Исследование фазового состава наночастиц СuО/Сu_2O формируемых в плазме дугового разряда низкого давления

摘要

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 газовАr/O_2 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 СuО, со средним размером частиц 10-20 нм. Качественные отличия образцов, полученные для противоположных значений парциального давления кислорода (Р_(O2) = 3 и 30 Па), подтверждены при интерпретации ИК- и ДТА-спектров. Отмечаются характерные для СиО полосы пропускания в области волновых чисел 440 - 530 см~(-1), а также для Сu_2O - 1130 см~(-1), 2923 см~(-1), 2970 см~(-1). Отличия кривых ДТА связанны с различной термической стойкостью оксидов СиО/Сu_2O при разном их соотношении в исследуемых образцах.