Óxido de lutecioé un material refractario prometedor debido á súa resistencia á alta temperatura, á corrosión e á baixa enerxía de fonóns. Ademais, debido á súa natureza homoxénea, sen transición de fase por debaixo do punto de fusión e alta tolerancia estrutural, xoga un papel importante en materiais catalíticos, materiais magnéticos, vidro óptico, láser, electrónica, luminiscencia, supercondutividade e radiación de alta enerxía. detección. En comparación coas formas materiais tradicionais,óxido de lutecioOs materiais de fibra presentan vantaxes como unha flexibilidade ultra forte, un maior limiar de dano do láser e un ancho de banda de transmisión máis amplo. Teñen amplas perspectivas de aplicación nos campos de láseres de alta enerxía e materiais estruturais de alta temperatura. Con todo, o diámetro de longoóxido de lutecioAs fibras obtidas por métodos tradicionais adoitan ser máis grandes (>75 μ m) A flexibilidade é relativamente escasa e non houbo informes de alto rendemento.óxido de luteciofibras continuas. Por este motivo, o profesor Zhu Luyi e outros da Universidade de Shandong usaronlutecioque conteñen polímeros orgánicos (PALu) como precursores, combinados coa fiación en seco e os procesos de tratamento térmico posteriores, para romper o pescozo de botella da preparación de fibras continuas flexibles de óxido de lutecio de alta resistencia e diámetro fino e conseguir unha preparación controlable de alto rendemento.óxido de luteciofibras continuas.
Figura 1 Proceso de fiado en seco de continuoóxido de luteciofibras
Este traballo céntrase no dano estrutural das fibras precursoras durante o proceso cerámico. Partindo da regulación da forma de descomposición do precursor, proponse un método innovador de pretratamento de vapor de auga asistido por presión. Ao axustar a temperatura do pretratamento para eliminar os ligandos orgánicos en forma de moléculas, evítase en gran medida o dano á estrutura da fibra durante o proceso cerámico, garantindo así a continuidade daóxido de luteciofibras. Presenta excelentes propiedades mecánicas. A investigación descubriu que a temperaturas máis baixas de pretratamento, os precursores teñen máis probabilidades de sufrir reaccións de hidrólise, o que provoca engurras superficiais nas fibras, o que provoca máis gretas na superficie das fibras cerámicas e pulverización directa a nivel macro; Unha temperatura de pretratamento máis alta fará que o precursor cristalice directamenteóxido de lutecio, provocando unha estrutura desigual da fibra, o que resulta nunha maior fraxilidade da fibra e menor lonxitude; Despois do pretratamento a 145 ℃, a estrutura da fibra é densa e a superficie é relativamente lisa. Despois do tratamento térmico a alta temperatura, un macroscópico case transparente continuoóxido de lutecioObtívose con éxito unha fibra cun diámetro duns 40 μ M.
Figura 2 Fotos ópticas e imaxes SEM de fibras preprocesadas precursoras. Temperatura de pretratamento: (a, d, g) 135 ℃, (b, e, h) 145 ℃, (c, f, i) 155 ℃
Figura 3 Foto óptica de continuoóxido de luteciofibras despois do tratamento cerámico. Temperatura de pretratamento: (a) 135 ℃, (b) 145 ℃
Figura 4: (a) espectro XRD, (b) fotos de microscopio óptico, (c) estabilidade térmica e microestrutura continuaóxido de luteciofibras despois do tratamento a alta temperatura. Temperatura de tratamento térmico: (d, g) 1100 ℃, (e, h) 1200 ℃, (f, i) 1300 ℃
Ademais, este traballo informa por primeira vez da resistencia á tracción, módulo elástico, flexibilidade e resistencia á temperatura deóxido de luteciofibras. A resistencia á tracción do filamento único é de 345,33-373,23 MPa, o módulo elástico é de 27,71-31,55 GPa e o raio de curvatura final é de 3,5-4,5 mm. Mesmo despois do tratamento térmico a 1300 ℃, non houbo unha diminución significativa das propiedades mecánicas das fibras, o que demostra plenamente que a resistencia á temperatura das fibras continuas.óxido de luteciofibras preparadas neste traballo non é inferior a 1300 ℃.
Figura 5 Propiedades mecánicas do continuoóxido de luteciofibras. (a) Curva tensión-deformación, (b) resistencia á tracción, (c) módulo elástico, (df) raio de curvatura final. Temperatura de tratamento térmico: (d) 1100 ℃, (e) 1200 ℃, (f) 1300 ℃
Este traballo non só promove a aplicación e desenvolvemento deóxido de lutecioen materiais estruturais de alta temperatura, láseres de alta enerxía e outros campos, pero tamén proporciona novas ideas para a preparación de fibras continuas de óxido de alto rendemento
Hora de publicación: 09-nov-2023