સુકા સ્પિનિંગ પર આધારિત લવચીક ઉચ્ચ શક્તિ લ્યુટેટીયમ ઓક્સાઇડ સતત ફાઇબર્સની તૈયારી

લ્યુટેટીયમ ઓક્સાઇડઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર, કાટ પ્રતિકાર અને નીચી ફોનોન ઊર્જાને કારણે તે એક આશાસ્પદ પ્રત્યાવર્તન સામગ્રી છે. વધુમાં, તેની સજાતીય પ્રકૃતિને કારણે, ગલનબિંદુની નીચે કોઈ તબક્કામાં સંક્રમણ ન હોવાને કારણે અને ઉચ્ચ માળખાકીય સહિષ્ણુતા, તે ઉત્પ્રેરક સામગ્રી, ચુંબકીય સામગ્રી, ઓપ્ટિકલ કાચ, લેસર, ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, લ્યુમિનેસેન્સ, સુપરકન્ડક્ટિવિટી અને ઉચ્ચ-ઊર્જા રેડિયેશનમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. શોધ પરંપરાગત સામગ્રી સ્વરૂપોની તુલનામાં,લ્યુટેટીયમ ઓક્સાઇડફાઇબર સામગ્રી અતિ-મજબૂત લવચીકતા, ઉચ્ચ લેસર નુકસાન થ્રેશોલ્ડ અને વ્યાપક ટ્રાન્સમિશન બેન્ડવિડ્થ જેવા ફાયદા દર્શાવે છે. તેમની પાસે ઉચ્ચ-ઉર્જા લેસર અને ઉચ્ચ-તાપમાન માળખાકીય સામગ્રીના ક્ષેત્રોમાં વ્યાપક એપ્લિકેશનની સંભાવનાઓ છે. જો કે, લાંબા વ્યાસલ્યુટેટીયમ ઓક્સાઇડપરંપરાગત પદ્ધતિઓ દ્વારા મેળવેલા ફાઇબર મોટાભાગે મોટા હોય છે (>75 μm) લવચીકતા પ્રમાણમાં નબળી હોય છે, અને ઉચ્ચ-પ્રદર્શનનો કોઈ અહેવાલ નથી.લ્યુટેટીયમ ઓક્સાઇડસતત રેસા. આ કારણોસર, શેન્ડોંગ યુનિવર્સિટીના પ્રોફેસર ઝુ લુઇ અને અન્ય લોકોએ ઉપયોગ કર્યોલ્યુટેટીયમસુકા સ્પિનિંગ અને અનુગામી હીટ ટ્રીટમેન્ટ પ્રક્રિયાઓ સાથે જોડાઈને પુરોગામી તરીકે ઓર્ગેનિક પોલિમર (PALu) ધરાવતું, ઉચ્ચ-શક્તિ અને ઝીણા-વ્યાસના લવચીક લ્યુટેટીયમ ઓક્સાઇડ સતત તંતુઓ તૈયાર કરવાની અડચણને તોડીને, અને ઉચ્ચ-પ્રદર્શનની નિયંત્રણક્ષમ તૈયારી હાંસલ કરે છે.લ્યુટેટીયમ ઓક્સાઇડસતત રેસા.

