«КРСУнун ЖАРЧЫСЫ» журналынын МААЛЫМАТ ПОРТАЛЫ

Рассматривается процесс формирования пористого металлического никеля при низкотемпературном восстановлении оксида никеля водородом. Методом сканирующей электронной микроскопии проведено исследование микроструктуры металла на сломах частично превращенных массивных образцов оксида никеля. Показано, что увеличение температуры реакции и/или уменьшение парциального давления водорода приводят к смене пластинчатой микроструктуры на ячеистую и значительному росту размера пор. Проведен анализ механизмов образования пористости при реакции. Экспериментальные факты можно объяснить, предположив, что микроструктура металлического никеля определяется конкуренцией между скоростью поверхностной химической реакции и диффузионной подвижностью атомов металла. Результаты, полученные в данной работе, позволяют лучше понять процессы, происходящие во время реакции восстановления оксида никеля, и целенаправленно контролировать микроструктуру металла.

микроструктура; пористый никель; восстановление оксида никеля; диффузия; эволюция микроструктуры

Бул иш никель оксидин суутек менен төмөн температурада калыбына келтирүү учурунда тешикчелүү металл никелдин пайда болуу процессин изилдөөгө арналган. Сканирлөөчү электрондук микроскопия ыкмасы менен жарым-жартылай өзгөргөн никель оксидинен турган көлөмдүү үлгүлөрдүн сынык беттериндеги металлдын микроструктурасы изилденди. Реакциянын температурасынын жогорулашы же суутектин парциалдык басымынын төмөндөшү пластинкалык микроструктурадан уяча түзүлүшкө өтүүгө жана тешикчелердин өлчөмүнүн олуттуу чоңоюшуна алып келери көрсөтүлдү. Реакция учурунда тешикчелердин пайда болуу механизмдерине талдоо жүргүзүлдү. Эксперименталдык фактыларды металл никелдин микроструктурасы беттик химиялык реакциянын ылдамдыгы менен металл атомдорунун диффузиялык кыймылдуулугунун ортосундагы атаандаштык менен аныкталат деген божомол аркылуу түшүндүрүүгө болот. Бул иште алынган натыйжалар никель оксидин калыбына келтирүү процессинде жүргөн кубулуштарды тереңирээк түшүнүүгө жана металлдын микроструктурасын максаттуу түрдө башкарууга мүмкүндүк берет.

микротүзүлүш; тешикчелүү никель; никель оксидин калыбына келтирүү; диффузия; микроструктуранын өзгөрүшү/өнүгүшү

This work is devoted to a detailed study of the formation of porous metallic nickel during the low-temperature reduction of nickel oxide with hydrogen. Scanning electron microscopy was used to study the metal microstructure on fractures of partially converted bulk nickel oxide samples. It is shown that increasing the reaction temperature and/or decreasing the partial pressure of hydrogen leads to a change from a lamellar microstructure to a cellular one and a significant increase in pore size. The mechanisms of porosity formation during the reaction are analyzed. The experimental findings can be explained by assuming that the microstructure of metallic nickel is determined by the competition between the rate of surface chemical reaction and the diffusion mobility of metal atoms. The results obtained in this study provide a better understanding of the processes occurring during the nickel oxide reduction reaction and enable targeted control of the metal microstructure.

microstructure; porous nickel; nickel oxide reduction; diffusion; microstructure evolution