powderИзвестия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытияPowder Metallurgy аnd Functional Coatings (Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional'nye Pokrytiya)1997-308X2412-8767НИТУ "МИСИС"10.17073/1997-308X-2016-1-4-11powder-176Research ArticleПроцессы получения и свойства порошковProduction Processes and Properties of PowdersОсобенности получения нанодисперсных и микронных никелевых порошков водородным восстановлением в вихревом магнитном полеSome features of nanodispersed and micron-size nickel powders produced by hydrogen reduction in the eddy magnetic fieldНгуенВ. М.NguyenV. M.

аспирант кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов,

119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4

postgraduate student, Department of functional nanosystems and high-temperature materials (FNS&HTM),

119049, Moscow, Leninsky pr., 4

chinhnhan88@gmail.comКонюховЮ. В.KonyukhovYu. V.

канд. техн. наук, доцент, зам. заведующего кафедрой функциональных наносистем и высокотемпературных материалов,

119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4

PhD. Sci. (Eng.), associate prof., Department of FNS&HTM,

119049, Moscow, Leninsky pr., 4

martensit@mail.ruРыжонковД. И.RyzhonkovD. I.

докт. техн. наук, чл.-кор. РАЕН, профессор-консультант кафедры 

функциональных наносистем и высокотемпературных материалов,

119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4

Dr. Sci. (Eng.), Corresponding Member of the RANS, prof., Department of FNS&HTM,

119049, Moscow, Leninsky pr., 4

diryzhonkov@mail.ruКотовС. И.KotovS. I.

аспирант кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов,

119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4

postgraduate student, Department of FNS&HTM,

119049, Moscow, Leninsky pr., 4

ukotov@yandex.ruНациональный исследовательский технологический университет «МИСиС»РоссияNational University of Science and Technology «MISIS»Russian Federation20162803201601411Copyright © Нгуен В.М., Конюхов Ю.В., Рыжонков Д.И., Котов С.И., 20162016Нгуен В.М., Конюхов Ю.В., Рыжонков Д.И., Котов С.И.Nguyen V.M., Konyukhov Y.V., Ryzhonkov D.I., Kotov S.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://powder.misis.ru/jour/article/view/176

Исследованы кинетические закономерности протекания процессов восстановления нанодисперсных и микронных никелевых порошков водородом в неподвижном слое, в слое с наложением бегущего магнитного поля высокой мощности и в вихревом слое, создаваемом ферромагнитными телами под действием данного поля. Кинетические параметры процесса рассчитывали в условиях линейного нагрева и в изотермии с использованием моделей Фримена–Кэрола и Мак Кевана соответственно. С помощью таких методов, как термогравиметрия, рентгеновская дифрактометрия, измерение удельной поверхности по низкотемпературной адсорбции азота и электронная сканирующая микроскопия, были исследованы свойства исходных, промежуточных и конечных продуктов.

The study covers some kinetic regularities observed in hydrogen reduction processes of nanodisperse and micron-size nickel powders in a rigid layer, in a layer subjected to high power travelling magnetic field, and in an eddy layer created by ferromagnetic bodies subjected to such field. The process kinetic parameters were calculated both under the linear heating and in isothermal conditions using the Freeman–Carroll and McKewan models, respectively. The properties of the original, intermediary and final products were examined using such methods as thermogravimetric analysis, X-ray diffraction, measurements of the specific surface area by low temperature nitrogen adsorption and scanning electron microscopy.

