Paratoi Ffibrau Parhaus Lutetium Ocsid Cryf Uchel Hyblyg yn Seiliedig ar Droelli Sych

Lutetiwm ocsidyn ddeunydd anhydrin addawol oherwydd ei wrthwynebiad tymheredd uchel, ymwrthedd cyrydiad, ac egni ffonon isel. Yn ogystal, oherwydd ei natur homogenaidd, dim cyfnod pontio o dan y pwynt toddi, a goddefgarwch strwythurol uchel, mae'n chwarae rhan bwysig mewn deunyddiau catalytig, deunyddiau magnetig, gwydr optegol, laser, electroneg, goleuedd, uwch-ddargludedd, ac ymbelydredd ynni uchel. canfod. O'i gymharu â ffurfiau deunydd traddodiadol,lutetiwm ocsidmae deunyddiau ffibr yn dangos manteision megis hyblygrwydd cryf iawn, trothwy difrod laser uwch, a lled band trawsyrru ehangach. Mae ganddynt ragolygon cymhwyso eang ym meysydd laserau ynni uchel a deunyddiau strwythurol tymheredd uchel. Fodd bynnag, mae diamedr o hirlutetiwm ocsidmae ffibrau a geir trwy ddulliau traddodiadol yn aml yn fwy (> 75 μ m) Mae'r hyblygrwydd yn gymharol wael, ac ni fu unrhyw adroddiadau o berfformiad uchellutetiwm ocsidffibrau parhaus. Am y rheswm hwn, defnyddiodd yr Athro Zhu Luyi ac eraill o Brifysgol Shandonglutetiwmsy'n cynnwys polymerau organig (PALu) fel rhagflaenwyr, ynghyd â nyddu sych a phrosesau trin gwres dilynol, i dorri trwy'r dagfa o baratoi ffibrau parhaus lutetium ocsid hyblyg cryfder uchel a manwl, a chyflawni paratoadau perfformiad uchel y gellir eu rheolilutetiwm ocsidffibrau parhaus.

Ffigur 1 Proses nyddu sych o barhauslutetiwm ocsidffibrau

Mae'r gwaith hwn yn canolbwyntio ar ddifrod strwythurol ffibrau rhagflaenol yn ystod y broses seramig. Gan ddechrau o reoleiddio ffurf dadelfennu rhagflaenol, cynigir dull arloesol o drin pretreatment anwedd dŵr â chymorth pwysau. Trwy addasu'r tymheredd pretreatment i gael gwared ar ligandau organig ar ffurf moleciwlau, mae'r difrod i'r strwythur ffibr yn ystod y broses ceramig yn cael ei osgoi'n fawr, a thrwy hynny sicrhau parhad ylutetiwm ocsidffibrau. Yn arddangos priodweddau mecanyddol rhagorol. Mae ymchwil wedi canfod, ar dymheredd cyn-driniaeth is, bod rhagflaenwyr yn fwy tebygol o gael adweithiau hydrolysis, gan achosi crychau arwyneb ar y ffibrau, gan arwain at fwy o graciau ar wyneb ffibrau ceramig a malurio uniongyrchol ar y lefel macro; Bydd tymheredd cyn-driniaeth uwch yn achosi i'r rhagflaenydd grisialu'n uniongyrchol i mewnlutetiwm ocsid, gan achosi strwythur ffibr anwastad, gan arwain at fwy o brau ffibr a hyd byrrach; Ar ôl cyn-driniaeth ar 145 ℃, mae'r strwythur ffibr yn drwchus ac mae'r wyneb yn gymharol llyfn. Ar ôl triniaeth wres tymheredd uchel, mae macrosgopig bron yn dryloywlutetiwm ocsidllwyddwyd i gael ffibr â diamedr o tua 40 μ M.

Ffigur 2 Ffotograffau optegol a delweddau SEM o ffibrau rhagflaenol wedi'u prosesu ymlaen llaw. Tymheredd pretreatment: (a, d, g) 135 ℃, (b, e, h) 145 ℃, (c, f, i) 155 ℃

Ffigur 3 Ffotograff optegol o barhauslutetiwm ocsidffibrau ar ôl triniaeth ceramig. Tymheredd pretreatment: (a) 135 ℃, (b) 145 ℃

Ffigur 4: (a) sbectrwm XRD, (b) ffotograffau microsgop optegol, (c) sefydlogrwydd thermol a microstrwythur di-dorlutetiwm ocsidffibrau ar ôl triniaeth tymheredd uchel. Tymheredd triniaeth wres: (d, g) 1100 ℃, (e, h) 1200 ℃, (f, i) 1300 ℃

Yn ogystal, mae'r gwaith hwn yn adrodd am y tro cyntaf am gryfder tynnol, modwlws elastig, hyblygrwydd, a gwrthiant tymheredd parhaus.lutetiwm ocsidffibrau. Cryfder tynnol ffilament sengl yw 345.33-373.23 MPa, y modwlws elastig yw 27.71-31.55 GPa, a'r radiws crymedd eithaf yw 3.5-4.5 mm. Hyd yn oed ar ôl triniaeth wres ar 1300 ℃, nid oedd unrhyw ostyngiad sylweddol yn eiddo mecanyddol y ffibrau, sy'n profi'n llawn bod ymwrthedd tymheredd y parhauslutetiwm ocsidnid yw ffibrau a baratowyd yn y gwaith hwn yn llai na 1300 ℃.

Ffigur 5 Priodweddau mecanyddol di-dorlutetiwm ocsidffibrau. (a) Cromlin straen-straen, (b) cryfder tynnol, (c) modwlws elastig, (df) radiws crymedd eithaf. Tymheredd triniaeth wres: (d) 1100 ℃, (e) 1200 ℃, (f) 1300 ℃

Mae'r gwaith hwn nid yn unig yn hyrwyddo cymhwyso a datblygulutetiwm ocsidmewn deunyddiau strwythurol tymheredd uchel, laserau ynni uchel, a meysydd eraill, ond hefyd yn darparu syniadau newydd ar gyfer paratoi ffibrau parhaus ocsid perfformiad uchel

 


Amser postio: Nov-09-2023