Добірка наукової літератури з теми "Оксид нікелю"

В роботі представлені результати дослідження триботехнічних характеристик наплавлених покриттів на основі сплаву ПГ-10Н-01, модифікованих розробленим композиційним матеріалом, що містить диборид титану, борид нікелю, оксиди титану і заліза. Дослідження наплавлених покриттів показали більш високу зносостійкість композиційних покриттів в порівнянні зі сплавом ПГ-10Н-01 в процесі нормального тертя, а також в абразивному середовищі.

In this work the kinetics of the hydrogen reduction process of nickel oxide nanopowder in non-isothermal conditions were studied. NiO nanopowder was prepared in advance by thermal decomposition at 300°C of nickel hydroxide Ni(OH)2. Ni(OH)2 nanopowder was prepared by chemical deposition from aqueous solutions of nickel nitrate Ni(NO3)2 (10 wt. %) and alkali NaOH (10 wt. %) at room temperature, pH=9, under the condition of continuous stirring. The hydrogen reduction process of NiO nanopowder in non-isothermal conditions was carried out in the linear heating mode at a rate of 5°C/min in the temperature range 25–400°C. The study of the crystal structure and composition of the powder samples was performed by X-ray phase analysis. The specific surface area S of the powders was measured using BET method by low-temperature nitrogen adsorption. The average particle size D of powder samples was determined via the measured S value. The size and shape of the particles were investigated by scanning electron microscopic method. The calculation of kinetic parameters of the reduction process of nickel oxide in non-isothermal conditions was carried out by the differential-difference method using the data of thermogravimetric analysis and the equation for non-isothermal kinetics. It was revealed that the hydrogen reduction process of NiO nanopowder in non-isothermal conditions occurs in the temperature range 240–300°С with a maximum specific rate of 13,045•10-8 kg/s recorded at 280°С. The activation energy for the reduction process of NiO nanopowder was estimated at ~59 kJ/mol, which confirms the kinetic mode of limiting the process. It is shown that an increase in temperature to 280 °С can effectively increase the rate of the overall hydrogen reduction process of NiO nanopowder while guaranteeing the quality of the reduction product. The obtained Ni nanoparticles mainly have a rounded shape, their size ranges from 40–80 nm. Keywords: kinetics, nickel, nanopowder, hydrogen reduction, non-isothermal conditions, activation energy.

Робота апробована на Всеукраїнському студенському контурсі.
Дисертація присвячена дослідженню електрохімічної поведінки електродних матеріалів в розчинах оксалатної кислоти для контрольованого генерування діоксиду карбону з високим виходом за струмом в кулонометричному генераторі, який може бути використаний для перевірки роботоспроможності засобів моніторингу концентрації вуглекислого газу в повітряному середовищі. Показано високу стійкість неіржавної сталі в розчинах оксалатної кислоти за умов катодної поляризації та після вимкнення катодного струму. Досліджено електрокаталітичні властивості оксидів нікелю та олова, отриманих при термічному окисленні і нанесених на титанову та алюмінієву основу. Показано перевагу титанової основи перед алюмінієвою, що пов'язано з її більшою схильністю до пасивації та кращою адгезією до електролітичних покриттів. Створена комірка кулонометричного генератора, де в якості катоду виступає неіржавна сталь, а як анод – суміш оксиду нікелю та стануму нанесених термічним шляхом на титанову основу. Дана конструкція дозволяє отримувати вуглекислий газ з виходом за струмом газу 80 % в широкому діапазоні густин струму впродовж значного терміну експлуатації.
The dissertation is devoted to the study of the electrochemical behavior of electrode materials in solutions of oxalic acid for the controlled generation of dioxide by a coulometric generator, which can be used to test the operability of the means of monitoring the concentration of carbon dioxide in the air. High stability of stainless steel in oxalic acid solutions is demonstrated under cathode polarization and after cathode current shutdown. The electrocatalytic properties of nickel oxides obtained by thermal oxidation and deposited on a titanium and aluminum base were investigated. The advantage of titanium base over aluminum is shown, which is due to its greater tendency to passivation and better adhesion to electrolytic coatings. and tin. A cell of a coulometric generator is created, where stainless steel is used as the cathode and thermally applied on the titanium base as the anode. This design allows the production of carbon dioxide gas with a gas output of 80% o over a wide range of current densities over a long life.

