Չոր պտտման վրա հիմնված ճկուն բարձր ամրության լյուտետիումի օքսիդի շարունակական մանրաթելերի պատրաստում

Լյուտետիումի օքսիդխոստումնալից հրակայուն նյութ է բարձր ջերմաստիճանի դիմադրության, կոռոզիոն դիմադրության և ֆոնոնի ցածր էներգիայի շնորհիվ: Բացի այդ, իր միատարր բնույթի, հալման կետից ցածր փուլային անցման և կառուցվածքային բարձր հանդուրժողականության պատճառով այն կարևոր դեր է խաղում կատալիտիկ նյութերի, մագնիսական նյութերի, օպտիկական ապակու, լազերի, էլեկտրոնիկայի, լյումինեսցենտության, գերհաղորդականության և բարձր էներգիայի ճառագայթման մեջ: հայտնաբերում. Համեմատած ավանդական նյութական ձևերի հետ.լյուտետիումի օքսիդմանրաթելային նյութերն ունեն այնպիսի առավելություններ, ինչպիսիք են գերուժեղ ճկունությունը, լազերային վնասման ավելի բարձր շեմը և փոխանցման ավելի լայն թողունակությունը: Նրանք ունեն կիրառման լայն հեռանկարներ բարձր էներգիայի լազերների և բարձր ջերմաստիճանի կառուցվածքային նյութերի ոլորտներում: Այնուամենայնիվ, տրամագիծը երկարլյուտետիումի օքսիդԱվանդական մեթոդներով ձեռք բերված մանրաթելերը հաճախ ավելի մեծ են (>75 μ մ) Ճկունությունը համեմատաբար թույլ է, և բարձր արդյունավետության մասին հաղորդումներ չեն եղելլյուտետիումի օքսիդշարունակական մանրաթելեր: Այդ պատճառով, պրոֆեսոր Չժու Լույին և Շանդունի համալսարանի այլք օգտագործեցինլյուտեցիումպարունակում է օրգանական պոլիմերներ (PALu) որպես պրեկուրսորներ՝ զուգորդված չոր պտտման և հետագա ջերմային մշակման գործընթացների հետ՝ ճեղքելու բարձր ամրության և նուրբ տրամագծով ճկուն լյուտետիումի օքսիդի շարունակական մանրաթելերի խցանումը և հասնելու բարձր արդյունավետության վերահսկելի պատրաստմանը։լյուտետիումի օքսիդշարունակական մանրաթելեր:

Նկար 1 Շարունակական չոր պտտման գործընթացլյուտետիումի օքսիդմանրաթելեր

Այս աշխատանքը կենտրոնանում է կերամիկական գործընթացի ընթացքում պրեկուրսոր մանրաթելերի կառուցվածքային վնասի վրա: Սկսած պրեկուրսորների տարրալուծման ձևի կարգավորումից՝ առաջարկվում է ճնշման օգնությամբ ջրի գոլորշիների նախնական մշակման նորարարական մեթոդ։ Կարգավորելով նախնական մշակման ջերմաստիճանը՝ մոլեկուլների տեսքով օրգանական լիգանդները հեռացնելու համար, կերամիկական գործընթացի ընթացքում մանրաթելերի կառուցվածքի վնասը մեծապես կխուսափվի՝ դրանով իսկ ապահովելով շարունակականությունը:լյուտետիումի օքսիդմանրաթելեր. Ցույց տալով գերազանց մեխանիկական հատկություններ: Հետազոտությունը պարզել է, որ նախնական մշակման ավելի ցածր ջերմաստիճանի դեպքում պրեկուրսորները ավելի հավանական է հիդրոլիզի ռեակցիաների ենթարկվելու՝ մանրաթելերի վրա առաջացնելով մակերևութային կնճիռներ, ինչը հանգեցնում է կերամիկական մանրաթելերի մակերեսի ավելի մեծ ճաքերի և մակրո մակարդակում ուղղակի փոշիացման: Նախամշակման ավելի բարձր ջերմաստիճանը կհանգեցնի պրեկուրսորի բյուրեղացմանը անմիջապես մեջլյուտետիումի օքսիդ, առաջացնելով մանրաթելի անհավասար կառուցվածք, ինչը հանգեցնում է մանրաթելի ավելի մեծ փխրունության և ավելի կարճ երկարության; 145 ℃ ջերմաստիճանում նախնական մշակումից հետո մանրաթելային կառուցվածքը խիտ է, իսկ մակերեսը համեմատաբար հարթ: Բարձր ջերմաստիճանի ջերմային բուժումից հետո մակրոսկոպիկ գրեթե թափանցիկ շարունակականլյուտետիումի օքսիդՄոտ 40 տրամագծով մանրաթել հաջողությամբ ստացվել է μ M:

Նկար 2 Նախապես մշակված պրեկուրսոր մանրաթելերի օպտիկական լուսանկարներ և SEM պատկերներ: Նախամշակման ջերմաստիճանը՝ (a, d, g) 135 ℃, (b, e, h) 145 ℃, (c, f, i) 155 ℃

Նկար 3 Շարունակականի օպտիկական լուսանկարլյուտետիումի օքսիդմանրաթելեր կերամիկական մշակումից հետո: Նախամշակման ջերմաստիճանը՝ ա) 135 ℃, (բ) 145 ℃

Նկար 4. ա) XRD սպեկտր, (բ) օպտիկական մանրադիտակի լուսանկարներ, (գ) շարունակական ջերմային կայունություն և միկրոկառուցվածքլյուտետիումի օքսիդմանրաթելեր բարձր ջերմաստիճանի բուժումից հետո: Ջերմային մշակման ջերմաստիճանը՝ (d, g) 1100 ℃, (e, h) 1200 ℃, (f, i) 1300 ℃

Բացի այդ, այս աշխատանքում առաջին անգամ զեկուցվում է շարունակական առաձգական ուժի, առաձգական մոդուլի, ճկունության և ջերմաստիճանի դիմադրության մասին:լյուտետիումի օքսիդմանրաթելեր. Մեկ թելի առաձգական ուժը 345.33-373.23 ՄՊա է, առաձգական մոդուլը 27.71-31.55 ԳՊա է, իսկ կորության վերջնական շառավիղը 3.5-4.5 մմ է: Նույնիսկ 1300 ℃ ջերմային մշակումից հետո մանրաթելերի մեխանիկական հատկությունների էական նվազում չի եղել, ինչը լիովին ապացուցում է, որ շարունակական ջերմաստիճանի դիմադրությունըլյուտետիումի օքսիդԱյս աշխատանքում պատրաստված մանրաթելերը ոչ պակաս, քան 1300 ℃:

Նկար 5 Շարունակականի մեխանիկական հատկություններըլյուտետիումի օքսիդմանրաթելեր. ա) լարում-լարում կորը, (բ) առաձգական ուժը, (գ) առաձգական մոդուլը, (df) կորության վերջնական շառավիղը: Ջերմային մշակման ջերմաստիճանը՝ (դ) 1100 ℃, (ե) 1200 ℃, (զ) 1300 ℃

Այս աշխատանքը ոչ միայն նպաստում է կիրառմանը և զարգացմանըլյուտետիումի օքսիդբարձր ջերմաստիճանի կառուցվածքային նյութերում, բարձր էներգիայի լազերներում և այլ ոլորտներում, բայց նաև նոր գաղափարներ է տալիս բարձր արդյունավետությամբ օքսիդի շարունակական մանրաթելերի պատրաստման համար