Òxid de luteciés un material refractari prometedor a causa de la seva resistència a les altes temperatures, resistència a la corrosió i baixa energia de fonons. A més, a causa de la seva naturalesa homogènia, sense transició de fase per sota del punt de fusió i alta tolerància estructural, té un paper important en materials catalítics, materials magnètics, vidre òptic, làser, electrònica, luminescència, superconductivitat i radiació d'alta energia. detecció. En comparació amb les formes materials tradicionals,òxid de luteciEls materials de fibra presenten avantatges com ara una flexibilitat ultra forta, un llindar de dany del làser més alt i una amplada de banda de transmissió més àmplia. Tenen àmplies perspectives d'aplicació en els camps de làsers d'alta energia i materials estructurals d'alta temperatura. No obstant això, el diàmetre de llargòxid de luteciLes fibres obtingudes per mètodes tradicionals són sovint més grans (>75 μ m) La flexibilitat és relativament deficient i no hi ha hagut informes d'alt rendimentòxid de lutecifibres contínues. Per aquest motiu, el professor Zhu Luyi i altres de la Universitat de Shandong van utilitzarlutecique contenen polímers orgànics (PALu) com a precursors, combinats amb la filatura en sec i els processos de tractament tèrmic posteriors, per trencar el coll d'ampolla de la preparació de fibres contínues flexibles d'òxid de luteci d'alta resistència i de diàmetre fi i aconseguir una preparació controlable d'alt rendiment.òxid de lutecifibres contínues.
Figura 1 Procés de filatura en sec de continuòxid de lutecifibres
Aquest treball se centra en el dany estructural de les fibres precursores durant el procés ceràmic. A partir de la regulació de la forma de descomposició del precursor, es proposa un mètode innovador de pretractament de vapor d'aigua assistit per pressió. Mitjançant l'ajust de la temperatura del pretractament per eliminar els lligands orgànics en forma de molècules, s'evita molt el dany a l'estructura de la fibra durant el procés ceràmic, garantint així la continuïtat deòxid de lutecifibres. Presenta excel·lents propietats mecàniques. La investigació ha trobat que a temperatures de pretractament més baixes, els precursors tenen més probabilitats de patir reaccions d'hidròlisi, provocant arrugues superficials a les fibres, donant lloc a més esquerdes a la superfície de les fibres ceràmiques i polverització directa a nivell macro; Una temperatura de pretractament més alta farà que el precursor cristal·litzi directamentòxid de luteci, provocant una estructura desigual de la fibra, donant lloc a una major fragilitat de la fibra i una longitud més curta; Després del pretractament a 145 ℃, l'estructura de la fibra és densa i la superfície és relativament llisa. Després d'un tractament tèrmic a alta temperatura, un continu macroscòpic gairebé transparentòxid de luteciLa fibra amb un diàmetre d'uns 40 es va obtenir amb èxit μ M.
Figura 2 Fotografies òptiques i imatges SEM de fibres preprocessades precursores. Temperatura de pretractament: (a, d, g) 135 ℃, (b, e, h) 145 ℃, (c, f, i) 155 ℃
Figura 3 Foto òptica de continuòxid de lutecifibres després del tractament ceràmic. Temperatura de pretractament: (a) 135 ℃, (b) 145 ℃
Figura 4: (a) Espectre XRD, (b) fotos de microscopi òptic, (c) estabilitat tèrmica i microestructura de continuòxid de lutecifibres després del tractament a alta temperatura. Temperatura de tractament tèrmic: (d, g) 1100 ℃, (e, h) 1200 ℃, (f, i) 1300 ℃
A més, aquest treball informa per primera vegada de la resistència a la tracció, el mòdul elàstic, la flexibilitat i la resistència a la temperatura del continu.òxid de lutecifibres. La resistència a la tracció del filament únic és de 345,33-373,23 MPa, el mòdul elàstic és de 27,71-31,55 GPa i el radi de curvatura final és de 3,5-4,5 mm. Fins i tot després d'un tractament tèrmic a 1300 ℃, no hi va haver una disminució significativa de les propietats mecàniques de les fibres, cosa que demostra completament que la resistència a la temperatura del continuòxid de lutecifibres preparades en aquest treball no és inferior a 1300 ℃.
Figura 5 Propietats mecàniques del continuòxid de lutecifibres. (a) Corba esforç-deformació, (b) resistència a la tracció, (c) mòdul elàstic, (df) radi de curvatura final. Temperatura de tractament tèrmic: (d) 1100 ℃, (e) 1200 ℃, (f) 1300 ℃
Aquest treball no només promou l'aplicació i el desenvolupament deòxid de lutecien materials estructurals d'alta temperatura, làsers d'alta energia i altres camps, però també ofereix noves idees per a la preparació de fibres contínues d'òxids d'alt rendiment
Hora de publicació: 09-nov-2023