В роботі проведено дослідження фазового, хімічного складів, структури та властивостей багатокомпонентних дифузійних захисних покриттів на нікелі. Рентгеноструктурним аналізом було виявлено, що в результаті хромоалітування нікелю, формується багатошарове дифузійне покриття, яке складається з фази NiAl та Ni3Al. Металографічно шар NiAl можна розділити по структурі в оптичному мікроскопі на дві зони. За результатами мікро-рентгеноспектрального аналізу в структурі хромоалітованого покриття виявлено, що максимальна концентрація алюмінію відмічається на поверхні і становить 35 % мас. Максимальна кількість хрому відповідає тій самій зоні і становить 5,5 – 5,8 % мас. В результаті хромоалітування на поверхні нікелю формується двошарове покриття: зовнішній шар, якому відповідає фазовий склад NiAl, світло-блакитного кольору, товщиною 24,0 – 26,0 мкм, внутрішній- світло-жовтого, товщиною 22,0 – 24,0 мкм. До основи примикає шар Ni3Al. Максимальна мікротвердість характерна для шару NiAl (світло-блакитна зона) – 5,5 – 7,5 ГПа, при цьому відмічається поступове зменшення мікротвердості від поверхні до основи. Показано, що в порівнянні з нікелем без покриття хромоалітування сприяє підвищенню жаростійкості в 1,5 – 1,7 разів.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.03 – технічна електрохімія. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", м. Харків, 2016 р. Дисертація присвячена розробці технології композиційних електрохімічних покриттів на основі міді та нікелю, армованих нанорозмірним оксидом алюмінію. Запропоновано технологічну схему формування композитів Cu-Al₂O₃ та Ni-Al₂O₃. Запропоновано метод хімічного диспергування корунду з отриманням гідрозолю Al₂O₃. Встановлено закономірності електрохімічних процесів осадження мідних та нікелевих композиційних покриттів. Визначено вплив концентрації дисперсної фази в електролітах-суспензіях на фізико-механічні властивості матеріалів, такі як мікротвердість, межа міцності та межа текучості. Встановлено, що отримані композити мають значно вищий рівень міцності при досить низьких концентраціях Al₂O₃ в електроліті (1-2 г/дм³), у порівнянні зі зразками, отриманими з додаванням грубодисперсного оксиду алюмінію. Результати атомносилової мікроскопії дозволили визначити розмір кристалітів та оцінити топографію поверхні покриттів, встановлено вплив вмісту корунду на склад та морфологію покриттів, а результати електронної мікроскопії вказують на збереження кристалічної гратки.
Thesis for granting the Degree of Candidate of Technical sciences in specialty 05.17.03 – Technical Electrochemistry. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute". Kharkiv, 2016. Dissertation is devoted to development of the technology of composite electrochemical coatings based on copper and nickel, reinforced nanoscale aluminium. The method of chemical dispersion to produce a hydrosol of corundum Al2O3 is proposed. Electrochemical processes regularities of the copper and nickel composite coatings deposition have established. The influence of a dispersed phase concentration in electrolytes-suspensions on the physico-mechanical properties of materials, such as microhardness, tensile strength and yield strength, has detected. It has shown the resulting composites have higher strength at sufficiently low concentrations in the Al₂O₃-electrolyte (1-2 g/dm³) compared with samples obtained by the introduction of the coarse-dispersion aluminium electrolyte. The influence of the corundum content on the composition and morphology of coatings has been found experimentally. The electron microscopy results detects to a continuation of a crystal lattice. The results of atomic force microscopy have allowed to determine the crystallite size and evaluate the topography of the surface. The flowchart of the electrochemical formation of Cu-Al₂O₃ and Ni-Al₂O₃ composites are proposed.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.03 – технічна електрохімія. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", м. Харків, 2016 р. Дисертація присвячена розробці технології композиційних електрохімічних покриттів на основі міді та нікелю, армованих нанорозмірним оксидом алюмінію. Запропоновано технологічну схему формування композитів Cu-Al₂O₃ та Ni-Al₂O₃. Запропоновано метод хімічного диспергування корунду з отриманням гідрозолю Al₂O₃. Встановлено закономірності електрохімічних процесів осадження мідних та нікелевих композиційних покриттів. Визначено вплив концентрації дисперсної фази в електролітах-суспензіях на фізико-механічні властивості матеріалів, такі як мікротвердість, межа міцності та межа текучості. Встановлено, що отримані композити мають значно вищий рівень міцності при досить низьких концентраціях Al₂O₃ в електроліті (1-2 г/дм³), у порівнянні зі зразками, отриманими з додаванням грубодисперсного оксиду алюмінію. Результати атомносилової мікроскопії дозволили визначити розмір кристалітів та оцінити топографію поверхні покриттів, встановлено вплив вмісту корунду на склад та морфологію покриттів, а результати електронної мікроскопії вказують на збереження кристалічної гратки.
Thesis for granting the Degree of Candidate of Technical sciences in specialty 05.17.03 – Technical Electrochemistry. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute". Kharkiv, 2016. Dissertation is devoted to development of the technology of composite electrochemical coatings based on copper and nickel, reinforced nanoscale aluminium. The method of chemical dispersion to produce a hydrosol of corundum Al2O3 is proposed. Electrochemical processes regularities of the copper and nickel composite coatings deposition have established. The influence of a dispersed phase concentration in electrolytes-suspensions on the physico-mechanical properties of materials, such as microhardness, tensile strength and yield strength, has detected. It has shown the resulting composites have higher strength at sufficiently low concentrations in the Al₂O₃-electrolyte (1-2 g/dm³) compared with samples obtained by the introduction of the coarse-dispersion aluminium electrolyte. The influence of the corundum content on the composition and morphology of coatings has been found experimentally. The electron microscopy results detects to a continuation of a crystal lattice. The results of atomic force microscopy have allowed to determine the crystallite size and evaluate the topography of the surface. The flowchart of the electrochemical formation of Cu-Al₂O₃ and Ni-Al₂O₃ composites are proposed.

