Oxidação do níquel e propriedades de transporte do óxido de níquel
Cinética de oxidação do níquel de alta pureza, bem como a não-hiometria e difusão química do óxido de níquel têm sido estudadas em função da temperatura (1373-1673 K) e da pressão do oxigênio (10-105 Pa) utilizando técnicas microtermo-gravimétricas. A fim de eliminar a possível participação da difusão do limite do grão no crescimento da escala a temperaturas mais baixas, as medições da taxa de oxidação sempre foram iniciadas na temperatura mais alta (1673 K), quando a escala de grãos grossos foi formada, e a dependência da temperatura e pressão da taxa de oxidação foi determinada por meio da redução gradual da temperatura dessa amostra pré-oxidada. A não-hiometria e o coeficiente de difusão química em Ni1-yO também foram determinados em tais amostras de óxido de granulação grosseira, obtidos pela oxidação completa do níquel na temperatura mais alta (1673 K). Foi constatado que, nestas condições, a oxidação do níquel segue estritamente a lei da taxa parabólica, sendo a taxa parabólica constante desta reação a seguinte função da temperatura e pressão de oxigênio: kp=0,142pO21/6exp(-(239kJ/mol)/RT). Os resultados das medições não-hiométricas, por sua vez, podem ser descritos pela seguinte relação y=0,153pO21/6exp(-(80kJ/mol)/RT). Finalmente, verificou-se que o coeficiente de difusão química em Ni1-yO é independente da atividade do oxigênio, indicando que a mobilidade dos defeitos pontuais neste óxido não depende de sua concentração, sendo a seguinte função da temperatura: D̃=0,186exp(-(152kJ/mol)/RT). Foi demonstrado que as constantes da taxa parabólica de oxidação do níquel, calculadas a partir de dados de não-hiometria e difusão química, estão em excelente concordância com valores de kp determinados experimentalmente. Todos estes resultados indicam claramente que os defeitos predominantes no óxido de níquel não estequiométrico (Ni1-yO) são vacâncias de catiões ionizados duplos e furos de elétrons e a escala de óxido em crescimentos de níquel pela difusão volêmica externa de catiões.