموصلات: تُستخدم كمادة حشو موصلة في تغليف الرقائق، مما يعزز التوصيل الحراري والاستقرار الميكانيكي للمادة.

تخزين الطاقة وتحويلها

بطاريات أيونات الليثيوم: تُستخدم كمادة قطب موجب (مثل LiNiO2)، مما يحسن بشكل كبير من كثافة طاقة البطارية وعمر دورة حياتها، خاصةً في مركبات الطاقة الجديدة وأنظمة تخزين الطاقة.

خلايا الوقود: تُستخدم كمحفز (مثل محفز تفاعل الهيدروجين والأكسجين) لتحسين كفاءة التفاعل، وتقليل استخدام معدن البلاتين الثمين، وخفض التكاليف.

المكثفات الفائقة: تعزز سعة تخزين الشحنات لمواد الأقطاب من خلال تحسين البنية النانوية.

التحفيز وحماية البيئة

البتروكيماويات: تُستخدم كمحفز فعال في الهدرجة، ونزع الهيدروجين، وتفاعلات أخرى لتحسين العائد ونقاء المنتج، مثل هدرجة التولوين لإنتاج ميثيل حلقي الهكسان.

حماية البيئة: تُستخدم في معالجة غازات النفايات ومياه الصرف الصحي، والتحلل التحفيزي للملوثات، وتقليل انبعاثات المواد الضارة.

تحفيز الطاقة الجديدة: في إنتاج طاقة الهيدروجين، يُعزز إنتاج الهيدروجين بكفاءة من خلال تفاعل الإصلاح البخاري (SMR) تطوير الطاقة النظيفة.

المواد المغناطيسية وتكنولوجيا امتصاص الموجات

السوائل المغناطيسية ووسائط التخزين: تُشتت في السائل الحامل لتكوين سائل مغناطيسي، أو تُستخدم في أجهزة تخزين مغناطيسية عالية الكثافة (مثل الأقراص الكمومية).

مواد التدريع الكهرومغناطيسي وامتصاص الموجات: يتميز مسحوق النيكل فائق الدقة بخصائص كهربائية ومغناطيسية ممتازة. يمكن تحضير مواد التدريع الكهرومغناطيسي عن طريق خلط مسحوق النيكل فائق الدقة مع مواد مصفوفة بوليمرية. تتميز المواد المركبة متعددة المكونات، مثل النحاس والنيكل، بخصائص امتصاص وحجب جيدة للموجات في نطاق الترددات العالية، ويمكن استخدامها كمواد خفية في نطاق الترددات العالية. يُستخدم على نطاق واسع في تكنولوجيا التخفي العسكرية والمعدات الإلكترونية المدنية، وذلك بفضل طلاء مسحوق النيكل فائق الدقة الموصل.

صناعة الطيران والتصنيع عالي الجودة

سبائك درجات الحرارة العالية: تُستخدم كمضافات لتحسين مقاومة السبائك لدرجات الحرارة العالية ومقاومة التآكل، وهي مناسبة لأجزاء محركات الطائرات.

كربيد الأسمنت: يحل محل الكوبالت كمعدن رابط، ويُستخدم في أدوات القطع والأجزاء المقاومة للتآكل، مما يقلل التكاليف ويحسن الأداء.

الطب الحيوي والمواد الجديدة

حاملات الأدوية والتشخيص والعلاج: الاستفادة من استجابتها المغناطيسية وتوافقها الحيوي لتوصيل الأدوية بشكل مستهدف والكشف عن العلامات المغناطيسية.

الطباعة ثلاثية الأبعاد والمواد المركبة: تُستخدم كحشوة لقولبة حقن المعادن (MIM)، مما يُحسّن الخواص الميكانيكية ودقة صب الأجزاء المعقدة.

تكمن ميزة مسحوق النيكل فائق الدقة في أنه يحل محل مواد المعادن الثمينة الأكثر تكلفة، مما يُقلل بشكل كبير من تكاليف الإنتاج. ومع ذلك، تتطلب مجالات التطبيق هذه أن يكون مسحوق النيكل النانوي المستخدم ذو بنية كروية منتظمة، وحجم صغير وتوزيع موحد لحجم الجسيمات، وقابلية تشتت جيدة، وكثافة عالية للصنبور، وقدرة قوية على مقاومة الأكسدة وخصائص أخرى، مما يشكل أيضًا تحديًا لعملية تحضير مسحوق النيكل النانوي.