Specific behavior of electrolytic copper powders of different morphological forms in temperature fields

Abstract

An important goal of materials science is the development of copper powders, which are used as catalysts in reactors based on fluidization bed technology. These reactors are more economical and efficient than the reactors with fixed catalytic layer. However, such reactors put special requirements to the catalysts. The catalyst should be stable in the temperature fields, have high thermal conductivity and wear resistance, certain shapes and sizes of the active particles. Сopper powders with approximately the same average particle size, but with different internal structures and surface morphologies were obtained by electrolytic method in this work. A comparative analysis of the results of exposure to temperature fields was also performed. The heating of powders was carried out in a differential scanning calorimeter (X -DSC 7000). Investigations of surface morphology and phase composition changes of the copper powders particles were performed using scanning electron microscopy and X-ray diffraction. It has been shown that particles with different initial structures and morphologies have similar morphological and phase transformations in the process of annealing in air (sintering and loss of particles faceting, the growth of whiskers and oxidation, the formation of cavities inside and pores on the surface). Nevertheless, for the icosahedral small particles of copper, there is an increased release of energy during the heating in DSC, and this energy activates and accelerates structuralphase transformations in the particles. By authors' opinion, this can be related to particular features of the internal structure and morphology of their surface.Keywords: copper, copper powder, icosahedral small particles, thermal treatment, differential scanning calorimetry. Особенности поведения электролитических медных порошков различных морфологических форм в температурных поляхОвечкина Т. А., Грызунова Н. Н. † , Викарчук А. А., Грызунов А. М., Денисова А. Г.Тольяттинский государственный университет, ул. Белорусская 14 б, 445020, Тольятти, Россия Важной задачей материаловедения является создание материалов в виде медных порошков, которые могут приме-няться в качестве катализаторов для реакторов, работающих по технологии псевдоожиженного слоя. Они являются более экономичными и эффективными, чем реакторы с неподвижным слоем катализатора. Однако, такие реакторы предъявляют особые требования к катализатору. Катализаторы должны быть стабильны в температурных полях, об-ладать высокой теплопроводностью и износостойкостью, иметь определенные формы и размеры активных частиц. В данной работе электролитическим методом были получены медные порошки с примерно одинаковым средним размером частиц, формой близкой к сферической, но разной внутренней структурой и морфологией поверхности. Проведен сравнительный анализ результатов воздействия на них температурных полей. Температурные исследо-вания осуществлялись в дифференциальном сканирующем калориметре (X -DSC 7000). Исследование изменений морфологии поверхности и фазового состава частиц порошков пр...