中國粉體網(wǎng)訊 鎳具有磁性,、導電性,、高溫穩(wěn)定等性質。制備成超細鎳粉具有極大的表面效應和體積效應,，在電性能,、吸波、熱阻,、光吸收,、化學活性等方面表示出一系列特殊的性質，因而在電子漿料,、金屬陶瓷化,、屏蔽吸波材料、催化劑,、電池材料等許多領域具有廣闊的應用前景,。
超細鎳粉的一系列物理化學性質都隨粉末形貌、顆粒大小及分布而改變,，如何通過控制反應條件制備出滿足需要的具有一定形狀,、大小及分布的顆粒，是超細鎳粉研究的一個重要方面,。
超細鎳粉的制備方法
1. 氣相法
1.1蒸發(fā)-冷凝法
蒸發(fā)-冷凝法生產(chǎn)超細鎳粉的過程為：將金屬鎳加熱到1425℃汽化,，蒸氣急速冷凝即可制得鎳粉,。采用真空環(huán)境蒸發(fā)可以降低蒸發(fā)溫度,，如在1.33Pa壓力下加熱到700℃即得到鎳蒸氣,。蒸發(fā)-冷凝法在理論上可以制備任何材料，其特點是所制取的超細粉末表面清潔,，粒徑可調,，結晶形狀一般為球形，特別適合于金屬超細粉末的制備,。
1.2羰基鎳熱分解法
羰基鎳熱分解法于1889年由英國蒙德等提出,。它主要分兩步進行：第一步是制備羰基鎳，第二步是分解羰基鎳獲得鎳粉,。該法比較實用,，生產(chǎn)的鎳粉純度非常高，用途比較廣泛,。
1.3化學氣相沉淀法
化學氣相沉積法又稱氣相氫還原法,。該方法是在高溫下使氯化鎳揮發(fā)，然后在氫氣氣氛下還原為金屬鎳原子,，通過形核,、生長、碰撞等過程,，得到球形超細鎳粉,。化學氣相沉積法由于其結晶溫度高,，因而所生產(chǎn)的鎳粉結晶性好,，純度高，顆粒粒度可控,。該法能夠以較低的生產(chǎn)成本生產(chǎn)粒徑均勻的球形超細鎳粉,，適合于MLCC中代替金屬鈀的電極材料，其價格可與傳統(tǒng)的電容器電極材料相競爭,，但是所需設備比較昂貴,，而且設備腐蝕嚴重。
1.4電爆炸絲法
電爆炸絲法是制備鎳粉的一種較新的方法,，它是在充滿惰性氣體的反應室中,，對鎳絲施加直流高壓電，在鎳絲內部形成很高的電流密度,，使鎳絲爆炸獲得超細鎳 粉,。鎳絲可通過一個供絲系統(tǒng)自動進入反應室中，從而使上述過程可重復進行,。
2.液相法
2.1高壓氫還原法
在高壓釜內,，有催化劑存在條件下,，可以用氫氣還原鎳的氨性水溶液或不溶于水的堿式碳酸鎳、氫氧化鎳等水漿液,，制得超細鎳粉,。
2.2液相還原法
液相還原法就是將反應物配制成一定濃度的溶液，利用還原劑將液相中的鎳還原出來,，其反應機理是氧化還原反應,。所用的還原劑一般為水合肼、NaBH4,、KBH4以及多元醇,。液相還原法的優(yōu)點為原料來源廣泛，設備簡單,，操作簡便,，產(chǎn)品純度高，顆粒尺寸小,、分布均勻,。但其缺點為還原劑硼氫化鈉價格昂貴，且水合肼有毒,。
2.3微乳液法
“微乳液”定義為兩種不互溶的液體形成的熱力學穩(wěn)定,、各向同性、透明或半透明的分散體系,，體系中包含由表面活性劑形成的界面膜所穩(wěn)定的其中一種或兩種液體的液滴,。微乳液將連續(xù)介質分散成為微小空間，微乳液法已經(jīng)廣泛地應用于超細鎳粉的制備,。高保嬌等研究了在水(溶液)／二甲苯／十二烷基硫酸鈉／正戊醇反相微乳液體系內,，用水合肼在強堿性環(huán)境中恒溫水浴條件下還原硫酸鎳，通過控制微乳液體系的構成,，可調整產(chǎn)物的粒徑,，制得球形、粒徑分布均勻的超細金屬鎳粉,。
2.4超聲霧化-熱分解法
超聲霧化-熱分解法是一種生產(chǎn)具有獨特性質微粒的重要方法,，該方法利用了超聲波的高能分散機制，目標物前驅體母液經(jīng)過超聲霧化器產(chǎn)生微米級的霧滴,，并被載氣帶入高溫反應器中發(fā)生熱分解,，從而得到粒徑均勻的超細粉體材料。超聲霧化-熱分解法由于目標成分易控制,，前驅物來源廣泛,，產(chǎn)品粒度分布較窄而且粒徑可控。
2.5電解法
在電解池中加入含Ni2十溶液,，以鎳板作陽極,，石墨或貴金屬作陰極,，接通電源并周期性改變電流方向，生成的鎳粉沉積在電解池底部,，之后用磁性材料收集,。該法是目前工業(yè)生產(chǎn)中應用較多的一種方法，但存在腐蝕性強,、勞動條件差,、耗能較高并易造成一定程度環(huán)境污染的問題,，需要對工藝進行改進,。
2.6射線輻射合成法