У контексті сучасного пошуку та досліджень альтернативних джерел енергії електрохімічні системи зберігання та перетворення енергії займають значну нішу. Відкритим для дослідження питанням, пов'язаним з електрохімічними джерелами енергії, є розробка та пошук ефективних, екологічно чистих та економічно ефективних каталізаторів для паливних елементів. Перспективним напрямком у цій сфері є дослідження змішаних оксидних каталізаторів, зокрема каталізаторів зі структурою шпінелі. Сполукою, що привертає значну увагу у цій області є Ni-, Co-шпінель складу NiCo2O4 та її різноманітні композитні матеріали із поруватими носіями з розвиненою поверхнею. Об’єкт дослідження – нікель-кобальтові шпінелі та їх композити з багатошаровими вуглецевими нанотрубками та активованим вугіллям. Предмет дослідження – синтез, фізико-хімічні властивості нікель-кобальтових шпінелей та їх композитів з багатошаровими вуглецевими нанотрубками та активованим вугіллям. Метод дослідження – експериментальний. У ході роботи досліджено структурні характеристики, морфологію поверхні та фазовий склад зразків за допомогою методів низькотемпературної адсорбції-десорбції азоту, скануючої електронної мікроскопії, інфрачервоної спектроскопії та рентгеноструктурного аналізу. Каталітичну активність синтезованих зразків досліджено в модельних рідинно-фазних гетерогенно-каталітичних реакціях гідролізу борогідриду натрію та розкладання пероксиду водню. Іоннообмінні характеристики поверхні синтезованих зразків досліджено методом pH-потенціометричного титрування. У якості методу синтезу запропоновано простий на технологічний метод співосадження. Синтезовано чисті нікель-кобальтові шпінелі, а також та їх композити з багатошаровими вуглецевими нанотрубками та активованим вугіллям. Як показали отримані дані, синтезовані зразки володіють усіма властивостями ефективного каталізатора, який може бути використаний в електрохімічних джерелах енергії. Синтезовані композитні матеріали можна застосовувати у різноманітних електрохімічних пристроях зберігання та перетворення енергії, в тому числі у борогідридних паливних комірках прямої дії.
In the context of modern search and investigation of alternative energy sources, electrochemical energy storage and convertion systems occupy a significant niche. Open for research issue, related to electrochemical energy sources, is the development and search of efficient, environmentally friendly and cost-effective catalysts for fuel cells. A promising direction in this area is the study of mixed oxide catalysts, namely catalysts with a spinel structure. The compound that attracts considerable attention in this area is the Ni-, Co-spinel of the NiCo2O4 composition and its various composite materials with the developed surface carrier. The object of the study is Ni-, Co-spinels and their composites with multiwalled carbon nanotubes and activated carbon. The subject of the study is the synthesis, physical and chemical properties of Ni-, Co-spinels and their composites with multiwalled carbon nanotubes and activated carbon. The research method is experimental. During the work, the structural characteristics and surface morphology of the samples were investigated using methods of low-temperature N2 adsorption-desorption, scanning electron microscopy and X-ray diffration. The catalytic activity of the synthesized samples was investigated in the course of a model liquid-phase heterogeneous-catalytic reaction of sodium borohydride hydrolysis and decomposition of hydrogen peroxide. The ion exchange characteristics of the synthesized samples surface were investigated during pH-tertiometric titration. A simple and technological method of co-precipitation was proposed as a synthesis method. Pure nickel cobaltite and its composites with active carbon and carbon nanotubes were synthesized. As the obtained data showed, the synthesized samples possess all the properties of an effective catalyst that can be used in electrochemical energy sources. The synthesized composite materials can be used in a variety of electrochemical storage and energy conversion devices, including direct borohydride fuel cells.