A diversidade dos eletrodos de níquel decorre da excelente condutividade e resistência à corrosão dos materiais de níquel, bem como da sua capacidade de ajuste de desempenho alcançada por meio de modernas tecnologias de materiais (como o design de nanoestruturas). As aplicações variam de hastes de soldagem de alta temperatura para soldagem industrial (por exemplo, ENiCrMo-3), eletrodos nanocompósitos para dispositivos avançados de armazenamento de energia (por exemplo, matrizes NiSe/CoSe/Ni₃Se₂), placas de níquel de alta pureza em tanques de galvanoplastia (por exemplo, placas catódicas de níquel N4 ), pastas de níquel de precisão para componentes microeletrônicos (por exemplo, LX-NJ9020), a filtros catalíticos em aplicações de proteção ambiental (níquel de espuma fotocatalítica). Os eletrodos de níquel abrangem praticamente todos os cenários de aplicação crítica, desde a indústria pesada tradicional até os campos de alta tecnologia de ponta.
Esses eletrodos de níquel são usados principalmente para unir ou reparar componentes de liga à base de níquel que operam em ambientes corrosivos e de alta temperatura. Tipos e nomes de produtos específicos comuns incluem o eletrodo de soldagem de liga de níquel ENiCrMo-3 (comumente chamado de vareta de soldagem de liga de níquel-cromo-molibdênio), que possui uma faixa de corrente operacional de 50 a 150 amperes e pode suportar temperaturas de até 540 graus Celsius. É particularmente adequado para soldagem de materiais como Hastelloy, apresentando desempenho de arco estável e forte resistência a trincas. Além disso, existem produtos em série, como os eletrodos ENiCrFe-0, ENiCrFe-2 e ENiCrMo-5, que são projetados para diferentes ligas de níquel (como ligas de Inconel) para atender a requisitos específicos de soldagem em ambientes de alta temperatura e alta pressão.
Em dispositivos avançados de armazenamento de energia, como baterias de íons de lítio e supercapacitores, o níquel é amplamente utilizado devido à sua excelente condutividade e flexibilidade de projeto estrutural. Esses eletrodos de níquel vêm em várias formas, com os nomes dos produtos geralmente descrevendo suas características estruturais. Por exemplo, o cátodo nanocompósito Ni/Poroso-Ni/V₂O₅ combina coletores de corrente de níquel poroso com nanofolhas de pentóxido de vanádio sem ligantes tradicionais, aumentando significativamente a eficiência de difusão de íons de lítio. Após 100 ciclos a uma taxa de 0,2 °C, sua retenção de capacidade excede 90%. Outro exemplo é o eletrodo de níquel nanocompósito NiSe/CoSe/Ni₃Se₂ em formato de gladíolo, cuja estrutura composta exclusiva de nanofio unidimensional e nanofolha bidimensional o dota com uma capacitância específica excepcional de até 1666 F/g (a uma densidade de corrente de 0,5 A/g), tornando-o uma escolha ideal para supercapacitores de alto desempenho. Além disso, a espuma de níquel porosa tridimensional é um produto fundamental e importante, com porosidade de até 80% e densidade de aproximadamente 0,25 g/cm³, combinando excelente condutividade e grande área superficial específica. É amplamente utilizada como coletor de corrente em baterias ou como substrato transportador para reações catalíticas.
Em indústrias de galvanoplastia e processos de eletrólise , o níquel é comumente usado como um material de ânodo ou cátodo. Produtos típicos incluem placas de cátodo de níquel para coloração por oxidação eletroforética, com materiais específicos como placas de níquel N4, placas de níquel N6 ou placas de níquel Ni201. Essas placas de níquel laminadas a frio de alta pureza (> 99,9%) apresentam excelente resistência à corrosão eletrolítica. As especificações comuns incluem 3,0 mm de espessura, 150 mm de largura e 6750 mm de comprimento, projetadas especificamente para o processo de coloração eletroforética de perfis de alumínio. Outro tipo usado para testes de laboratório e em pequena escala é o ânodo de níquel de teste Hastelloy, normalmente fabricado como blocos de ânodo de níquel eletrolítico (dimensões como 60 × 70 × 3–5 mm), feitos de níquel puro, para otimizar os parâmetros do processo de galvanoplastia.
No campo de componentes eletrônicos , o pó de níquel é um material essencial para a fabricação de eletrodos de níquel de MLCCs. Sua principal forma de produto é a pasta de eletrodo de níquel, como a pasta de eletrodo de níquel MLCC modelo LX-NJ9020. Essa pasta contém aproximadamente 56 ± 1% de conteúdo sólido, com tamanhos de partículas de pó de níquel de aproximadamente 600 nanômetros, e é projetada para temperaturas de sinterização dentro da faixa de 1250 ± 150 graus Celsius, adequada para capacitores que usam materiais dielétricos como X7R/X5R. Para atender à demanda por tamanhos menores (como 0402 ou menores) e MLCCs de maior capacidade, é usado pó de níquel ultrafino nanométrico (tamanho de partícula personalizável entre 1 e 100 nanômetros). Esse tipo de pó de níquel é normalmente produzido por deposição física de vapor, garantindo que não haja contaminação química do ligante, e serve como material central para atingir alta densidade de capacitância em capacitores em miniatura.
A estrutura porosa do níquel também é utilizada para filtração e funções catalíticas. Um produto representativo é o filtro fotocatalítico de espuma de níquel, que utiliza espuma de níquel tridimensional como substrato e é revestido com uma camada fotocatalítica de dióxido de titânio (TiO₂) em nanoescala em sua superfície. Sob luz ultravioleta, este material compósito pode decompor eficazmente poluentes atmosféricos (como formaldeído), tornando-o adequado para uso como filtro fotocatalítico de espuma de níquel tridimensional em purificadores de ar e sistemas de ar condicionado, permitindo a funcionalidade de purificação do ar autorregenerativa.
Linguagem
