Oxid lutecnatýje slibný žáruvzdorný materiál díky své vysoké teplotní odolnosti, odolnosti proti korozi a nízké fononové energii. Kromě toho, díky své homogenní povaze, bez fázového přechodu pod bodem tání a vysoké strukturální toleranci, hraje důležitou roli v katalytických materiálech, magnetických materiálech, optickém skle, laseru, elektronice, luminiscenci, supravodivosti a vysokoenergetickém záření. detekce. Ve srovnání s tradičními materiálovými formamioxid lutecitývláknité materiály vykazují výhody, jako je ultra silná flexibilita, vyšší práh poškození laserem a širší přenosová šířka pásma. Mají široké uplatnění v oblastech vysokoenergetických laserů a vysokoteplotních konstrukčních materiálů. Průměr však dlouhýoxid lutecitývlákna získaná tradičními metodami jsou často větší (>75 μm) Flexibilita je relativně nízká a nebyly hlášeny žádné zprávy o vysokém výkonuoxid lutecitýkontinuální vlákna. Z tohoto důvodu profesor Zhu Luyi a další z univerzity Shandong použililuteciumobsahující organické polymery (PALu) jako prekurzory, v kombinaci se suchým zvlákňováním a následným tepelným zpracováním, k prolomení úzkého hrdla přípravy vysokopevnostních a jemných flexibilních nekonečných vláken z oxidu lutetitého a dosažení kontrolovatelné přípravy vysoce výkonnýchoxid lutecitýkontinuální vlákna.
Obrázek 1 Proces kontinuálního předení za suchaoxid lutecitývlákna
Tato práce se zaměřuje na strukturální poškození prekurzorových vláken během keramického procesu. Počínaje regulací formy rozkladu prekurzoru je navržena inovativní metoda tlakově asistované předúpravy vodní páry. Nastavením teploty předúpravy pro odstranění organických ligandů ve formě molekul se výrazně zabrání poškození struktury vlákna během keramického procesu, čímž je zajištěna kontinuitaoxid lutecitývlákna. Vykazující vynikající mechanické vlastnosti. Výzkum zjistil, že při nižších teplotách předúpravy prekurzory častěji podléhají hydrolýzním reakcím, které způsobují povrchové vrásky na vláknech, což vede k většímu počtu trhlin na povrchu keramických vláken a přímému rozmělňování na makro úrovni; Vyšší teplota předúpravy způsobí, že prekurzor přímo krystalizujeoxid lutecitýcož způsobuje nerovnoměrnou strukturu vlákna, což má za následek větší křehkost vlákna a kratší délku; Po předběžné úpravě při 145 ℃ je struktura vlákna hustá a povrch je relativně hladký. Po vysokoteplotním tepelném zpracování makroskopický téměř průhledný spojitýoxid lutecitývlákno o průměru asi 40 bylo úspěšně získáno μM.
Obrázek 2 Optické fotografie a snímky SEM předzpracovaných prekurzorových vláken. Teplota předúpravy: (a, d, g) 135 ℃, (b, e, h) 145 ℃, (c, f, i) 155 ℃
Obrázek 3 Optická fotografie spojitéhooxid lutecitývlákna po keramické úpravě. Teplota předúpravy: (a) 135 ℃, (b) 145 ℃
Obrázek 4: (a) spektrum XRD, (b) fotografie z optického mikroskopu, (c) tepelná stabilita a mikrostruktura spojitýchoxid lutecitývlákna po vysokoteplotní úpravě. Teplota tepelného zpracování: (d, g) 1100 ℃, (e, h) 1200 ℃, (f, i) 1300 ℃
Kromě toho tato práce poprvé uvádí pevnost v tahu, modul pružnosti, pružnost a teplotní odolnost spojitéhooxid lutecitývlákna. Pevnost v tahu jednoho vlákna je 345,33-373,23 MPa, modul pružnosti je 27,71-31,55 GPa a konečný poloměr zakřivení je 3,5-4,5 mm. Ani po tepelném zpracování při 1300 ℃ nedošlo k žádnému významnému poklesu mechanických vlastností vláken, což plně dokazuje, že teplotní odolnost kontinuálníhooxid lutecitývlákna připravená v této práci není nižší než 1300 ℃.
Obrázek 5 Mechanické vlastnosti spojitéhooxid lutecitývlákna. (a) Křivka napětí-deformace, (b) pevnost v tahu, (c) modul pružnosti, (df) konečný poloměr zakřivení. Teplota tepelného zpracování: (d) 1100 ℃, (e) 1200 ℃, (f) 1300 ℃
Tato práce nejen podporuje aplikaci a vývojoxid lutecitýve vysokoteplotních konstrukčních materiálech, vysokoenergetických laserech a dalších oborech, ale také poskytuje nové nápady pro přípravu vysoce výkonných oxidových kontinuálních vláken
Čas odeslání: List-09-2023