Poudre de nickel ultrafine : petite taille, grand effet !

La poudre de nickel ultrafine désigne généralement le nickel dont la granulométrie est inférieure à 1 μm. Selon la granulométrie, on distingue souvent la poudre de nickel micronique (granulométrie moyenne ≥ 1 μm), la poudre de nickel submicronique (granulométrie moyenne 0,1-1,0 μm) et la poudre de nickel nanométrique (granulométrie moyenne 0,001-0,100 μm). La poudre de nickel ultrafine se caractérise par sa petite taille, sa forte activité de surface, sa bonne conductivité et son excellente conductivité magnétique. Elle est largement utilisée dans les carbures cémentés, les condensateurs céramiques multicouches, les matériaux magnétiques, les catalyseurs à haut rendement, les boues conductrices, les matériaux absorbants, les matériaux de blindage électromagnétique, etc. De nombreux domaines exigent des poudres de nickel de haute pureté, de haute dispersibilité et de sphéricité. C’est pourquoi la préparation de poudres de nickel ultrafines sphériques présentant une bonne sphéricité, une grande pureté et une forte dispersibilité est devenue un axe de recherche majeur dans ce domaine. La poudre de nickel ultrafine est largement utilisée dans de nombreux secteurs industriels et de haute technologie en raison de sa surface spécifique élevée, de son excellente conductivité, de son activité catalytique et de ses propriétés magnétiques.

Secteurs de l’électronique et des semi-conducteurs

Condensateurs céramiques multicouches (MLCC) : La poudre de nickel ultrafine est un matériau essentiel pour les électrodes internes des MLCC. Elle remplace l’alliage traditionnel palladium/argent, un métal précieux, et réduit considérablement les coûts de fabrication, tout en répondant aux besoins des composants électroniques haute fréquence et miniaturisés.

Pâte conductrice et emballage : Grâce à sa conductivité et sa dispersibilité élevées, elle est utilisée dans les pâtes électroniques et les revêtements conducteurs des circuits imprimés (PCB) afin d’améliorer la conductivité et la dissipation thermique des appareils électroniques.

Matériaux semi-conducteurs : Utilisée comme charge conductrice dans les emballages de puces, elle améliore la conductivité thermique et la stabilité mécanique du matériau.

Stockage et conversion d’énergie

Batteries lithium-ion : Utilisée comme matériau d’électrode positive (comme le LiNiO2), elle améliore considérablement la densité énergétique et la durée de vie des batteries, notamment pour les véhicules à énergies nouvelles et les systèmes de stockage d’énergie.

Piles à combustible : Utilisées comme catalyseur (par exemple, pour la réaction hydrogène-oxygène) pour améliorer l’efficacité des réactions, réduire l’utilisation du platine, un métal précieux, et diminuer les coûts.

Supercondensateurs : Améliorent la capacité de stockage de charge des matériaux d’électrode grâce à l’optimisation des nanostructures.

Catalyse et protection de l’environnement

Pétrochimie : Utilisées comme catalyseur efficace dans l’hydrogénation, la déshydrogénation et d’autres réactions pour améliorer le rendement et la pureté du produit, comme l’hydrogénation du toluène pour produire du méthylcyclohexane.

Protection de l’environnement : Utilisées pour le traitement des gaz résiduaires et des eaux usées, la dégradation catalytique des polluants et la réduction des émissions de substances nocives.

Catalyse des nouvelles énergies : Dans la production d’hydrogène, la production efficace d’hydrogène par réaction de reformage à la vapeur (SMR) favorise le développement d’énergies propres.

Matériaux magnétiques et technologie d’absorption d’ondes

Fluide magnétique et milieu de stockage : Dispersé dans le liquide porteur pour former un fluide magnétique, ou utilisé dans des dispositifs de stockage magnétique haute densité (tels que les disques quantiques).

Matériaux de blindage électromagnétique et d’absorption des ondes : la poudre de nickel ultrafine présente d’excellentes propriétés électriques et magnétiques. Ces matériaux peuvent être obtenus en combinant de la poudre de nickel ultrafine à des matrices polymères. Les matériaux composites multicomposants, tels que le cuivre et le nickel, présentent de bonnes propriétés d’absorption et de blindage des ondes dans la plage des hautes fréquences et peuvent être utilisés comme matériaux furtifs dans cette plage. Ce revêtement conducteur à base de poudre de nickel ultrafine est largement utilisé dans les technologies de furtivité militaire et les équipements électroniques civils.

Aérospatiale et fabrication haut de gamme

Alliages haute température : additifs pour améliorer la résistance aux hautes températures et à la corrosion des alliages, adaptés aux pièces de moteurs d’avion.

Carbure cémenté : remplace le cobalt comme liant, utilisé dans les outils de coupe et les pièces résistantes à l’usure, réduisant ainsi les coûts et améliorant les performances.

Biomédecine et nouveaux matériaux

Transporteurs de médicaments, diagnostic et traitement : exploiter sa réactivité magnétique et sa biocompatibilité pour l’administration ciblée de médicaments et la détection de marqueurs magnétiques.

Impression 3D et matériaux composites : Utilisée comme charge pour le moulage par injection de métal (MIM), elle améliore les propriétés mécaniques et la précision de moulage des pièces complexes.

L’avantage de la poudre de nickel ultrafine est qu’elle remplace les métaux précieux plus coûteux, réduisant ainsi considérablement les coûts de production. Cependant, ces domaines d’application exigent que la poudre de nickel nanométrique utilisée présente une structure sphérique régulière, une petite taille et une distribution granulométrique uniforme, une bonne dispersibilité, une densité après tassement élevée, un fort pouvoir antioxydant, entre autres propriétés, ce qui complique également son processus de préparation.