Lutetiumoksidion lupaava tulenkestävä materiaali korkean lämpötilan, korroosionkestävyyden ja alhaisen fononienergian ansiosta. Lisäksi sillä on homogeenisuuden, sulamispisteen alapuolella olevan faasisiirtymän ja korkean rakenteellisen toleranssin vuoksi tärkeä rooli katalyyttisissä materiaaleissa, magneettisissa materiaaleissa, optisessa lasissa, laserissa, elektroniikassa, luminesenssissa, suprajohtavuudessa ja korkeaenergisessä säteilyssä. havaitseminen. Perinteisiin materiaalimuotoihin verrattunalutetiumoksidikuitumateriaalilla on etuja, kuten erittäin vahva joustavuus, korkeampi laservauriokynnys ja laajempi lähetyskaistanleveys. Heillä on laajat sovellusmahdollisuudet korkeaenergisten lasereiden ja korkean lämpötilan rakennemateriaalien aloilla. Kuitenkin halkaisija pitkälutetiumoksidiperinteisillä menetelmillä saatu kuitu on usein suurempi (>75 μm) Joustavuus on suhteellisen huono, eikä korkeasta suorituskyvystä ole raportoitulutetiumoksidijatkuvat kuidut. Tästä syystä professori Zhu Luyi ja muut Shandongin yliopistosta käyttivätlutetiumsisältää orgaanisia polymeerejä (PALu) esiasteena yhdistettynä kuivakehruu- ja sitä seuraaviin lämpökäsittelyprosesseihin, murtaakseen pullonkaulan lutetiumoksidin jatkuvien lutetiumoksidikuitujen valmistuksen pullonkaulan läpi ja saavuttaakseen korkean suorituskyvyn hallittavan valmistuksenlutetiumoksidijatkuvat kuidut.
Kuva 1 Jatkuvan kuivakehruuprosessilutetiumoksidikuidut
Tämä työ keskittyy esimuotokuitujen rakenteellisiin vaurioihin keraamisen prosessin aikana. Lähtöaineen hajoamismuodon säätelystä lähtien ehdotetaan innovatiivista menetelmää paineavusteiseen vesihöyryn esikäsittelyyn. Säätämällä esikäsittelyn lämpötilaa orgaanisten ligandien poistamiseksi molekyylien muodossa vältetään suuresti kuiturakenteen vaurioituminen keraamisen prosessin aikana ja näin varmistetaan kuitujen jatkuvuus.lutetiumoksidikuidut. Erinomaiset mekaaniset ominaisuudet. Tutkimukset ovat osoittaneet, että alemmissa esikäsittelylämpötiloissa prekursorit joutuvat todennäköisemmin hydrolyysireaktioihin, mikä aiheuttaa kuitujen pintaryppyjä, mikä johtaa enemmän halkeamia keraamisten kuitujen pinnalle ja suoraa jauhetta makrotasolla; Korkeampi esikäsittelylämpötila saa prekursorin kiteytymään suoraanlutetiumoksidi, aiheuttaa epätasaisen kuiturakenteen, mikä johtaa kuitujen suurempaa haurautta ja lyhyempään pituuteen; 145 ℃:n esikäsittelyn jälkeen kuiturakenne on tiivis ja pinta suhteellisen sileä. Korkean lämpötilan lämpökäsittelyn jälkeen makroskooppinen lähes läpinäkyvä jatkuvalutetiumoksidikuitu, jonka halkaisija oli noin 40, saatiin onnistuneesti μM.
Kuva 2 Optiset valokuvat ja SEM-kuvat esikäsitellyistä esikuiduista. Esikäsittelylämpötila: (a, d, g) 135 ℃, (b, e, h) 145 ℃, (c, f, i) 155 ℃
Kuva 3 Optinen valokuva jatkuvastalutetiumoksidikuidut keraamisen käsittelyn jälkeen. Esikäsittelylämpötila: (a) 135 ℃, (b) 145 ℃
Kuva 4: (a) XRD-spektri, (b) optiset mikroskoopin valokuvat, (c) jatkuvan lämpöstabiilisuus ja mikrorakennelutetiumoksidikuidut korkean lämpötilan käsittelyn jälkeen. Lämpökäsittelylämpötila: (d, g) 1100 ℃, (e, h) 1200 ℃, (f, i) 1300 ℃
Lisäksi tässä työssä raportoidaan ensimmäistä kertaa jatkuvan materiaalin vetolujuus, kimmokerroin, joustavuus ja lämpötilan kestävyys.lutetiumoksidikuidut. Yhden filamentin vetolujuus on 345,33-373,23 MPa, kimmomoduuli on 27,71-31,55 GPa ja lopullinen kaarevuussäde on 3,5-4,5 mm. Edes 1300 ℃ lämpökäsittelyn jälkeen kuitujen mekaanisissa ominaisuuksissa ei tapahtunut merkittävää heikkenemistä, mikä todistaa täysin, että jatkuvan kuitujen lämpötilankestolutetiumoksidiTässä työssä valmistettujen kuitujen lämpötila on vähintään 1300 ℃.
Kuva 5 Jatkuvan mekaaniset ominaisuudetlutetiumoksidikuidut. (a) Jännitys-venymäkäyrä, (b) vetolujuus, (c) kimmokerroin, (df) lopullinen kaarevuussäde. Lämpökäsittelylämpötila: (d) 1100 ℃, (e) 1200 ℃, (f) 1300 ℃
Tämä työ ei vain edistä soveltamista ja kehittämistälutetiumoksidikorkean lämpötilan rakennemateriaaleissa, korkean energian lasereissa ja muilla aloilla, mutta tarjoaa myös uusia ideoita korkean suorituskyvyn jatkuvien oksidikuitujen valmistukseen
Postitusaika: 09.11.2023