Oxidación del níquel y propiedades de transporte del óxido de níquel
Se ha estudiado la cinética de oxidación del níquel de alta pureza, así como la no estequiometría y la difusión química en el óxido de níquel en función de la temperatura (1373-1673 K) y de la presión de oxígeno (10-105 Pa) utilizando técnicas microtermogravimétricas. Para eliminar la posible participación de la difusión en los límites de los granos en el crecimiento de las incrustaciones a temperaturas más bajas, las mediciones de la tasa de oxidación se han iniciado siempre a la temperatura más alta (1673 K), cuando se formó la incrustación de grano grueso, y la dependencia de la temperatura y la presión de la tasa de oxidación se determinó reduciendo gradualmente la temperatura de dicha muestra preoxidada. La no estequiometría y el coeficiente de difusión química en Ni1-yO también se han determinado en dichas muestras de óxido de grano grueso, obtenidas mediante la oxidación completa del níquel a la temperatura más alta (1673 K). Se ha descubierto que, en tales condiciones, la oxidación del níquel sigue estrictamente la ley de velocidad parabólica, y la constante de velocidad parabólica de esta reacción es la siguiente función de la temperatura y la presión de oxígeno: kp=0,142pO21/6exp(-(239kJ/mol)/RT). A su vez, los resultados de las mediciones no estequiométricas pueden describirse mediante la siguiente relación y=0,153pO21/6exp(-(80kJ/mol)/RT). Finalmente, se ha encontrado que el coeficiente de difusión química en Ni1-yO es independiente de la actividad del oxígeno, lo que indica que la movilidad de los defectos puntuales en este óxido no depende de su concentración, siendo la siguiente función de la temperatura D̃=0,186exp(-(152kJ/mol)/RT). Se ha demostrado que las constantes de velocidad parabólicas de la oxidación del níquel, calculadas a partir de los datos de no estequiometría y difusión química, están en excelente acuerdo con los valores de kp determinados experimentalmente. Todos estos resultados indican claramente que los defectos predominantes en el óxido de níquel no estequiométrico (Ni1-yO) son vacantes de cationes doblemente ionizados y agujeros de electrones y que la escala de óxido sobre el níquel crece por la difusión volumétrica hacia el exterior de los cationes.