सूखी कताई के आधार पर लचीले उच्च शक्ति ल्यूटेटियम ऑक्साइड सतत फाइबर की तैयारी

लुटेटियम ऑक्साइडअपने उच्च तापमान प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध और कम फोनन ऊर्जा के कारण यह एक आशाजनक दुर्दम्य सामग्री है। इसके अलावा, इसकी सजातीय प्रकृति, पिघलने बिंदु के नीचे कोई चरण संक्रमण नहीं होने और उच्च संरचनात्मक सहनशीलता के कारण, यह उत्प्रेरक सामग्री, चुंबकीय सामग्री, ऑप्टिकल ग्लास, लेजर, इलेक्ट्रॉनिक्स, ल्यूमिनसेंस, सुपरकंडक्टिविटी और उच्च-ऊर्जा विकिरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। पता लगाना. पारंपरिक भौतिक रूपों की तुलना में,लुटेटियम ऑक्साइडफाइबर सामग्री अल्ट्रा-मजबूत लचीलेपन, उच्च लेजर क्षति सीमा और व्यापक ट्रांसमिशन बैंडविड्थ जैसे फायदे प्रदर्शित करती है। उनके पास उच्च-ऊर्जा लेजर और उच्च तापमान संरचनात्मक सामग्री के क्षेत्र में व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएं हैं। हालाँकि, व्यास लंबा हैलुटेटियम ऑक्साइडपारंपरिक तरीकों से प्राप्त फाइबर अक्सर बड़े होते हैं (>75 μ मीटर) लचीलापन अपेक्षाकृत खराब होता है, और उच्च प्रदर्शन की कोई रिपोर्ट नहीं मिली हैलुटेटियम ऑक्साइडनिरंतर फाइबर. इस कारण से, शेडोंग विश्वविद्यालय के प्रोफेसर झू लुई और अन्य ने उपयोग कियाल्यूटेशियमउच्च शक्ति और बारीक व्यास वाले लचीले ल्यूटेटियम ऑक्साइड निरंतर फाइबर तैयार करने की बाधा को तोड़ने और उच्च प्रदर्शन की नियंत्रणीय तैयारी प्राप्त करने के लिए, पूर्वगामी के रूप में कार्बनिक पॉलिमर (पीएएलयू) को सूखी कताई और उसके बाद की गर्मी उपचार प्रक्रियाओं के साथ जोड़ा जाता है।लुटेटियम ऑक्साइडनिरंतर फाइबर.

चित्र 1 निरंतर सूखी कताई प्रक्रियालुटेटियम ऑक्साइडफाइबर

यह कार्य सिरेमिक प्रक्रिया के दौरान पूर्ववर्ती तंतुओं की संरचनात्मक क्षति पर केंद्रित है। पूर्ववर्ती अपघटन प्रपत्र के नियमन से शुरू करके, दबाव सहायता प्राप्त जल वाष्प पूर्व-उपचार की एक अभिनव विधि प्रस्तावित है। अणुओं के रूप में कार्बनिक लिगेंड को हटाने के लिए पूर्व-उपचार तापमान को समायोजित करके, सिरेमिक प्रक्रिया के दौरान फाइबर संरचना को होने वाले नुकसान से काफी हद तक बचा जा सकता है, जिससे निरंतरता सुनिश्चित होती हैलुटेटियम ऑक्साइडरेशे. उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों का प्रदर्शन। शोध में पाया गया है कि कम पूर्व-उपचार तापमान पर, अग्रदूतों में हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रियाओं से गुजरने की अधिक संभावना होती है, जिससे तंतुओं पर सतह पर झुर्रियाँ पड़ जाती हैं, जिससे सिरेमिक फाइबर की सतह पर अधिक दरारें पड़ जाती हैं और मैक्रो स्तर पर प्रत्यक्ष चूर्णीकरण हो जाता है; उच्च पूर्व-उपचार तापमान के कारण अग्रदूत सीधे क्रिस्टलीकृत हो जाएगालुटेटियम ऑक्साइड, असमान फाइबर संरचना का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप फाइबर अधिक भंगुर होता है और लंबाई कम होती है; 145 ℃ पर पूर्व-उपचार के बाद, फाइबर संरचना घनी होती है और सतह अपेक्षाकृत चिकनी होती है। उच्च तापमान ताप उपचार के बाद, एक स्थूल लगभग पारदर्शी निरंतरलुटेटियम ऑक्साइडलगभग 40 के व्यास वाला फाइबर सफलतापूर्वक μM प्राप्त किया गया।

चित्र 2 पूर्व-संसाधित अग्रदूत फाइबर की ऑप्टिकल तस्वीरें और एसईएम छवियां। प्रीट्रीटमेंट तापमान: (ए, डी, जी) 135 ℃, (बी, ई, एच) 145 ℃, (सी, एफ, आई) 155 ℃

चित्र 3 निरंतर का ऑप्टिकल फोटोलुटेटियम ऑक्साइडसिरेमिक उपचार के बाद फाइबर। प्रीट्रीटमेंट तापमान: (ए) 135 ℃, (बी) 145 ℃

चित्र 4: (ए) एक्सआरडी स्पेक्ट्रम, (बी) ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप तस्वीरें, (सी) थर्मल स्थिरता और निरंतर की सूक्ष्म संरचनालुटेटियम ऑक्साइडउच्च तापमान उपचार के बाद फाइबर। ताप उपचार तापमान: (डी, जी) 1100 ℃, (ई, एच) 1200 ℃, (एफ, आई) 1300 ℃

इसके अलावा, यह कार्य पहली बार निरंतर की तन्य शक्ति, लोचदार मापांक, लचीलेपन और तापमान प्रतिरोध की रिपोर्ट करता हैलुटेटियम ऑक्साइडरेशे. एकल फिलामेंट तन्य शक्ति 345.33-373.23 एमपीए है, लोचदार मापांक 27.71-31.55 जीपीए है, और अंतिम वक्रता त्रिज्या 3.5-4.5 मिमी है। 1300 ℃ पर ताप उपचार के बाद भी, तंतुओं के यांत्रिक गुणों में कोई उल्लेखनीय कमी नहीं आई, जो पूरी तरह से साबित करता है कि निरंतर का तापमान प्रतिरोधलुटेटियम ऑक्साइडइस काम में तैयार फाइबर 1300 ℃ से कम नहीं है।

चित्र 5 निरंतर के यांत्रिक गुणलुटेटियम ऑक्साइडरेशे. (ए) तनाव-विकृति वक्र, (बी) तन्यता ताकत, (सी) लोचदार मापांक, (डीएफ) अंतिम वक्रता त्रिज्या। ताप उपचार तापमान: (डी) 1100 ℃, (ई) 1200 ℃, (एफ) 1300 ℃

यह कार्य न केवल के अनुप्रयोग और विकास को बढ़ावा देता हैलुटेटियम ऑक्साइडउच्च तापमान संरचनात्मक सामग्री, उच्च ऊर्जा लेजर और अन्य क्षेत्रों में, बल्कि उच्च प्रदर्शन ऑक्साइड निरंतर फाइबर की तैयारी के लिए नए विचार भी प्रदान करता है