Труды КНЦ (Технические науки вып. 1/2024(15))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 1. С. 474-479. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 474-479. специальные каталитические аппараты — реформеры, на внутренние стенки элементов которого наносят катализатор. Катализатор состоит из нескольких слоёв: каталитического носителя, чаще всего оксида алюминия, обеспечивающего пористость поверхности, а также никеля или металла платиновой группы, которые отвечают за каталитическую активность. В результате действия катализатора и подводимого тепла углеводородное топливо разлагается, превращаясь в смесь водорода, паров воды, окиси и двуокиси углерода. После очистки от паров воды и оксидов углерода водород подаётся в топливный элемент для выработки электроэнергии. Другим направлением использования каталитических покрытий для получения водорода термохимическими и каталитическими методами являются атомные реакторы [3, 4]. Разработка реакторных установок для реализации этого процесса сейчас очень актуальна. Наиболее вероятной технологией получения водорода для обоих вариантов использования каталитических реакторов является метод паровой конверсии метана [5, 6 ]. Традиционные способы изготовления носителей катализаторов паровой конверсии — это методы осаждения, пропитки, золь-гель. Использование таких катализаторов невозможно в новых областях техники, поскольку они не обеспечивают необходимой прочности покрытий. Практика эксплуатации показала, что наиболее вероятное разрушение катализатора связано с когезионнным разрушение керамического носителя и его отслоением от стальной подложки. В ЦНИИ КМ «Прометей» разработана технология изготовления покрытий на основе системы Ni-Al-Al(OH )3 с использованием метода холодного газодинамического напыления и последующей термической обработкой [7]. Данный способ позволяет получать покрытия с высокой адгезионной и когезионной прочностью, которые могут быть использованы в качестве носителей катализаторов. Из научной-технической литературы известно, что введение оксидов редкоземельных металлов в состав носителя обеспечивает улучшение свойств и стабильность работы катализаторов [ 8 - 1 0 ]. Целью данной работы является исследование влияния содержания оксидов редкоземельных металлов в исходной порошковой смеси на свойства покрытий, полученных методом холодного газодинамического напыления. Материалы и методика Для напыления покрытий были приготовлены порошковые смеси, отличающиеся по составу: 1) порошковая смесь 25 % Ni-25 % Al-50 % А1(ОН)з, без добавления оксидов РЗМ; 2 ) порошковые смеси Ni-A 1 -A 1 (OH) 3 -CeO 2 , с содержанием оксида церия 5, 8 и 1 0 %; 3) порошковые смеси Ni-A 1 -A 1 ( 0 H) 3 -Nd 2 0 3 , с содержанием оксида неодима 5, 8 и 10 %. Графики дифференциальных кривых распределения частиц по размерам для каждого компонента порошковой смеси представлены на рис. 1. Средний размер частиц оксидов РЗМ — менее 1 0 мкм. Рис. 1. Дифференциальные кривые распределения частиц по размерам © Яковлева Н. В., Фармаковский Б. В., Яковлев В. А., Климов В. Н., 2024 475