Разнообразие никелевых электродов обусловлено превосходной проводимостью и коррозионной стойкостью никелевых материалов, а также возможностью настройки их характеристик благодаря современным технологиям материалов (например, наноструктурному дизайну). Никелевые электроды применяются практически в любых критически важных областях: от высокотемпературных сварочных прутков для промышленной сварки (например, ENiCrMo-3), нанокомпозитных электродов для современных устройств накопления энергии (например, массивов NiSe/CoSe/Ni₃Se₂), высокочистых никелевых пластин в гальванических ваннах (например, катодных пластин из никеля N4), прецизионных никелевых паст для микроэлектронных компонентов (например, LX-NJ9020) до каталитических фильтров в системах защиты окружающей среды (фотокаталитический пеноникель). Никелевые электроды охватывают практически все критически важные области применения: от традиционной тяжёлой промышленности до передовых высокотехнологичных областей.
Эти никелевые электроды в основном используются для соединения или ремонта компонентов из никелевых сплавов, работающих в высокотемпературных, коррозионных средах. Распространенные конкретные типы и наименования продукции включают сварочный электрод из никелевого сплава ENiCrMo-3 (обычно называемый сварочным прутком из никель-хром-молибденового сплава), который имеет рабочий диапазон тока от 50 до 150 ампер и может выдерживать температуры до 540 градусов Цельсия. Он особенно подходит для сварки таких материалов, как хастеллой, демонстрируя стабильные характеристики дуги и высокую стойкость к трещинам. Кроме того, существуют серийные продукты, такие как электроды ENiCrFe-0, электроды ENiCrFe-2 и электроды ENiCrMo-5, которые разработаны для различных никелевых сплавов (например, сплавов Inconel) для удовлетворения особых требований к сварке в высокотемпературных и высоконапорных средах.
В современных устройствах хранения энергии, таких как литий-ионные аккумуляторы и суперконденсаторы, никель широко используется благодаря своей превосходной проводимости и гибкости структурного проектирования. Эти никелевые электроды выпускаются в различных формах, а названия продуктов, как правило, описывают их структурные характеристики. Например, нанокомпозитный катод Ni/Porous-Ni/V₂O₅ сочетает в себе пористые никелевые токосъемники с нанолистами пентаоксида ванадия без традиционных связующих, что значительно повышает эффективность диффузии литий-ионов. После 100 циклов при токе 0,2 С его сохранение емкости превышает 90%. Другим примером является никелевый электрод с массивом нанокомпозита NiSe/CoSe/Ni₃Se₂ в форме гладиолуса, уникальная структура которого из одномерной нанопроволоки и двумерного нанолиста обеспечивает ему выдающуюся удельную емкость до 1666 Ф/г (при плотности тока 0,5 А/г), что делает его идеальным выбором для высокопроизводительных суперконденсаторов. Кроме того, трёхмерный пористый пеноникель является важным и фундаментальным продуктом с пористостью до 80% и плотностью около 0,25 г/см³, сочетающим в себе отличную электропроводность и большую удельную поверхность. Он широко используется в качестве токосъемника в аккумуляторах или в качестве подложки для каталитических реакций.
В гальванических производствах и процессах электролиза никель обычно используется в качестве анодного или катодного материала. Типичные продукты включают в себя никелевые катодные пластины, окрашиваемые электрофоретическим оксидированием, со специальными материалами, такими как никелевые пластины N4, никелевые пластины N6 или никелевые пластины Ni201. Эти холоднокатаные никелевые пластины высокой чистоты (>99,9%) обладают превосходной стойкостью к электролитической коррозии. Обычные спецификации включают толщину 3,0 мм, ширину 150 мм и длину 6750 мм, специально разработанные для процесса электрофоретического окрашивания алюминиевых профилей. Другой тип, используемый для лабораторных и мелкосерийных испытаний, - это испытательный никелевый анод из сплава Хастеллой, обычно изготавливаемый в виде электролитических никелевых анодных блоков (размеры таких как 60×70×3–5 мм), изготовленных из чистого никеля, для оптимизации параметров процесса гальванизации.
В области электронных компонентов никелевый порошок является ключевым материалом для изготовления никелевых электродов MLCC. Его основной формой продукта является никелевая электродная паста, такая как никелевая электродная паста MLCC модели LX-NJ9020. Эта паста содержит приблизительно 56±1% твердого вещества, с размером частиц никелевого порошка приблизительно 600 нанометров и предназначена для температур спекания в диапазоне 1250±150 градусов Цельсия, подходит для конденсаторов с использованием диэлектрических материалов, таких как X7R/X5R. Для удовлетворения спроса на меньшие размеры (например, 0402 или меньше) и более высокую емкость MLCC, используется наноразмерный сверхтонкий никелевый порошок (размер частиц настраивается от 1 до 100 нанометров). Этот тип никелевого порошка обычно производится путем физического осаждения из паровой фазы, что гарантирует отсутствие загрязнения химическими лигандами, и служит в качестве основного материала для достижения высокой плотности емкости в миниатюрных конденсаторах.
Пористая структура никеля также используется для фильтрации и каталитических функций. Характерным примером является фотокаталитический фильтр из пеноникеля, в котором в качестве субстрата используется трёхмерный пеноникель, покрытый наноразмерным фотокаталитическим слоем диоксида титана (TiO₂) на поверхности. Под действием ультрафиолетового света этот композитный материал способен эффективно разлагать загрязняющие вещества в воздухе (например, формальдегид), что делает его пригодным для использования в качестве трёхмерного пеноникелевого фотокаталитического фильтра в очистителях воздуха и системах кондиционирования, обеспечивая саморегенерацию системы очистки воздуха.
Язык
