純アルミニウムパウダー

純アルミニウムパウダーの概要

純アルミニウム粉末とは、他の合金元素を添加せずにアルミニウムのみから製造されたアルミニウム粉末を指します。低密度、高い熱伝導性と電気伝導性、延性、優れた耐食性、反射率を示します。

純アルミニウム粉末の主な特徴は以下の通り：

• 純度99%+の非合金アルミニウム
• 酸素との親和性が高く、反応性が高い。
• 低融点で優れた熱伝導性
• 密度が約2.7g/ccと軽量
• 変形加工に適した柔らかさと延性
• 様々な粒子サイズと形態で入手可能

純アルミニウム粉末は、保護塗料、火工品、燃料添加剤、3Dプリンティング、その他純アルミニウムの特性を必要とする用途に使用される。

この記事では、純アルミニウム粉末の特性、製造方法、用途、仕様などを包括的に紹介している。

純アルミニウム粉末の組成

純アルミニウム粉末の典型的な組成は以下の通りである：

エレメント	重量 %
アルミニウム（Al）	99%+
鉄（Fe）	最大0.35%
ケイ素 (Si)	最大0.10%
銅（Cu）	0.05%最大
亜鉛	0.07%最大
マンガン (Mn)	0.03%最大
マグネシウム (Mg)	0.03%最大
クロム（Cr）	0.03%最大
その他（各）	0.03%最大
その他（合計）	最大0.10%

粉末は、他の合金元素を添加せず、99%以上のアルミニウムを含有する非合金アルミニウムである。一般的な不純物元素の上限は規定されています。

純アルミニウム粉末の特性

純アルミニウム粉末は以下の特性を示す：

プロパティ	価値
密度	2.70 g/cm3
融点	660°C
熱伝導率	237 W/m.K
電気抵抗率	2.65μhm-cm
ヤング率	70 GPa
ポアソン比	0.33
引張強度	90-115 MPa
伸び	8-25%
モース硬度	2.75
耐酸化性	貧しい

 

アルミニウム粉末は密度が低く柔らかいため、取り扱いが容易で様々な用途に加工できる。熱伝導性と電気伝導性に優れている。耐酸化性は低く、保管中や使用中に酸化から粉末を保護する必要がある。

純アルミニウム粉末の製造方法

純アルミニウム粉末を作るには、さまざまな製造工程がある：

• 霧化 - 溶融アルミニウムは、ガスまたは水の噴射によって液滴に分解され、固化して粉末になる。ガスアトマイズされた粉末は球状の形態を持つ。
• 電解 - アルミニウムはアルミナ電解液から粉末状で析出する。粉末はスポンジ状で不規則な形をしている。
• ミーリング - アルミニウムフレークのボールミリングは、様々なサイズと形態のフレーク粉末を製造する。
• 化学的方法 - アルミニウム化合物の反応により、高純度のアルミニウム微粉末が得られる。

アトマイズは最も一般的な方法であるが、超微粒子やナノスケールのアルミニウム粉末には特殊な技術が用いられる。粉末の特性はプロセスパラメーターによって制御することができる。

純アルミニウム粉末の用途

純アルミニウム粉末は以下の用途に使用される：

• 保護コーティング - 鉄鋼表面の腐食防止を目的とした溶射皮膜。
• 花火技術 - 引火性が高いため、火工品用粉末燃料。
• 燃料添加剤 - 固体ロケット推進薬や火薬に添加し、エネルギー特性を向上させる。
• 3Dプリンティング - 選択的レーザー焼結、直接金属レーザー焼結（DMLS）積層造形プロセスで使用。
• 印刷インキ - 回路、RFIDタグ、その他の電子機器の印刷用導電性インキに使用される。
• 顔料 - 塗料、プラスチック、ゴム、その他のコーティング用のフレーク状および噴霧状パウダー。
• エレクトロニクス - 純アルミニウムのボンディングワイヤー、接点、導電性を必要とする回路。

溶接 - 溶接部品や補修用のアルミニウム粉末充填材として使用される。

純アルミニウムパウダーの仕様

純アルミニウム粉末は様々な仕様で入手可能である：

粒子径： Ranging from 5-150 microns depending on application. Finer atomized powder for AM, coarser grade for coatings.

純粋さ： From 99% to 99.9% purity based on impurity limits for iron, silicon and other elements.

形態学： Spherical, irregular and flake type particle shapes. Spherical powder has better flowability.

Coating: Partially oxygen passivated, uncoated and oil coated pure aluminum powders offered.

成績だ： Commercial pure, very high purity and technical grades conforming to standards like ASTM B209.

表面積： Powder can be tailored as ultrafine nanoscale (up to 20 m2/g) to coarse grades.

