Lutecij oksidje obećavajući vatrostalni materijal zbog svoje otpornosti na visoke temperature, otpornosti na koroziju i niske fononske energije. Osim toga, zbog svoje homogene prirode, bez faznog prijelaza ispod točke taljenja i visoke strukturne tolerancije, igra važnu ulogu u katalitičkim materijalima, magnetskim materijalima, optičkom staklu, laseru, elektronici, luminiscenciji, supravodljivosti i visokoenergetskom zračenju otkrivanje. U usporedbi s tradicionalnim materijalnim oblicima,lutecij oksidvlaknasti materijali pokazuju prednosti kao što su ultra jaka fleksibilnost, viši prag laserskog oštećenja i širi prijenosni pojas. Imaju široke izglede za primjenu u područjima visokoenergetskih lasera i visokotemperaturnih strukturnih materijala. Međutim, promjer dužlutecij oksidvlakna dobivena tradicionalnim metodama često su veća (>75 μm) Fleksibilnost je relativno slaba i nije bilo izvješća o visokoj učinkovitostilutecij oksidkontinuirana vlakna. Iz tog su razloga koristili profesor Zhu Luyi i drugi sa Sveučilišta Shandonglutecijkoji sadrže organske polimere (PALu) kao prekursore, u kombinaciji sa suhim predenjem i kasnijim postupcima toplinske obrade, kako bi se probilo usko grlo pripreme fleksibilnih kontinuiranih vlakana od lutecijevog oksida visoke čvrstoće i finog promjera i postigla kontrolirana priprema visokoučinkovitihlutecij oksidkontinuirana vlakna.
Slika 1 Suhi proces predenja kontinuiranoglutecij oksidvlakna
Ovaj se rad usredotočuje na strukturna oštećenja prekursorskih vlakana tijekom keramičkog procesa. Polazeći od regulacije oblika razgradnje prekursora, predlaže se inovativna metoda predobrade vodenom parom uz pomoć tlaka. Podešavanjem temperature predobrade za uklanjanje organskih liganda u obliku molekula, uvelike se izbjegava oštećenje strukture vlakana tijekom keramičkog procesa, čime se osigurava kontinuitetlutecij oksidvlakna. Pokazuje izvrsna mehanička svojstva. Istraživanja su otkrila da će pri nižim temperaturama prije obrade prekursori vjerojatnije proći kroz reakcije hidrolize, uzrokujući površinske bore na vlaknima, što dovodi do većeg broja pukotina na površini keramičkih vlakana i izravnog usitnjavanja na makro razini; Viša temperatura predtretmana uzrokovat će izravnu kristalizaciju prekursoralutecij oksid, uzrokujući neravnomjernu strukturu vlakana, što rezultira većom lomljivošću vlakana i kraćom duljinom; Nakon predtretmana na 145 ℃, struktura vlakana je gusta, a površina je relativno glatka. Nakon toplinske obrade na visokoj temperaturi, makroskopski gotovo proziran kontinuiranlutecij oksiduspješno je dobiveno vlakno promjera oko 40 μM.
Slika 2. Optičke fotografije i SEM slike prethodno obrađenih prekursorskih vlakana. Temperatura predtretmana: (a, d, g) 135 ℃, (b, e, h) 145 ℃, (c, f, i) 155 ℃
Slika 3 Optička fotografija kontinuiranoglutecij oksidvlakna nakon keramičke obrade. Temperatura predtretmana: (a) 135 ℃, (b) 145 ℃
Slika 4: (a) XRD spektar, (b) fotografije optičkog mikroskopa, (c) toplinska stabilnost i mikrostruktura kontinuiranoglutecij oksidvlakna nakon obrade visokom temperaturom. Temperatura toplinske obrade: (d, g) 1100 ℃, (e, h) 1200 ℃, (f, i) 1300 ℃
Osim toga, ovaj rad po prvi put izvještava o vlačnoj čvrstoći, modulu elastičnosti, fleksibilnosti i temperaturnoj otpornosti kontinuiranoglutecij oksidvlakna. Vlačna čvrstoća pojedinačnog filamenta je 345,33-373,23 MPa, modul elastičnosti je 27,71-31,55 GPa, a krajnji radijus zakrivljenosti je 3,5-4,5 mm. Čak ni nakon toplinske obrade na 1300 ℃, nije došlo do značajnijeg smanjenja mehaničkih svojstava vlakana, što u potpunosti dokazuje da temperaturna otpornost kontinuiranoglutecij oksidvlakana pripremljenih u ovom radu nije niža od 1300 ℃.
Slika 5. Mehanička svojstva kontinuiranoglutecij oksidvlakna. (a) krivulja naprezanje-deformacija, (b) vlačna čvrstoća, (c) modul elastičnosti, (df) granični radijus zakrivljenosti. Temperatura toplinske obrade: (d) 1100 ℃, (e) 1200 ℃, (f) 1300 ℃
Ovaj rad ne samo da promiče primjenu i razvojlutecij oksidu visokotemperaturnim strukturnim materijalima, visokoenergetskim laserima i drugim područjima, ali također pruža nove ideje za pripremu visokoučinkovitih oksidnih kontinuiranih vlakana
Vrijeme objave: 9. studenog 2023