Lutecij oksidje obećavajući vatrostalni materijal zbog svoje otpornosti na visoke temperature, otpornosti na koroziju i niske energije fonona. Osim toga, zbog svoje homogene prirode, bez faznog prijelaza ispod tačke topljenja i visoke strukturne tolerancije, igra važnu ulogu u katalitičkim materijalima, magnetnim materijalima, optičkom staklu, laseru, elektronici, luminiscenciji, supravodljivosti i visokoenergetskom zračenju. detekcija. U poređenju sa tradicionalnim materijalnim oblicima,lutecij oksidvlaknasti materijali pokazuju prednosti kao što su ultra-jaka fleksibilnost, viši prag laserskog oštećenja i širi propusni opseg prijenosa. Imaju široku perspektivu primjene u oblastima visokoenergetskih lasera i visokotemperaturnih konstrukcijskih materijala. Međutim, promjer dugačaklutecij oksidvlakna dobivena tradicionalnim metodama često su veća (>75 μm) Fleksibilnost je relativno slaba, a nije bilo izvještaja o visokim performansamalutecij oksidkontinuirana vlakna. Iz tog razloga su profesor Zhu Luyi i drugi sa Univerziteta Shandong koristililutecijumkoji sadrže organske polimere (PALu) kao prekursore, u kombinaciji sa suhim predenjem i naknadnim procesima termičke obrade, kako bi se probili kroz usko grlo pripreme kontinuiranih vlakana visoke čvrstoće i finog promjera fleksibilnih lutecij oksida i postigla kontrolirana priprema visokih performansilutecij oksidkontinuirana vlakna.
Slika 1 Suvo predenje je kontinuiranolutecij oksidvlakna
Ovaj rad se fokusira na strukturna oštećenja prekursorskih vlakana tokom keramičkog procesa. Polazeći od regulacije oblika razgradnje prekursora, predložena je inovativna metoda predtretmana vodenom parom pod pritiskom. Podešavanjem temperature prethodnog tretmana kako bi se uklonili organski ligandi u obliku molekula, oštećenje strukture vlakana tokom keramičkog procesa uvelike se izbjegava, čime se osigurava kontinuitetlutecij oksidvlakna. Pokazuje odlična mehanička svojstva. Istraživanja su otkrila da na nižim temperaturama pre tretmana, prekursori će vjerojatnije podvrgnuti reakcijama hidrolize, uzrokujući površinske bore na vlaknima, što dovodi do više pukotina na površini keramičkih vlakana i direktnog usitnjavanja na makro nivou; Viša temperatura prethodnog tretmana će uzrokovati da prekursor kristalizira direktno ulutecij oksid, uzrokujući neujednačenu strukturu vlakana, što rezultira većom lomljivošću vlakana i kraćom dužinom; Nakon prethodnog tretmana na 145 ℃, struktura vlakana je gusta i površina je relativno glatka. Nakon termičke obrade na visokim temperaturama, makroskopski gotovo prozirni kontinuiranilutecij oksidUspješno je dobijeno vlakno prečnika oko 40 μM.
Slika 2 Optičke fotografije i SEM slike prethodno obrađenih prekursorskih vlakana. Temperatura prethodnog tretmana: (a, d, g) 135 ℃, (b, e, h) 145 ℃, (c, f, i) 155 ℃
Slika 3. Optička fotografija kontinuiranoglutecij oksidvlakna nakon keramičke obrade. Temperatura prethodnog tretmana: (a) 135 ℃, (b) 145 ℃
Slika 4: (a) XRD spektar, (b) fotografije optičkog mikroskopa, (c) termička stabilnost i mikrostruktura kontinuiranoglutecij oksidvlakna nakon tretmana na visokim temperaturama. Temperatura termičke obrade: (d, g) 1100 ℃, (e, h) 1200 ℃, (f, i) 1300 ℃
Osim toga, ovaj rad po prvi put izvještava o vlačnoj čvrstoći, modulu elastičnosti, fleksibilnosti i temperaturnoj otpornosti kontinuiranoglutecij oksidvlakna. Zatezna čvrstoća pojedinačnog filamenta je 345,33-373,23 MPa, modul elastičnosti je 27,71-31,55 GPa, a krajnji radijus zakrivljenosti je 3,5-4,5 mm. Čak i nakon termičke obrade na 1300 ℃, nije došlo do značajnog smanjenja mehaničkih svojstava vlakana, što u potpunosti dokazuje da je temperaturna otpornost kontinuiranoglutecij oksidvlakana pripremljena u ovom radu nije niža od 1300 ℃.
Slika 5 Mehanička svojstva kontinuiranoglutecij oksidvlakna. (a) krivulja napon-deformacija, (b) vlačna čvrstoća, (c) modul elastičnosti, (df) krajnji radijus zakrivljenosti. Temperatura termičke obrade: (d) 1100 ℃, (e) 1200 ℃, (f) 1300 ℃
Ovaj rad ne samo da promovira primjenu i razvojlutecij oksidu visokotemperaturnim konstrukcijskim materijalima, visokoenergetskim laserima i drugim poljima, ali također pruža nove ideje za pripremu oksidnih kontinuiranih vlakana visokih performansi
Vrijeme objave: Nov-09-2023