DE2024048B2 - Verfahren zur Herstellung von feinstem Nickelpulver in Kugelgestalt - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von feinstem Nickelpulver in Kugelgestalt mit einem Durchmesser von weniger als 1 μηι.

Metallpulver in Kugelgestelt mit einem Durchmesser von weniger als 1 μπι und einer homogenen Durchmesserverteilung finden aufgrund der größeren Gleichförmigkeit und der besseren Eigenschaften des Endprodukts immer größere Anwendung in der Pulvermetallurgie. Sie werden zum Beispiel entweder für Sinterlegierungen auf der Grundlage von Ni-Cr-Co oder Ni-Cr-AI₂O.!, die eine hohe Temperaturbeständigkeit aufweisen, für magnetische Sinterlegierungen auf der Basis von Fe-Ni oder für poröse Wände auf der Grundlage von Nickel bei der Trennung von Uranisotopen in der Gasphase verwendet.

Es ist bekannt, Nickelpulver durch thermische Zersetzung von Nickeltetracarbonyl, -oxalat und -formiat herzustellen. Es ist ebenfalls bekannt, reines Nickelpulver durch Reduktion von Nickeloxyd, -hydrat und -carbonat herzustellen. Das im industriellen Maßstab häufiger angewendete Verfahren besteht darin, gasförmiges Nickeltetracarbonyl, das mit einem inerten Gas verdünnt ist, bei einer Temperatur zwischen 200°C und 250°C zu pyrolisieren. In einigeü Fällen erfolgt die Zersetzung in Schwerölen oder in mit Biphenyloxyd vermischtem Biphenyl.

Diese Verfahren haben den Nachteil, daß Nickelpulver hergestellt wird, dessen Teilchen einen Durchmesser zwischen 2 und 5 μίτι haben. Diese Teilchengröße des Nickels ist für die obenerwähnten Verfahren nicht gut geeignet oder sogar ungeeignet.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines einfachen und wirtschaftlichen Verfahrens zur Herste!- lung von feinstem Nickelpulver, bei welchem die Nachteile der bekannten Verfahren nicht auftreten.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von feinstem Nickelpulver in Kugelgestalt mit einem Durchmesser von weniger als 1 μηι, das dadurch gekennzeichnet ist, daß Bis-acrylnitril-nickel in einer organischen Flüssigkeit aus der Gruppe der aromatischen, aliphatischen und cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffe und Alkanole suspendiert und die Suspension auf Temperaturen zwischen 100°C und 200⁰C, vorzugsweise bei 150° C bis 180⁰C, bis zur vollständigen Zersetzung erhitzt wird.

Erfindungsgemäß wird die Pyrolyse in einem Reaktionsgefäß mit glasartigen Wänden durchgeführt.

Bis-acrylnitril-nickel wird mit einer organischen Flüssigkeit, die gegenüber dem Komplex inert und in welcher der Komplex unlöslich ist, aus der Gruppe der Kohlenwasserstoffe und Alkanole suspendiert und unter Rühren auf eine bestimmte Temperatur gebracht.

Wenn Flüssigkeiten mit niedrigem Siedepunkt als Lösungsmittel verwendet werden, ist es notwendig, unter Druck zu arbeiten.

Die Konzentration des Komplexes liegt im Bereich von 1 bis 20%, vorzugsweise von etwa 5 bis 10%. Die Zersetzung des Komplexes beginnt bei etwa 110⁰C und erfolgt innerhalb einer kurzen Zeit bei Temperaturen über 120⁰C. Die Zersetzung ist praktisch abgeschlossen, wenn die Suspension schwarz wird und keine roten Teilchen an Bis-acrylnitril-nickel mehr aufweist.

Das auf diese Weise erhaltene metallische Nickel ist pyrophor und kann bis zu 15% an organischen Verunreinigungen enthalten. Die Reinigung wird durchgeführt, indem Wasserstoff (10 bis 100 bar) bei Reaktionstemperatur in den Autoklav eingeleitet wird, und die organischen Verunreinigungen hydriert werden, wobei der Grad der Verunreinigung auf 3 bis 4% herabgesetzt wird.

Gegebenenfalls kann das Nickel abgetrennt, und das Pulver bei etwa 200° bis 300⁰C im Wasserstoffstrom für die Dauer von einigen Minuten trocken erwärmt werden.

Die Verunreinigungen können daher während des Sinterns eliminiert werden; dieser Vorgang wird, wie bekannt, vorzugsweise in einer Wasserstoffatmosphäre durchgeführt.

Das pyrophore Verhalten des Pulvers kann durch teilweise Oxydation (2 bis 4%) in einer Atmosphäre, die etwa 3 bis 5% Sauerstoff enthält, bei Umgebungstemperatur reduziert werden.

Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel näher erläutert:

Beispiel 1

Bis-acrylnitril-nickel (CH₂ = CH-CN)₂Ni wurde aus Nickelcarbonyl und Acrylnitril nach dem von G. N. Schrauzer in J. Am.Chem. Soc. 81 (1959) 5310—12 beschriebenen Verfahren hergestellt.

15 g Bis-acrylnitril-nickel wurden in 400 ecm Methanol suspendiert und in einem Stickstoffstrom in einen 3,3 1 Autoklav mit emaillierten Wänden, welcher mit einem Flügelrührwerk ausgestattet war und mit einem ölheizmantel erhitzt wurde, überführt.

Innerhalb von 2 Std. stieg die Temperatur auf 160⁰C, dann wurden mit 40 bar Druck Wasserstoff in den Autoklav gegeben und 2 Std. lang bei 160° C weiter gerührt. Unter Rühren wurde der Autoklav auf Umgebungstemperatur gekühlt, worauf durch Hydrierung von Acrylnitril gebildetes Methanol und Propylamin abdekantiert wurde.

Das erhaltene Nickel wurde dreimal mit Methanol gewaschen und unter Vakuum getrocknet. Das auf diese Weise erhaltene Pulver wurde pyrophor. Es enthielt 3% C, 0,5% H₂ und 0,6% N.

Die granulometrische Analyse zeigte, daß 94% der Teilchen einen Durchmesser zwischen 32 und 97 ιτιμπι hatten und daß 64,7% der Teilchen innerhalb des engen Bereichs von 46 bis 68 ιτιμιτι lagen. Die Teilchen waren kugelförmig.

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Hersteilung von feinstem Nickelpulver in Kugelgestalt mit einem Durchmesser von weniger als 1 μίτι, dadurch gekennzeichnet, daß Bis-acrylnitril-nickel in einer organischen Flüssigkeit aus der Gruppe der aromatischen, cycloaliphatischen und aliphatischen Kohlenwasserstoffe und Alkanole suspendiert und die Suspension auf Temperaturen zwischen 100°C und 200⁰C, vorzugsweise bei 150⁰C bis 180°C, bis zur vollständigen Zersetzung unter Wasserstoff-Überdruck erhitzt wird.

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