Сибирский федеральный университет

Перевод названия: Studying phase composition of CuO/Cu2O nanoparticles formed in the plasma arc discharge of low pressure

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2017

Ключевые слова: наночастицы, оксид меди, плазма дугового разряда низкого давления, рентгенография, электронная микроскопия, ДСК/ТГ-анализ, nanoparticles, copper oxide, plasma arc discharge of low pressure, x-ray, electron microscopy, DSC/TG analysis

Аннотация: Методами электронной микроскопии, ИК-спектроскопии, рентгеноструктурного и дифференциального термического анализа (ДТА) исследовано влияние технологических факторов в процессе синтеза, определяющих особенности формирования кристаллических фаз наночастиц оксидов меди. Нанопорошки получены методом испарения катода массивной меди дуговым разрядом при низком давлении, с последующей конденсацией продуктов плазмохимических реакций на подложке. Парциальное давление кислорода в подаваемой смеси газов Ar/O2 варьировали в интервале значений 3 - 30 Па. Перечисленными методами показано формирование частиц с контролируемой дисперсностью, фазовым составом и структурными особенностями. В основе управления характеристиками нанодисперсных оксидов лежат механизмы их формирования при конкурирующем действии коагуляционного и диффузионного процессов. Продукты синтеза - сферические порошки оксидов меди, содержащие смесь кристаллических фаз с преобладанием CuO, со средним размером частиц 10 - 20 нм. Качественные отличия образцов, полученные для противоположных значений парциального давления кислорода (PО2 = 3 и 30 Па), подтверждены при интерпретации ИК- и ДТА-спектров. Отмечаются характерные для CuO полосы пропускания в области волновых чисел 440 - 530 см-1, а также для Cu2O - 1130 см-1, 2923 см-1, 2970 см-1. Отличия кривых ДТА связанны с различной термической стойкостью оксидов CuO/Cu2O при разном их соотношении в исследуемых образцах. The methods of electron microscopy, infrared spectroscopy, X-ray and thermal analysis were used to investigate the influence of synthesis process parameters on peculiarities of formation of crystalline phases of copper oxide nanoparticles. The nanopowders were produced by means of evaporation of bulk copper cathode by arc discharge at low pressure with subsequent condensation of products of plasma-chemical reactions on the substrate. The partial pressure of oxygen in the feeding gas mixture of Ar /O2, equal to 3-30 Pa, was used as a variable parameter. The mentioned methods were used to show the formation of particles with controllable dispersion, phase composition and structural features. Controlling the characteristics of nanodispersed oxides is based on the mechanisms of their formation under the competing influence of coagulation and diffusive processes. The products of the synthesis are spherical powders of copper oxides containing a mixture of crystalline phases with prevalence of CuO and an average numerical particle size of 10 - 20 nm. The qualitative differences of the samples obtained for the opposite values of the oxygen partial pressure (PО2 = 3 and 30 Pa) are confirmed in the interpretation of the IR and DTA spectra. The transmission bands characteristic for CuO within the range of wave numbers of 440 - 530 cm-1, as well as for Cu2O - 1130 cm-1, 2923 cm-1 and 2970 cm-1 are shown. The differences of DTA curves result from different thermal stability of CuO/Cu2O oxides at different their proportion in the samples under study.

Журнал: Перспективные материалы

Выпуск журнала: № 8

Номера страниц: 60-68

ISSN журнала: 1028978X

Место издания: Москва

Издатель: Общество с ограниченной ответственностью "Интерконтакт Наука"

• Федоров Леонид Юрьевич (Сибирский федеральный университет)
• Карпов Игорь Васильевич (Сибирский федеральный университет)
• Ушаков Анатолий Васильевич (Сибирский федеральный университет)
• Лепешев Анатолий Александрович (Сибирский федеральный университет)

• Ядро РИНЦ (eLIBRARY.RU)
• Список ВАК