니켈 나노 분말 은 1-100 나노미터 범위의 최소 한 가지 치수를 가진 니켈 입자로 이루어진 미세 분말입니다. 나노 분말은 크기가 작고 표면적이 넓기 때문에 일반 니켈 분말에 비해 독특한 특성을 나타냅니다. 이 문서에서는 니켈 나노 분말의 개요, 주요 특성, 생산 방법, 용도, 공급업체 및 표준에 대해 설명합니다.
니켈 나노 분말 개요
니켈 나노 파우더는 입자 지름이 100nm 미만인 니켈 입자로 구성되어 있습니다. 나노 크기 때문에 니켈 나노 입자는 표면적 대 부피 비율이 매우 높아 더 큰 니켈 입자에 비해 화학 반응성이 더 높습니다.
니켈 나노 분말의 주요 특성은 다음과 같습니다:
- 고순도
- 균일한 입자 크기 분포
- 높은 비표면적
- 향상된 자기 및 촉매 특성
- 복합재에 맞게 기능화 가능
- 산화물 없는 표면
생산 과정에서 크기, 형태, 조성 및 표면 화학을 제어하면 다양한 용도에 맞게 니켈 나노 분말의 특성을 맞춤화할 수 있습니다.
니켈 나노 분말 유형
| 유형 | 설명 |
|---|---|
| 니켈 나노 분말 | 순수 금속 니켈 나노 입자 |
| 산화 니켈 나노 분말 | 산화 니켈(NiO) 나노 입자 |
| 니켈 코발트 나노 분말 | 니켈과 코발트의 합금 |
| 니켈 구리 나노 분말 | 니켈과 구리의 합금 |
니켈 나노 분말의 구성
| 요소 | 순도 범위 |
|---|---|
| 니켈(Ni) | 99% ~ 99.9% |
| 탄소(C) | < 1% |
| 산소(O) | < 1% |
물리적 속성
| 속성 | 설명 |
|---|---|
| 색상 | 블랙 파우더 |
| 밀도 | 25°C에서 8.9g/cc |
| 녹는점 | 1455°C |
| 끓는점 | 2913°C |
| 결정 구조 | 큐빅(얼굴 중심) |
자기 속성
| 속성 | 가치 |
|---|---|
| 포화 자화 | 55 emu/g |
| 강제성 | 100 ~ 400 Oe |
| 퀴리 온도 | 358°C |
촉매 속성
- 수소 진화 반응(HER)을 위한 활성 촉매
- 수소화, 개질, 균열 등과 같은 반응을 촉매합니다.
- 백금과 같은 금속과 공동 촉매로 사용
생산 방법
크기와 형태가 제어된 니켈 나노 분말을 생산하는 데 사용되는 몇 가지 방법이 있습니다:
물리적 방법
- 볼 밀링 - 니켈 미립자를 나노 입자로 기계적 분쇄
- 불활성 가스 응축 - 불활성 대기에서 니켈의 기화 및 응축
습식 화학 방법
- 화학 물질 감소 - 환원제를 사용한 니켈 염의 감소
- 전기 화학 증착 - 니켈 이온의 전해 환원 및 증착
- 솔-젤 프로세스 - 분자 전구체를 사용하여 나노 입자 형성
기타 방법
- 열분해 - 유기 금속 전구체 화합물의 분해
- 마이크로파 플라즈마 합성 - 니켈 플라즈마의 증발 및 급속 응축
니켈 나노 분말 생산 방법 비교
| 방법 | 확장성 | 순도 | 입자 크기 분포 |
|---|---|---|---|
| 볼 밀링 | 높음 | 보통 | 광범위 |
| 불활성 가스 응축 | 보통 | 높음 | 좁은 |
| 화학 물질 감소 | 높음 | 높음 | 보통 |
| 전기 화학 증착 | 낮음 | 높음 | 좁은 |
| 솔-젤 프로세스 | 낮음 | 보통 | 광범위 |
애플리케이션
니켈 나노 분말 는 고유한 자기, 촉매 및 기계적 특성으로 인해 다음과 같은 주요 응용 분야에서 사용됩니다:
산업용 애플리케이션
- 니켈 기반 초합금 제조
- 전도성 코팅 및 페이스트 생산
- 배터리용 니켈 전극 제작
- 수소 생산 및 연료 전지 반응용 촉매
- 탄소 나노튜브 성장을 위한 촉매 지원
- 니켈 강화 폴리머 나노 복합체 만들기
- 복잡한 부품의 금속 사출 성형
- 용접에서 니켈 나노 유체를 사용한 재료 접합
- 자기 데이터 저장 장치
에너지 애플리케이션
- 물분해에서 산소 진화 반응(OER)을 위한 전기 촉매
- 연료 전지의 산소 환원 반응(ORR)을 위한 전기 촉매 지원
- 리튬 이온 배터리 - 니켈이 풍부한 NMC 음극, 양극
- 플렉서블 전자 제품 및 태양광용 인쇄 잉크
- 나노 유체를 사용한 집광형 태양광 발전 시스템
바이오메디컬 애플리케이션
- 약물 전달 차량 및 치료제
- MRI 촬영용 조영제
- 종양 치료를 위한 온열요법제
- 의료 기기용 항균 나노 필름
- 니켈 나노 입자 기반 바이오센서
공급업체 및 가격
니켈 나노 분말은 많은 특수 화학 회사 및 나노 소재 제조업체에서 판매합니다. 가격은 순도 등급, 생산량, 입자 특성 및 추가 맞춤화에 따라 달라집니다.