нанопорошкиникельоксидстепень восстановлениянеподвижный слоймагнитное полеаппарат вихревого слоямеханоактивацияконстанты скоростиферромагнитные рабочие телатермогравиметрический анализудельная поверхностьnanopowdersnickeloxidestep of reductionrigid layermagnetic fieldeddy layer devicemechanical activationrate constantsferromagnetic working bodiesthermo-gravimetric analysisspecific surface areaReferencesРыжонков Д.И., Левина В.В., Дзидзигури Э.Л. Наноматериалы: Учеб. пос. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012.Ryzhonkov D.I., Levina V.V., Dzidziguri E.L. Nanomaterialy: Uchebnoe posobie [Nanomaterials: Textbook]. Moscow: BINOM. Laboratoriya znanii, 2012.Конюхов Ю.В., Рыжонков Д.И., Левина В.В., Дзидзигури Э.Л. Получение нанопорошков железа из железо-рудного сырья // Изв. вузов. Чер. металлургия. 2005. No. 3. С. 11—15.Konyukhov Yu.V., Ryzhonkov D.I., Levina V.V., Dzidziguri E.L. Poluchenie nanoporoshkov zheleza iz zhelezorudnogo syr’ya [Preparation of iron nanopowders from the iron ore]. Izv. vuzov. Chernaya metallurgiya. 2005. No. 3. P. 11—15.Михайлов И.Ю., Конюхов Ю.В., Рыжонков Д.И., Костицын М.А. Получение молибденовых нанопорошков из отходов нефтехимической промышленности // Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2012. No. 3. C. 51—56.Mikhailov I.Yu., Konyukhov Yu.V., Ryzhonkov D.I., Kostitsyn M.A. Poluchenie molibdenovykh nanoporoshkov iz otkhodov neftekhimicheskoi promyshlennosti [Production of molybdenum nanopowders from petrochemical industry waste]. Izv. vuzov. Poroshk. metallurgiya i funkts. pokrytiya. 2012. No. 3. P. 51—56.Сидорова Е.Н., Дзидзигури Э.Л., Левина В.В. Дисперсные характеристики нанопорошка никеля // Металлы. 2008. No. 6. C. 78—82.Sidorova E.N., Dzidziguri E.L., Levina V.V. Dispersnye kharakteristiki nanoporoshka nikelya [Dispersion characteristics of nickel nanopowder]. Metally. 2008. No. 6. P. 78—82.Шамро Э.А., Вязьмин О.А., Евланов С.Ф. Кинетика процесса газового восстановления промышленной закиси никеля в кипящем слое // Цвет. металлы. 1970. No. 12. C. 10—14.Shamro E.A., Vyaz’min O.A., Evlanov S.F. Kinetika protsessa gazovogo vosstanovleniya promyshlennoi zakisi nikelya v kipyashchem sloe [Kinetics of industrial nickel oxide gas reduction in a fluidized bed]. Tsvetnye metally. 1970. No. 12. P. 10—14.Рыжонков Д.И., Арсентьев П.П., Яковлев В.В. Теория металлургических процессов. М.: Металлургия, 1989.Ryzhonkov D.I., Arsent’ev P.P., Yakovlev V.V. Teoriya metallurgicheskikh protsessov [Theory of metallurgical processes]. Moscow: Metallurgiya, 1989.Логвиненко Д.Д., Шеляков О.П. Интенсификация технологических процессов в аппаратах с вихревым слоем. Киев: Техника, 1976.Logvinenko D.D., Shelyakov O.P. Intensifikatsiya tekhnologicheskikh protsessov v apparatakh s vikhrevym sloem [Intensification of technological processes in vortex bed equipment]. Kiev: Tekhnika, 1976.Рыжонков Д.И., Аникин Ю.А., Костырев С.Б., Васильев А.В., Михайлов М.А. Учет внешней диффузии при восстановлении оксидов железа в вихревом слое // Изв. вузов. Чер. металлургия. 1988. No. 11. С. 16—18.Ryzhonkov D.I., Anikin Ju.A., Kostyrev S.B., Vasil’ev A.V., Mihailov M.A. Uchet vneshnei diffuzii pri vosstanovlenii oksidov zheleza v vihrevom sloe [Registration of external diffusion in the reduction of iron oxides in a vortex bed]. Izv. vuzov. Chernaya metallurgiya. 