Óxido de lutetioé un material refractario prometedor debido á súa alta resistencia á temperatura, resistencia á corrosión e baixa enerxía fonónica. Ademais, debido á súa natureza homoxénea, ningunha transición en fase por baixo do punto de fusión e alta tolerancia estrutural, xoga un papel importante en materiais catalíticos, materiais magnéticos, vidro óptico, láser, electrónica, luminiscencia, superconductividade e detección de radiación de alta enerxía. En comparación coas formas materiais tradicionais,óxido de lutetioOs materiais de fibra presentan vantaxes como a flexibilidade ultra-forte, o limiar de danos por láser maior e o ancho de banda de transmisión máis ampla. Teñen amplas perspectivas de aplicación nos campos de láseres de alta enerxía e materiais estruturais de alta temperatura. Non obstante, o diámetro de Longóxido de lutetioAs fibras obtidas por métodos tradicionais adoitan ser maiores (> 75 μ m) A flexibilidade é relativamente pobre e non houbo informes de alto rendementoóxido de lutetiofibras continuas. Por este motivo, o profesor Zhu Luyi e outros da Universidade de Shandong usaronLutetiumque contén polímeros orgánicos (PALU) como precursores, combinados con procesos de xiro en seco e posteriores procesos de tratamento térmico, para romper o pescozo de botella de preparar fibras continuas de óxido de lutetio de alta resistencia e diámetro fino e conseguir unha preparación controlable de alto rendemento de alto rendementoóxido de lutetiofibras continuas.
Figura 1 Proceso de fiación seca de continuoóxido de lutetiofibras
Este traballo céntrase no dano estrutural das fibras precursoras durante o proceso cerámico. Partindo da regulación da forma de descomposición dos precursores, proponse un método innovador de pretratamento de vapor de auga asistido por presión. Ao axustar a temperatura de pretratamento para eliminar os ligandos orgánicos en forma de moléculas, evítase moito o dano á estrutura da fibra durante o proceso cerámico, garantindo así a continuidade deóxido de lutetiofibras. Exhibindo excelentes propiedades mecánicas. A investigación descubriu que a temperaturas máis baixas do pretratamento, os precursores son máis propensos a sufrir reaccións de hidrólise, provocando engurras superficiais nas fibras, o que conduce a máis fisuras na superficie das fibras cerámicas e a pulverización directa a nivel macro; Unha temperatura de pre-tratamento máis elevada fará que o precursor se cristalice directamenteóxido de lutetio, provocando unha estrutura de fibra desigual, obtendo unha maior incorporación de fibra e unha lonxitude máis curta; Despois do pretratamento a 145 ℃, a estrutura da fibra é densa e a superficie é relativamente lisa. Despois do tratamento térmico de alta temperatura, un macroscópico case transparente continuoóxido de lutetioA fibra cun diámetro de aproximadamente 40 obtívose con éxito μ M.
Figura 2 Fotos ópticas e imaxes SEM de fibras precursoras preprocesadas. Temperatura de pretratamento: (a, d, g) 135 ℃, (b, e, h) 145 ℃, (c, f, i) 155 ℃
Figura 3 Foto óptica de continuoóxido de lutetiofibras 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 de continuoóxido de lutetiofibras despois do tratamento de alta temperatura. Temperatura do tratamento térmico: (d, g) 1100 ℃, (e, h) 1200 ℃, (f, i) 1300 ℃
Ademais, este traballo informa por primeira vez a resistencia á tracción, o módulo elástico, a flexibilidade e a resistencia á temperatura do continuoóxido de lutetiofibras. A resistencia á tracción do filamento único é 345,33-373,23 MPa, o módulo elástico é de 27,71-31,55 GPA, e o radio de curvatura final é de 3,5-4,5 mm. Incluso 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 do continuoóxido de lutetioAs fibras preparadas neste traballo non son inferiores a 1300 ℃.
Figura 5 Propiedades mecánicas de continuoóxido de lutetiofibras. (a) curva de tensión, (b) resistencia á tracción, (c) módulo elástico, (df) radio de curvatura final. Temperatura do tratamento térmico: (d) 1100 ℃, (e) 1200 ℃, (f) 1300 ℃
Este traballo non só promove a aplicación e o desenvolvemento deóxido de lutetioEn materiais estruturais de alta temperatura, láseres de alta enerxía e outros campos, pero tamén ofrece novas ideas para a preparación de fibras continuas de óxido de alto rendemento
Tempo de publicación: novembro-09-2023