Oxidation af nikkel og transportegenskaber af nikkeloxid
Oxidationskinetik for nikkel af høj renhed samt ikke-støkiometri og kemisk diffusion i nikkeloxid er blevet undersøgt som en funktion af temperatur (1373-1673 K) og ilttryk (10-105 Pa) ved hjælp af mikrotermogravimetriske teknikker. For at udelukke den mulige deltagelse af korngrænsediffusion i skælvækst ved lavere temperaturer er oxidationshastighedsmålingerne altid blevet startet ved den højeste temperatur (1673 K), hvor der blev dannet grovkornet skælv, og temperatur- og trykafhængigheden af oxidationshastigheden blev bestemt ved trinvis at sænke temperaturen af en sådan præ-oxideret prøve. Ikke-støkiometri og den kemiske diffusionskoefficient i Ni1-yO er også blevet bestemt på sådanne grovkornede oxidprøver, der er fremstillet ved fuldstændig oxidation af nikkel ved højeste temperatur (1673 K). Det er blevet konstateret, at oxidation af nikkel under sådanne betingelser følger en parabolisk hastighedslov, og at den paraboliske hastighedskonstant for denne reaktion er følgende funktion af temperatur og ilttryk: kp=0,142pO21/6exp(-(239kJ/mol)/RT). Resultaterne af ikke-støkiometriske målinger kan til gengæld beskrives ved følgende forhold y=0,153pO21/6exp(-(80kJ/mol)/RT). Endelig har man fundet, at den kemiske diffusionskoefficient i Ni1-yO er uafhængig af iltaktiviteten, hvilket indikerer, at punktdefekternes mobilitet i dette oxid ikke afhænger af deres koncentration, idet den er følgende funktion af temperaturen: D̃=0,186exp(-(152kJ/mol)/RT). Det er blevet vist, at de paraboliske hastighedskonstanter for nikkeloxidation, der er beregnet ud fra ikke-støkiometri- og kemiske diffusionsdata, er i fremragende overensstemmelse med de eksperimentelt bestemte kp-værdier. Alle disse resultater viser klart, at de fremherskende defekter i ikke-støkiometrisk nikkeloxid (Ni1-yO) er dobbelt ioniserede kationvakancer og elektronhuller, og at oxidskalaen på nikkel vokser ved udadgående volumendiffusion af kationer.