Lutetium oksidaadalah bahan tahan api yang menjanjikan karena ketahanan suhu tinggi, ketahanan korosi, dan energi fonon yang rendah. Selain itu, karena sifatnya yang homogen, tidak ada transisi fase di bawah titik leleh, dan toleransi struktur yang tinggi, ia memainkan peran penting dalam bahan katalitik, bahan magnetik, kaca optik, laser, elektronik, pendaran, superkonduktivitas, dan radiasi energi tinggi. deteksi. Dibandingkan dengan bentuk material tradisional,lutetium oksidabahan serat menunjukkan keunggulan seperti fleksibilitas yang sangat kuat, ambang kerusakan laser yang lebih tinggi, dan bandwidth transmisi yang lebih luas. Mereka memiliki prospek penerapan yang luas di bidang laser berenergi tinggi dan material struktur bersuhu tinggi. Namun diameternya panjanglutetium oksidaserat yang diperoleh dengan metode tradisional seringkali lebih besar (>75 μm) Fleksibilitasnya relatif buruk, dan belum ada laporan mengenai kinerja tinggilutetium oksidaserat yang kontinyu. Untuk alasan ini, Profesor Zhu Luyi dan lainnya dari Universitas Shandong menggunakannyalutetiummengandung polimer organik (PALu) sebagai prekursor, dikombinasikan dengan pemintalan kering dan proses perlakuan panas berikutnya, untuk menerobos hambatan dalam pembuatan serat kontinu lutetium oksida fleksibel berkekuatan tinggi dan berdiameter halus, dan mencapai persiapan yang terkendali dari serat kontinu berkinerja tinggilutetium oksidaserat yang kontinyu.
Gambar 1 Proses pemintalan kering kontinyulutetium oksidaserat
Karya ini berfokus pada kerusakan struktural serat prekursor selama proses keramik. Dimulai dari pengaturan bentuk dekomposisi prekursor, diusulkan metode inovatif pretreatment uap air berbantuan tekanan. Dengan mengatur suhu pretreatment untuk menghilangkan ligan organik dalam bentuk molekul, kerusakan struktur serat selama proses keramik dapat dihindari, sehingga menjamin kelangsunganlutetium oksidaserat. Menunjukkan sifat mekanik yang sangat baik. Penelitian telah menemukan bahwa pada suhu pra-perawatan yang lebih rendah, prekursor lebih mungkin mengalami reaksi hidrolisis, menyebabkan kerutan permukaan pada serat, menyebabkan lebih banyak retakan pada permukaan serat keramik dan penghancuran langsung pada tingkat makro; Suhu pra-perlakuan yang lebih tinggi akan menyebabkan prekursor langsung mengkristallutetium oksida, menyebabkan struktur serat tidak rata, mengakibatkan kerapuhan serat lebih besar dan panjangnya lebih pendek; Setelah perlakuan awal pada suhu 145 ℃, struktur serat menjadi padat dan permukaan relatif halus. Setelah perlakuan panas suhu tinggi, makroskopis hampir transparan terus meneruslutetium oksidaserat dengan diameter sekitar 40 berhasil diperoleh μM.
Gambar 2 Foto optik dan gambar SEM dari serat prekursor yang telah diproses sebelumnya. Suhu pra-perlakuan: (a, d, g) 135 ℃, (b, e, h) 145 ℃, (c, f, i) 155 ℃
Gambar 3 Foto optik kontinyulutetium oksidaserat setelah perawatan keramik. Suhu pra-perawatan: (a) 135 ℃, (b) 145 ℃
Gambar 4: (a) Spektrum XRD, (b) foto mikroskop optik, (c) stabilitas termal dan struktur mikro kontinulutetium oksidaserat setelah perlakuan suhu tinggi. Suhu perlakuan panas: (d, g) 1100 ℃, (e, h) 1200 ℃, (f, i) 1300 ℃
Selain itu, pekerjaan ini untuk pertama kalinya melaporkan kekuatan tarik, modulus elastisitas, fleksibilitas, dan ketahanan suhu secara kontinulutetium oksidaserat. Kuat tarik filamen tunggal 345,33-373,23 MPa, modulus elastisitas 27,71-31,55 GPa, dan jari-jari kelengkungan ultimit 3,5-4,5 mm. Bahkan setelah perlakuan panas pada 1300 ℃, tidak ada penurunan yang signifikan pada sifat mekanik serat, yang sepenuhnya membuktikan bahwa ketahanan suhu serat kontinulutetium oksidaserat yang disiapkan dalam pekerjaan ini tidak kurang dari 1300 ℃.
Gambar 5 Sifat mekanik kontinyulutetium oksidaserat. (a) Kurva tegangan-regangan, (b) kuat tarik, (c) modulus elastisitas, (df) jari-jari kelengkungan ultimit. Suhu perlakuan panas: (d) 1100 ℃, (e) 1200 ℃, (f) 1300 ℃
Pekerjaan ini tidak hanya mempromosikan penerapan dan pengembanganlutetium oksidadalam bahan struktur bersuhu tinggi, laser berenergi tinggi, dan bidang lainnya, tetapi juga memberikan ide-ide baru untuk pembuatan serat kontinu oksida berkinerja tinggi
Waktu posting: 09-November-2023