关于高能球磨法制备纳米级氧化亚铜粉体的研究

简介：
本研究探讨了采用高能球磨法高效制备纳米级Cu2O粉体的技术细节与工艺参数优化，旨在提升产物纯度和均匀性。 本研究主要探讨了通过高能球磨法制备纳米氧化亚铜（Cu2O）粉末的过程及其影响因素，并介绍了其在玻璃、陶瓷、农业及电子工业中的应用范围，以及传统制备方法如固相法、液相法和电解法的概况。随后提出采用高能球磨作为新型制备技术，在超细粉体材料领域具有重要意义。 实验中使用了QM-ISP04行星式高能球磨机，不锈钢材质的球罐及5mm直径的研磨介质。在酸性（pH=3的盐酸溶液）和碱性（pH=12的氢氧化钠溶液）条件下进行铜粉与氧化铜粉末的机械混合。通过调整球磨时间和pH值来考察其对反应速率和产物特性的影响。 实验结果显示，经4小时球磨后，主要成分为铜及氧化铜，并开始生成Cu2O；随着球磨时间延长至30小时和60小时，观察到Cu2O的衍射峰强度增加而Cu和CuO的衍射峰减弱。尤其在酸性条件下反应速率更快，在90小时球磨后粉末完全转变为纳米级氧化亚铜（粒度范围为30-40nm），表明高能球磨法可高效转化金属混合物。 研究采用XRD、SEM及TEM等技术对产物进行表征，确认了其相结构和形貌特征。研究表明不同pH值条件影响最终产物的颗粒形态与尺寸分布。 从技术角度而言，机械合金化（MA）是一种制备合金粉末的新方法，在纳米级氧化亚铜粉体制备方面展现了潜力。通过高能球磨作用实现了金属混合物反复变形、断裂和焊接，并促进原子间扩散或固态反应生成所需产物。 此外，本研究得到了国家自然科学基金的支持，表明其在科学界受到认可并推动了相关领域的进一步发展。 综上所述，该研究不仅提供了一种新的纳米氧化亚铜粉末制备方法，还探索了影响最终产物质量的球磨参数如时间、pH值及研磨介质与样品比例。实验验证了高能球磨法在纳米级Cu2O粉体制备中的可行性，并为提高其应用范围提供了理论和技术支持。