Карбонильный никель ДНК

Карбонильный никель — это никель высокой чистоты, полученный термическим разложением тетракарбонила никеля Ni(CO)₄. Суть метода: при температуре 40–80 °C оксид углерода взаимодействует с металлическим никелем, образуя летучий карбонил; при нагреве до 200–250 °C карбонил разлагается, и никель осаждается в виде мелких сферических частиц. Благодаря этому процессу в конечном продукте минимум посторонних примесей, а частицы приобретают характерную сферическую форму.

Карбонильный никель выпускается в двух основных товарных формах — дробь никелевая карбонильная (ДНК) с размером частиц 7–20 мм и порошок никелевый карбонильный (ПНК) с размером частиц преимущественно менее 20 мкм. Каждая из этих форм имеет собственную систему марок и нормативную документацию.

Дробь никелевая карбонильная ДНК: марки и свойства

Дробь никелевая карбонильная представляет собой сферические гранулы диаметром 7–20 мм. Производится по техническим условиям. Выпускается в двух марках — ДНК-0 и ДНК-1, различающихся допустимым содержанием примесей.

Характеристики дроби ДНК-0 и ДНК-1

Марка ДНК-0 отличается наименьшим содержанием примесей. По данным сертификатов качества, типичные значения примесей для ДНК-0: Fe ≤ 0,002 %, S ≤ 0,001 %, Si ≤ 0,001 %, C ≤ 0,015 %. Сферическая форма гранул обеспечивает высокую насыпную плотность и хорошую сыпучесть, что позволяет использовать дробь в автоматических дозирующих системах.

Области применения дроби ДНК

Дробь никелевая карбонильная применяется в тех процессах, где требуется никель высокой чистоты в удобной для дозирования форме:

• гальванотехника и гальванопластика — растворение в электролитах никелирования;
• легирование сталей и сплавов — точная дозировка никеля при выплавке;
• производство прецизионных и жаропрочных сплавов;
• изготовление щелочных аккумуляторов и химических источников тока.

В гальваническом производстве дробь ДНК может использоваться совместно с никелевыми анодами для поддержания состава электролита.

Порошок никелевый карбонильный ПНК: марки по ГОСТ 9722-97

Карбонильный никелевый порошок выпускается по ГОСТ 9722-97 «Порошок никелевый. Технические условия». По химическому составу порошок делится на четыре группы: У, 0, 1 и 2. По насыпной плотности — на три группы: Т (тяжёлый), Л (лёгкий), К (крупнозернистый). Сочетание группы по составу и подгруппы по плотности определяет конкретную марку порошка.

Система марок карбонильного никелевого порошка

Химический состав карбонильного порошка по ГОСТ 9722-97

Содержание никеля определяется расчётным методом — как разность между 100 % и суммой массовых долей примесей. Ниже приведены основные нормируемые примеси.

Группы У и 0 отличаются повышенной чистотой по микропримесям: допустимое содержание магния, свинца, олова, сурьмы, кадмия и висмута в группе У значительно ниже, чем в остальных группах. Это делает порошки группы У предпочтительными для ответственных применений, где требуется минимальное содержание посторонних элементов.

Насыпная плотность карбонильного никелевого порошка

Насыпная плотность — один из ключевых параметров при выборе марки порошка для конкретного технологического процесса. Она определяет поведение порошка при дозировании, прессовании и спекании.

Тяжёлые порошки (группа Т, подгруппы 1–4) обладают более плотной упаковкой частиц и применяются там, где нужна высокая плотность прессовок. Лёгкие порошки (группа Л, подгруппы 5–8) имеют развитую поверхность частиц и используются в процессах, требующих высокой активности порошка — например, при спекании или в качестве каталитических носителей.

Размер частиц карбонильного никелевого порошка

Дисперсность порошка — ещё один существенный параметр, влияющий на технологические свойства:

• Группы Т и 0 (ПНК-УТ, ПНК-0Т): частицы менее 20 мкм, допускается не более 20 % частиц крупнее 20 мкм.
• Группа 1 (ПНК-1Л): частицы менее 20 мкм, допускается не более 15 % частиц крупнее 20 мкм.
• Группа 2 (ПНК-2К): частицы от 45 до 100 мкм, допускается не более 20 % частиц других размеров.