Global Suppliers of Pure Aluminum Powder

Some of the major global suppliers of pure aluminum powder include:

会社概要	国名
Alfa Aesar	米国
ヴァリメット社	米国
金属粉の製造	イギリス
ECKA顆粒	ドイツ
Toyal America Inc.	米国
Ampal Inc.	米国
Henan Yuanyang Powder Technology	中国

 

These companies produce pure aluminum powder in various particle size ranges using gas atomization, milling, and different production methods.

Pricing of Pure Aluminum Powder

Pricing of pure aluminum powder depends on:

• 純度 – Higher purity (99.9%) powder is costlier than lower purity (99-99.5%)
• 粒子径 – Finer aluminum powder is more expensive
• 形態学 – Spherical and smooth powder costs more
• Coating – Uncoated aluminum powder is lower cost
• 数量 – Bulk quantities above 1 ton get discounted rates
• サプライヤー – Major companies have higher production output reducing costs
• 地理 – Prices are competitive in China compared to Europe and USA

For small quantities, pure aluminum powder can cost between $50-100 per kg while bulk orders can be priced under $10/kg.

Health and Safety When Handling Aluminum Powder

Pure aluminum powder poses some health and safety hazards:

• Fine aluminum powder is highly flammable and explosive when suspended in air. Dust explosion risks must be mitigated.
• Oxidation is a risk leading to loss of material. Storage in inert atmosphere is recommended.
• Aluminum powder should not be heated or used near sparks or ignition sources.
• Contact with skin or eyes may cause irritation. Use personal protective equipment.
• Inhalation of fine aluminum powders may cause respiratory issues. Use appropriate ventilation and breathing protection.
• Aluminum powder wastage and disposal must be handled carefully to avoid contamination.

Inspection and Testing of Aluminum Powder

To ensure quality standards, pure aluminum powder is tested for:

• 化学組成 – Inductively coupled plasma mass spectrometry and optical emission spectroscopy used to verify composition and purity.
• 粒子径 – Laser diffraction analysis, sieve testing as per ASTM B214 standard used for measurement of particle size distribution.
• 形態学 – Scanning electron microscopy used to examine shape and surface structure of powder particles.
• 流量 – Determined as per ASTM B213 using Hall flowmeter funnel. Spherical powder has excellent flowability.
• 見かけ密度 – Measured using gravimetric analysis or Scott volumeter as per ASTM B212.
• 比表面積 – BET gas absorption method used for measurement of surface area per unit mass, especially for nanoscale powders.

Routine testing ensures consistency in aluminum powder quality and performance.

Comparison of Atomized and Sintered Aluminum Powder

Atomized and sintered aluminum powders differ in production method and properties:

パラメータ	Atomized Al Powder	Sintered Al Powder
製造方法	Gas or water atomization of molten aluminum	Compacting and sintering of aluminum powder
粒子の形態学	球形	不規則、多孔質
粒子径	5 to 150 microns	Under 5 microns
流動性	素晴らしい	貧しい
純度	99 to 99.9%	より低い
コスト	より高い	より低い
アプリケーション	溶射、AM	Flash powder, explosives

 

Atomized aluminum powder has more controlled characteristics preferred for coatings, AM, electronics. Sintered aluminum is used where ultrafine particle size is required despite lower purity.

よくあるご質問

Q: What is pure aluminum powder used for?

A: Pure aluminum powder is used in protective coatings, pyrotechnics, fuel additives, 3D printing, conductive inks, pigments, welding filler, and other applications requiring unalloyed aluminum properties.

Q: What is the difference between atomized and milled aluminum powder?

A: Atomized aluminum powder has spherical morphology and controlled particle size distribution while milled flake powder has irregular shapes and broader distribution. Atomized powder has better flow and packing density.

Q: How is ultrafine aluminum powder produced?

A: Special production methods like exploding wire process, evaporation-condensation, and high-energy ball milling allow production of aluminum powder with particle sizes below 10 microns.

Q: What safety precautions are needed when handling aluminum powder?

A: Fine aluminum powder is highly flammable. Dust explosion risks must be controlled. Storage in inert gas is recommended. Use proper grounding, ventilation, and PPE when handling aluminum powder.

Q: How is the purity of aluminum powder determined?

A: Spectroscopic analysis like ICP-MS and OES is used to accurately quantify the elemental composition. Purity levels from 99% to 99.9% based on impurity elements like iron, silicon are specified.

Q: Where can I buy pure aluminum powder for electronics applications?

A: High purity aluminum powder with controlled particle size and low impurities suitable for electronics can be purchased from suppliers like Valimet, Toyal America, Makin Metal powders, and ECKA Granules.