Influence of calcium on the transport processes in nickel oxide: Consequence in nickel oxidation

• Autorzy: Halem N. , Cieniek Ł. , Baldinozzi G. , Petot-Ervas G.

Warianty tytułu

PL

Wpływ wapnia na własności transportowe tlenku niklu: Znaczenie wapnia w procesie utleniania niklu

• Konferencja: Advanced Materials and Technologies, AMT 2007 : XVIII Physical Metallurgy and Materials Science Conference (XVIII; 18-21.06.2007; Warszawa-Jachranka, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The present study is concerned with the effect of CaO sputter-coatings on the oxidation behaviour of Ni polycristals. The experiments were performed in air, in the temperature range 800°-1200°C. Below 1200°C, CaO coatings reduce the oxidation rate, while there is no significant effect at 1200 °C. The oxidized specimens were examined by SEM, by X-Ray diffraction and by EPMA depth profiling to evaluate the scale composition. Furthermore, to get a better insight regarding the transport processes involved during oxidation, electrical conductivity measurements and kinetic demixing studies were carried out on Ca-doped NiO single crystals. It appears from this set of results, that the key features allowing to explain the effect of CaO-coatings on the oxidation rate of Ni are the influence of calcium on the increase of the dissociation pressure of NiO which delays the oxidation of nickel, the kinetic demixing of the cations which controls the distribution of CaO precipitates in the scale, responsible of blocking effects for diffusion, and the increase of the diffusion coefficient of both the cations and the cationic vacancies which control the scale growth and which play a decisive role at high temperature, when the scale growth is dominated by lattice diffusion.

PL

W ramach niniejszej pracy przeprowadzono analizę wpływu zastosowania powłoki CaO na proces utleniania polikryształu Ni. Badania eksperymentalne przeprowadzono w atmosferze powietrza, dla zakresu temperatur 800°-1200°C. Dla temperatur poniżej 1200°C, stwierdzono, iż naniesiona na powierzchnię niklu powloką CaO powoduje obniżenie szybkości utleniania, podczas gdy dla temperatury 1200°C nie obserwowano istotnych zmian. Poddane obróbce próbki przeanalizowano następnie za pomocą technik SEM, rentgenowskiej analizy fazowej oraz wykreślono dla nich profile koncentracji Ca w funkcji odległości od powierzchni. Dla dokładniejszej analizy własności transportowych w warstewce NiO wykonano pomiary przewodności elektrycznej oraz przeprowadzono eksperyment wymiany kinetycznej dla domieszkowanych Ca monokryształów NiO. Na podstawie tych eksperymentów stwierdzono, że domieszka Ca wpływa na wzrost prężności rozkładowej NiO, spowalnia utlenianie niklu oraz wymianę kinetyczną kationów, co wpływa na rozmieszczenie wydzieleń CaO w warstewce tlenkowej oraz prowadzi do wzrostu wartości współczynników dyfuzji (kationów i defektów jonowych). Efekt ten odgrywa decydującą rolę w wysokich temperaturach, gdy wzrost warstwy tlenkowej następuje na drodze dyfuzji sieciowej.

Słowa kluczowe

PL

zastosowanie powłoki CaO; utlenianie niklu; techniki SEM

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 28, nr 3-4
• Strony: 774--777
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Halem N.

autor

Cieniek Ł.

autor

Baldinozzi G.

autor

Petot-Ervas G.

• AGH - University of Science and Technology, Cracow, Poland,

Bibliografia

• [1] L. P. Pfeil, U K patent n° 574088, 1945,
• [2] A. T. Chadwick, R. J. Taylor, Solid State Ionics, 343 (1984) Reactivity of solids, 1095, p.169,
• [3] C. Wagner, Corrosion Science, 91 (1969),
• [4] A. Atkinson, Solid State Ionics, 175 (1984),
• [5] W. K. Chen, N. L. Peterson, J. Phys. Chem. Solids, 34, 1093 (1973),
• [6] J. L Gonzales, Thesis n°1050, Institut National Polytechnique, Toulouse (1995),
• [7] L.Cieniek, J.Kusinski, G.Baldinozzi, C.Petot, G.Petot-Ervas (this issue)