Крупнозернистый порошок группы К предназначен для применений, где требуется повышенная сыпучесть и меньшая склонность к агломерации.

Применение карбонильного никеля в промышленности

Благодаря высокой чистоте и контролируемой дисперсности карбонильный никель востребован в различных отраслях:

Порошковая металлургия. Изготовление деталей методами прессования и спекания — основное назначение никелевых порошков по ГОСТ 9722-97. Из карбонильного порошка получают пористые фильтры, конструкционные детали, магнитные сердечники, фрикционные материалы.

Производство сварочных электродов. Никелевый порошок входит в состав покрытий электродов для сварки легированных и нержавеющих сталей, обеспечивая необходимые свойства наплавленного металла.

Легирование сталей и сплавов. Дробь ДНК и крупнозернистый порошок ПНК-2К применяются для точного ввода никеля при выплавке нержавеющих, жаропрочных и прецизионных сплавов.

Гальваника и гальванопластика. Дробь ДНК растворяют в электролитах для никелирования. Точная дозировка обеспечивается сферической формой и калиброванным размером гранул.

Химические источники тока. Никелевый порошок используется при изготовлении электродов щелочных аккумуляторов.

Катализ. Мелкодисперсный карбонильный никель (порошки группы Л) служит основой для приготовления катализаторов гидрирования в химической и нефтехимической промышленности. Развитая удельная поверхность лёгких порошков обеспечивает высокую каталитическую активность.

Защитные покрытия. Порошок применяется в технологиях газотермического напыления (плазменного, газопламенного) для создания износостойких и коррозионностойких покрытий на деталях машин и оборудования. В ассортименте сайта представлены также никелевые порошки ПНК-1Л5 и других марок для этих целей.

Требования безопасности при работе с карбонильным никелем

Согласно ГОСТ 9722-97 (раздел 5), никелевый порошок не горюч. Температура самовоспламенения — 470 °C. Порошок пожаро- и взрывобезопасен при условии, что концентрация аэрозоля в воздухе не превышает 220 г/м³.

Никелевый порошок относится к 1 классу опасности по ГОСТ 12.1.007. Предельно допустимая концентрация (ПДК) аэрозолей в воздухе рабочей зоны — 0,05 мг/м³. При вдыхании аэрозоль раздражает слизистые оболочки верхних дыхательных путей и может поражать ткань лёгких.

Требования к организации рабочего места:

• герметизация оборудования;
• приточно-вытяжная вентиляция по ГОСТ 12.4.021;
• использование средств индивидуальной защиты (респиратор, перчатки, спецодежда);
• контроль состояния воздушной среды по ГОСТ 12.1.005.

Дробь ДНК (гранулы 7–20 мм) в нормальных условиях не образует пылевого аэрозоля и менее опасна при обращении по сравнению с мелкодисперсным порошком. Тем не менее общие требования безопасности при работе с никелем распространяются на все товарные формы.

Формы поставки и упаковка карбонильного никеля

Дробь ДНК поставляется в металлических бочках массой нетто 250 кг. На поддон устанавливают 4–6 бочек. Маркировка каждой бочки содержит наименование марки, номер партии, массу нетто и дату выпуска.

Порошок ПНК по ГОСТ 9722-97 упаковывают в:

• полиэтиленовую тару вместимостью до 50 дм³;
• металлические банки вместимостью до 3 дм³;
• стальные барабаны или алюминиевые бочки с предварительной засыпкой порошка в полиэтиленовые мешки.

Масса брутто барабана или бочки — не более 250 кг. Упаковка должна обеспечивать герметичность.

Условия хранения и гарантийные сроки

Карбонильный никелевый порошок хранят в закрытых сухих отапливаемых помещениях при температуре от 0 до 35 °C. Гарантийный срок хранения карбонильного никелевого порошка по ГОСТ 9722-97 — 36 месяцев с даты изготовления. По истечении гарантийного срока порошок подлежит повторной проверке на соответствие всем требованиям стандарта.

Масса партии карбонильного никелевого порошка не должна превышать 10 т. Каждая партия сопровождается документом о качестве, содержащим результаты анализа химического состава, размера частиц и насыпной плотности.