1988. No. 11. P. 16—18.Костырев С.Б., Рыжонков Д.И., Горчаков Ю.А. Кинетика восстановления железо-никель (II) — медных (II) оксидных смесей во вращающем электромагнитном поле // Изв. вузов. Чер. металлургия. 1990. No. 5. С. 101—102.Kostyrev S.B., Ryzhonkov D.I., Gorchakov Ju.A. Kinetika vosstanovleniya zhelezo-nikel’ (II) — mednyh (II) oksidnyh smesei vo vrashchayushchem elektromagnitnom pole [The reduction kinetics of iron-nickel (II) - copper (II) oxide mixtures in a rotating electromagnetic field]. Izvestiya vuzov. Chernaya metallurgiya. 1990. No. 5. P. 101—102.Чернавский П.А., Казак В.О., Панкина Г.В., Перов Н.С. Влияние внешнего магнитного поля на кинетику восстановления Со3О4 // Кинетика и катализ. 2014. Т. 55. No. 1. С. 121—125.Chernavskii P.A., Kazak V.O., Pankina G.V., Perov N.S. Vliyanie vneshnego magnitnogo polya na kinetiku vosstanovleniya Co3O4 [Influence of an external magnetic field on the kinetics of Co3O4 reduction]. Kinetika i kataliz. 2014. Vol. 55. No. 1. P. 121—125.Уманский Я.С., Скаков Ю.А. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. М.: Металлургия, 1982.Umanskii Ja.S., Skakov Ju.A. Kristallografiya, rentgenografiya i elektronnaya mikroskopiya [Crystallography, radiography and electron microscopy]. Moscow: Metallurgiya, 1982.Eli S. Freeman, Benjamin Carroll. The application of thermoanalytical techniques to reaction kinetics: The thermogravimetric evaluation of the kinetics of the decomposition of calcium oxalate monohydrate // J. Phys. Chem. 1958. Vol. 62. P. 394—397.Eli S. Freeman, Benjamin Carroll. The application of thermoanalytical techniques to reaction kinetics: The thermogravimetric evaluation of the kinetics of the decomposition of calcium oxalate monohydrate. J. Phys. Chem. 1958. Vol. 62. P. 394—397.Браун М., Доллимор Д., Галвей А. Реакции твердых тел / Пер. с англ. В.Б. Охотникова, А.П. Чупахина. М.: Мир, 1983; Brown M., Dollimore D., Galwey A. Reactions in the solid state. Amsterdam: Elsevier scientific publishing company, 1980.Brown M., Dollimore D., Galwey A. Reactions in the solid state. Amsterdam: Elsevier scientific publishing company, 1980.McKewan W.M. Kinetics of iron oxide reduction // Trans. Met. Soc. AIME. 1960. Vol. 218. P. 2—6.McKewan W.M. Kinetics of iron oxide reduction. Trans. Met. Soc. AIME. 1960. Vol. 218. P. 2—6.Бучаченко А.Л., Сагдеев Р.З., Салихов К.М. Магнитные и спиновые эффекты в химических реакциях. Новосибирск: Наука, 1978.Buchachenko A.L., Sagdeev R.Z., Salihov K.M. Magnitnye i spinovye effekty v himicheskih reaktsiyah [Magnetic and spin effects in chemical reactions]. Novosibirsk: Nauka, 1978.Андреев Д.В. Исследование влияния сверхпроводящего состояния ВТСП-оксидов на низкотемпературную адсорбцию простых газов: Дис. ... канд. хим. наук. Новосибирск: ИК СО РАН, 2000.Andreev D.V. Issledovanie vliyaniya sverhprovodyashchego sostoyaniya VTSP-oksidov na nizkotemperaturnuyu adsorbtsiyu prostyh gazov [Investigation of the influence of the HTSC oxides superconducting states on low temperature adsorption of simple gases]: PhD Chemistry thesis. Novosibirsk: IK SO RAN, 2000.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.