Oxidation of nickel and transport properties of nickel oxide

sty 12, 2022
admin

Kinetyka utleniania niklu o wysokiej czystości, a także niestechiometria i dyfuzja chemiczna w tlenku niklu zostały zbadane w funkcji temperatury (1373-1673 K) i ciśnienia tlenu (10-105 Pa) przy użyciu technik mikrotermograwimetrycznych. W celu wyeliminowania ewentualnego udziału dyfuzji na granicy ziaren we wzroście zgorzeliny w niższych temperaturach, pomiary szybkości utleniania zawsze rozpoczynano w najwyższej temperaturze (1673 K), w której tworzyła się zgorzelina gruboziarnista, a temperaturową i ciśnieniową zależność szybkości utleniania określano poprzez stopniowe obniżanie temperatury takiej wstępnie utlenionej próbki. Określono również niestechiometrię i współczynnik dyfuzji chemicznej w Ni1-yO na takich gruboziarnistych próbkach tlenkowych, otrzymanych przez całkowite utlenienie niklu w najwyższej temperaturze (1673 K). Stwierdzono, że w tych warunkach utlenianie niklu przebiega ściśle według parabolicznego prawa szybkości, a paraboliczna stała szybkości tej reakcji jest następującą funkcją temperatury i ciśnienia tlenu: kp=0,142pO21/6exp(-(239kJ/mol)/RT). Z kolei wyniki pomiarów niestechiometrii można opisać następującą zależnością y=0.153pO21/6exp(-(80kJ/mol)/RT). Wreszcie, stwierdzono, że współczynnik dyfuzji chemicznej w Ni1-yO jest niezależny od aktywności tlenu, co wskazuje, że ruchliwość defektów punktowych w tym tlenku nie zależy od ich koncentracji, będąc następującą funkcją temperatury: D̃=0.186exp(-(152kJ/mol)/RT). Wykazano, że paraboliczne stałe szybkości utleniania niklu, obliczone na podstawie danych o niestechiometrii i dyfuzji chemicznej, doskonale zgadzają się z doświadczalnie wyznaczonymi wartościami kp. Wszystkie te wyniki wyraźnie wskazują, że dominującymi defektami w niestechiometrycznym tlenku niklu (Ni1-yO) są podwójnie zjonizowane wakanse kationowe i dziury elektronowe, a skala tlenkowa na niklu rośnie poprzez dyfuzję objętościową kationów na zewnątrz.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.