γ射線輻射金屬鎳鹽溶液制備超細鎳粉的基本原理是：水在γ射線輻射下能產(chǎn)生大量的粒子，這些粒子中水合電子和氫原子具有較強的還原能力,，可將金屬鎳離子逐級還原,，新生成的鎳原子聚集成核，最終生成超細顆粒,。通過控制溶液濃度,、pH值、輻照劑量,，可以控制微粒的尺寸和形狀,。
3.固相法
3.1機械破碎法
機械破碎法是利用機械力將大塊料破碎為所需顆粒的方法，根據(jù)機械力的不同,，可分為氣流沖擊法,、機械球磨法以及超聲波粉碎法。機械球磨法是目前制備超細鎳粉比較經(jīng)濟的一種方法,。機械球磨法的優(yōu)點是操作工藝簡單,，成本低廉，制備效率高,，且能夠制備出常規(guī)方法難以獲得的高熔點金屬超微顆粒,。它的缺點是粒徑分布不均勻，純度較低,。
3.2固相分解法
V．Rosenbanddeng用石墨作為反應器,，在氬氣環(huán)境中加熱分解固體甲酸鎳制備了鎳粉，得到的鎳粉平均粒徑為0.4-0.6μm,，粉末形狀為近球形,。該種方法制得的鎳粉純度很高，通過調整工藝參數(shù),，可以制得滿足MLCC內電極用條件的鎳粉,，但是該種方法制取鎳粉的成本較高。
超細鎳粉的應用
1. 電池材料
鎳氫電池和鋰離子電池作為新型二次電池在新能源材料中發(fā)揮著越來越重要的作用,。鋰離子電池以其比能量高,、電池電壓高,、工作溫度范圍寬、儲存壽命長等優(yōu)點而被廣泛應用于軍事和民用電器中,。而鋰離子電池正極材料的發(fā)展也經(jīng)歷了曲折的歷程,，目前廣泛應用的主要是LiCoO2，而廉價的LiNiO2和LiMnO2正在廣泛的研究和試用中,。LiNiO2的晶體結構與LiCoO2的相似,，但其價格相當?shù)土冶热萘看�,。LiNiO2的合成條件比較苛刻,，這也是當前LiNiO2正極材料大規(guī)模開發(fā)必須要突破的關鍵問題。
2.磁性材料
超細鎳粉是一種優(yōu)良的磁性材料,，它可以分散在載液中形成磁流體,；具有規(guī)范棒狀或線形的納米鎳粉可以制作高存儲密度的“量子磁盤”，有人利用Ni—Fe和Ni—Co等的磁電阻效應試制磁頭,，這種磁頭讀出電壓高,，不需要線圈，避免了感應磁頭在記錄密度很高時響應慢的缺點,。
3.硬質合金
硬質合金自1923年問世以來,，金屬鈷一直被認為是最好的粘結金屬，但因其價格昂貴,，供應也不穩(wěn)定,，使得具有同樣粘結性質而價格卻相對便宜的鎳逐漸受到青睞。
4.催化材料
超細鎳粉是一種優(yōu)良的化學催化劑材料,。粒徑小于5nm,，以Si為載體的Ni納米顆粒催化劑，不僅表面活性好,，而且使丙醛氫化反應中的選擇性急劇上升,；用Ni／SiO2作乙烷氫解的催化劑，當顆粒尺寸由22nm減小至2.5nm時,，催化反應速率增加10倍,；納米鎳粉催化環(huán)辛二烯加氫生成環(huán)辛烯，活性是傳統(tǒng)骨架Ni的2—7倍,，選擇性則提高5倍以上,。
5.吸波材料
利用其優(yōu)異的導電、導磁特性,，將超細鎳粉與高分子基體材料復合可以制備電磁波屏蔽材料,。基于超細鎳粉導電涂層的吸收和散射電磁射線的電子矢量能力強、磁矢量衰減幅度大,，經(jīng)過特殊處理后具有優(yōu)良的抗氧化,、抗腐蝕和抗潮濕能力，所以在電磁波屏蔽材料中所占比例越來越大,。
6.軍用特種材料
超細鎳粉在軍事領域主要應用于固體火箭推進劑和火炸藥的納米催化復合材料,。采用鎳粉可以提高同體推進劑和火炸藥的燃速并降低臨界分壓。據(jù)報道,，在固體火箭推進劑中加入約1％的納米鎳粉,，其燃燒效率增加100倍。
7.多層陶瓷電容器MLCC
隨著電子整機產(chǎn)品市場格局的調整,，移動通信設備和便攜式計算機發(fā)展迅速,，為MLCC的發(fā)展帶來巨大的市場空間。傳統(tǒng)的MLCC電極材料為Pd／Ag合金或純Pd,，目前用量最大的Pd30／A970內電極進口漿料的價格高于2.5萬元／kg,，所以采用賤金屬材料替代Pd／Ag電極是MLCC發(fā)展的重要趨勢,。為了兼顧大容量和低成本要求,，賤金屬Ni電極是最好的選擇。
此外,，超細鎳粉在多孔材料,、手性材料、噴涂材料,、納米復合電鍍材料以及在改善潤滑油摩擦磨損性能等方面也有廣泛應用,。
參考文獻：
李啟厚等. 超細鎳粉的制備、應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
郭順等. MLCC用超細鎳粉的制備方法及發(fā)展趨勢
宋書清等. 超細鎳粉的制備及應用
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