આકૃતિ 1 સતત સુકા સ્પિનિંગ પ્રક્રિયાલ્યુટેટીયમ ઓક્સાઇડરેસા

આ કાર્ય સિરામિક પ્રક્રિયા દરમિયાન પૂર્વવર્તી તંતુઓના માળખાકીય નુકસાન પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. પૂર્વવર્તી વિઘટન સ્વરૂપના નિયમનથી શરૂ કરીને, દબાણ સહાયક જળ બાષ્પ પ્રીટ્રીટમેન્ટની નવીન પદ્ધતિ પ્રસ્તાવિત છે. પરમાણુઓના સ્વરૂપમાં કાર્બનિક લિગાન્ડ્સને દૂર કરવા માટે પ્રીટ્રેટમેન્ટ તાપમાનને સમાયોજિત કરીને, સિરામિક પ્રક્રિયા દરમિયાન ફાઇબર સ્ટ્રક્ચરને થતા નુકસાનને મોટા પ્રમાણમાં ટાળવામાં આવે છે, જેનાથી તેની સાતત્યતા સુનિશ્ચિત થાય છે.લ્યુટેટીયમ ઓક્સાઇડરેસા ઉત્તમ યાંત્રિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે. સંશોધનમાં જાણવા મળ્યું છે કે નીચા પૂર્વ-સારવાર તાપમાન પર, પૂર્વવર્તીઓ હાઇડ્રોલિસિસ પ્રતિક્રિયાઓમાંથી પસાર થવાની શક્યતા વધુ હોય છે, જેના કારણે તંતુઓ પર સપાટી પર કરચલીઓ પડે છે, જેના કારણે સિરામિક તંતુઓની સપાટી પર વધુ તિરાડો પડે છે અને મેક્રો સ્તરે ડાયરેક્ટ પલ્વરાઇઝેશન થાય છે; ઉચ્ચ સારવાર પૂર્વેનું તાપમાન અગ્રદૂતને સીધા જ સ્ફટિકીકરણનું કારણ બનશેલ્યુટેટીયમ ઓક્સાઇડ, અસમાન ફાઇબર માળખુંનું કારણ બને છે, જેના પરિણામે ફાઇબરની વધુ બરડપણું અને ટૂંકી લંબાઈ થાય છે; 145 ℃ પર પૂર્વ-સારવાર પછી, ફાઈબરનું માળખું ગાઢ અને સપાટી પ્રમાણમાં સરળ છે. ઉચ્ચ-તાપમાન ગરમીની સારવાર પછી, મેક્રોસ્કોપિક લગભગ પારદર્શક સતતલ્યુટેટીયમ ઓક્સાઇડલગભગ 40 ના વ્યાસ સાથે ફાઇબર સફળતાપૂર્વક μM મેળવવામાં આવ્યું હતું.

આકૃતિ 2 ઓપ્ટિકલ ફોટા અને પ્રીપ્રોસેસ્ડ પ્રિકર્સર ફાઈબરની SEM ઈમેજો. પ્રીટ્રીટમેન્ટ તાપમાન: (a, d, g) 135 ℃, (b, e, h) 145 ℃, (c, f, i) 155 ℃

આકૃતિ 3 સતતનો ઓપ્ટિકલ ફોટોલ્યુટેટીયમ ઓક્સાઇડસિરામિક સારવાર પછી રેસા. પ્રીટ્રીટમેન્ટ તાપમાન: (a) 135 ℃, (b) 145 ℃

આકૃતિ 4: (a) XRD સ્પેક્ટ્રમ, (b) ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપ ફોટા, (c) થર્મલ સ્થિરતા અને સતત માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરલ્યુટેટીયમ ઓક્સાઇડઉચ્ચ તાપમાનની સારવાર પછી રેસા. હીટ ટ્રીટમેન્ટ તાપમાન: (d, g) 1100 ℃, (e, h) 1200 ℃, (f, i) 1300 ℃

વધુમાં, આ કાર્ય પ્રથમ વખત તાણ શક્તિ, સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ, લવચીકતા અને સતત તાપમાન પ્રતિકારનો અહેવાલ આપે છે.લ્યુટેટીયમ ઓક્સાઇડરેસા સિંગલ ફિલામેન્ટની તાણ શક્તિ 345.33-373.23 MPa છે, સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ 27.71-31.55 GPa છે, અને અંતિમ વક્રતા ત્રિજ્યા 3.5-4.5 mm છે. 1300 ℃ પર ગરમીની સારવાર પછી પણ, રેસાના યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં કોઈ નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો ન હતો, જે સંપૂર્ણ રીતે સાબિત કરે છે કે સતત તાપમાન પ્રતિકારલ્યુટેટીયમ ઓક્સાઇડઆ કામમાં તૈયાર રેસા 1300 ℃ કરતા ઓછા નથી.

આકૃતિ 5 સતત ના યાંત્રિક ગુણધર્મોલ્યુટેટીયમ ઓક્સાઇડરેસા (a) તાણ-તાણ વળાંક, (b) તાણ શક્તિ, (c) સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ, (df) અંતિમ વક્રતા ત્રિજ્યા. હીટ ટ્રીટમેન્ટ તાપમાન: (d) 1100 ℃, (e) 1200 ℃, (f) 1300 ℃

આ કાર્ય માત્ર ના એપ્લિકેશન અને વિકાસને પ્રોત્સાહન આપે છેલ્યુટેટીયમ ઓક્સાઇડઉચ્ચ-તાપમાન માળખાકીય સામગ્રી, ઉચ્ચ-ઊર્જા લેસરો અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં, પરંતુ ઉચ્ચ-પ્રદર્શન ઓક્સાઇડ સતત ફાઇબરની તૈયારી માટે નવા વિચારો પણ પ્રદાન કરે છે.