| 공급업체 | 설명 | 가격 |
|---|---|---|
| 미국 연구용 나노소재 | 99.9% 순수, <50nm | $70/g |
| 미국 요소 | 99.5% 순수 Ni, 10-30nm | $100/g |
| 나노쉘 | 99.9% 순수, 30-60nm | $50/g |
| 홍우 인터내셔널 | 98% 순수, 최소 50g | $30/g |
| 나노그래피 나노 기술 | 99.7% 순수, 분산액 | $500/kg |
가격은 필요한 수량과 순도에 따라 그램당 $50에서 킬로그램당 $500까지 다양합니다. 순도 99.9%의 연구용 나노 분말은 일반적으로 가격이 더 높으며, 산업용으로 대량 주문할 경우 할인이 적용됩니다.
표준 및 안전
니켈 나노 분말 취급에는 다른 건식 나노 물질과 유사한 표준 안전 프로토콜이 필요합니다. 주요 표준은 다음과 같습니다:
- ISO 21363:2007 - 나노 분말 시료 특성 분석 방법
- ASTM B822 - 소각 X선 산란을 이용한 입자 크기 표준 테스트 방법
- ANSI Z399.1 - 나노 물질의 안전한 취급 절차
니켈 나노 입자는 경미하거나 중간 정도의 독성 수준을 나타내며 가공 시 방진 마스크, 장갑, 밀폐된 작업 및 환기가 필요합니다. 흡입이 주요 노출 경로입니다.
자주 묻는 질문
무엇 니켈 나노 분말 로 만들어졌나요?
니켈 나노 파우더는 직경이 1~100nm인 니켈(Ni) 입자로 구성됩니다. 최대 99.9%의 고순도 수준과 소량의 탄소 및 산소를 함유하고 있습니다.
니켈 나노 파우더는 어떤 용도로 사용되나요?
니켈 나노 분말은 촉매, 배터리 재료, 전도성 첨가제, 자성 장치, 합금 강화제, 생물의약품, 접합제 등으로 응용되고 있습니다.
니켈 나노 파우더의 특별한 점은 무엇인가요?
나노 크기의 입자는 미크론 크기의 입자에 비해 표면적, 표면 반응성, 기계적 강도, 광학 흡수, 전기/열 전도성이 더 높습니다.
니켈 나노 파우더와 니켈 마이크로 파우더의 차이점은 무엇인가요?
니켈 나노 분말 입자는 100nm 미만인 반면 니켈 마이크로 분말 입자는 100nm에서 1미크론에 이릅니다. 나노 분말은 양자 효과로 인해 우수한 촉매, 자기, 광학 특성을 보입니다.
니켈 나노 분말은 독성이 있나요?
니켈 나노 입자는 흡입 또는 피부 접촉을 통해 중간 정도의 독성을 나타냅니다. 적절한 PPE와 취급 프로토콜을 사용해야 합니다. 경구 독성은 낮지만 섭취는 피해야 합니다.
니켈 나노 파우더의 가격은 얼마인가요?
니켈 나노 분말은 순도, 입자 크기 범위, 표면 코팅 및 구매량에 따라 그램당 $50~$500 정도입니다. 산업용 등급 50nm 분말은 그램당 $30에 구입할 수 있습니다.
니켈 나노 입자를 생산하는 가장 좋은 방법은 무엇인가요?
화학적 환원은 나노 입자 크기, 모양 및 결정상을 제어할 수 있는 가장 일반적인 방법입니다. 확장 가능한 다른 접근법으로는 볼 밀링, 열분해, 플라즈마 합성이 있습니다.
니켈 나노 분말과 산화 니켈 나노 분말의 차이점은 무엇인가요?
니켈 나노 분말은 순수한 금속 니켈을 포함하고 있는 반면 산화 니켈 분말은 서로 다른 광학, 전기 및 자기 특성을 나타내는 산화 니켈(NiO) 나노 입자로 구성되어 있습니다.
니켈 나노 분말의 위험성은 무엇인가요?
가연성 분말로서 주요 위험은 피부, 눈, 호흡기에 노출되는 것입니다. 노출에 따라 자극, 염증, 섬유화를 유발할 수 있습니다. 적절한 PPE, 환기, SOP는 필수입니다.
니켈 나노 분말은 친수성인가요, 소수성인가요?
순수한 니켈 나노 분말은 소수성을 나타냅니다. 그러나 표면 산화 또는 다른 화합물과의 기능화를 통해 나노 복합체 및 생물의학적 사용에 필수적인 친수성 특성을 부여할 수 있습니다.
