Lutetiumoxider et lovende ildfast materiale på grund af dets høje temperaturresistens, korrosionsmodstand og lav fonon energi. På grund af dens homogene karakter, ingen faseovergang under smeltepunktet og høj strukturel tolerance, spiller det desuden en vigtig rolle i katalytiske materialer, magnetiske materialer, optisk glas, laser, elektronik, luminescens, superledningsevne og højenergi-stråling. Sammenlignet med traditionelle materielle former,LutetiumoxidFibermaterialer udviser fordele såsom ultra-stærk fleksibilitet, højere laserskader tærskel og bredere transmissionsbåndbredde. De har brede applikationsudsigter inden for højenergilasere og høje temperaturstrukturelle materialer. Dog lange diameterLutetiumoxidFibre opnået ved traditionelle metoder er ofte større (> 75 μ m) fleksibiliteten er relativt dårlig, og der har ikke været nogen rapporter om højtydendeLutetiumoxidKontinuerlige fibre. Af denne grund blev professor Zhu Luyi og andre fra Shandong University brugtLutetiumIndeholder organiske polymerer (PALU) som forstadier, kombineret med tør spinding og efterfølgende varmebehandlingsprocesser, for at bryde gennem flaskehalsen med at fremstille fleksible lutetiumoxidfibre med høj styrke og fine diameterLutetiumoxidKontinuerlige fibre.
Figur 1 Tørspindingsproces med kontinuerligLutetiumoxidfibre
Dette arbejde fokuserer på den strukturelle skade på forløberfibre under den keramiske proces. Fra reguleringen af forløbernedbrydningsform foreslås en innovativ metode til trykassisteret vanddampforbehandling. Ved at justere forbehandlingstemperaturen for at fjerne organiske ligander i form af molekyler, undgås skaden på fiberstrukturen under den keramiske proces meget, hvilket sikrer kontinuiteten afLutetiumoxidfibre. Udstiller fremragende mekaniske egenskaber. Forskning har fundet, at ved lavere forbehandlingstemperaturer er forløbere mere tilbøjelige til at gennemgå hydrolysereaktioner, hvilket forårsager overflade rynker på fibrene, hvilket fører til flere revner på overfladen af keramiske fibre og direkte pulverisering på makroniveau; En højere forbehandlingstemperatur vil få forløberen til at krystallisere direkte ind iLutetiumoxid, der forårsager ujævn fiberstruktur, hvilket resulterer i større fiberfrithed og kortere længde; Efter forbehandling ved 145 ℃ er fiberstrukturen tæt, og overfladen er relativt glat. Efter varmebehandling med høj temperatur, en makroskopisk næsten gennemsigtig kontinuerligLutetiumoxidFiber med en diameter på ca. 40 blev opnået med succes μ M.
Figur 2 Optiske fotos og SEM -billeder af forbehandlede forløberfibre. Forbehandlingstemperatur: (a, d, g) 135 ℃, (b, e, h) 145 ℃, (c, f, i) 155 ℃
Figur 3 Optisk foto af kontinuerligLutetiumoxidfibre efter keramisk behandling. Forbehandlingstemperatur: (a) 135 ℃, (b) 145 ℃
Figur 4: (a) XRD -spektrum, (b) Optiske mikroskopfotos, (c) Termisk stabilitet og mikrostruktur af kontinuerligLutetiumoxidfibre efter behandling af høj temperatur. Varmebehandlingstemperatur: (d, g) 1100 ℃, (e, h) 1200 ℃, (f, i) 1300 ℃
Derudover rapporterer dette arbejde for første gang trækstyrken, elastisk modul, fleksibilitet og temperaturresistens for kontinuerlig kontinuerligLutetiumoxidfibre. Den enkelte filamenttrækstyrke er 345,33-373,23 MPa, den elastiske modul er 27,71-31,55 GPa, og den ultimative krumningsradius er 3,5-4,5 mm. Selv efter varmebehandling ved 1300 ℃ var der ikke noget signifikant fald i fibrens mekaniske egenskaber, hvilket fuldt ud beviser, at temperaturmodstanden for den kontinuerligeLutetiumoxidFibre, der er forberedt i dette arbejde, er ikke mindre end 1300 ℃.
Figur 5 Mekaniske egenskaber ved kontinuerligLutetiumoxidfibre. (a) Stress-belastningskurve, (b) Trækstyrke, (c) Elastisk modul, (DF) Ultimate Curvature Radius. Varmebehandlingstemperatur: (d) 1100 ℃, (e) 1200 ℃, (f) 1300 ℃
Dette arbejde fremmer ikke kun applikationen og udviklingen afLutetiumoxidI strukturelle materialer med høj temperatur, højenergi-lasere og andre felter, men giver også nye ideer til fremstilling af kontinuerlige fibre med højtydende oxidfibre
Posttid: Nov-09-2023