ಡ್ರೈ ಸ್ಪಿನ್ನಿಂಗ್ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಲುಟೆಟಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ನಿರಂತರ ಫೈಬರ್ಗಳ ತಯಾರಿಕೆ

ಲುಟೆಟಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಪ್ರತಿರೋಧ, ತುಕ್ಕು ನಿರೋಧಕತೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಫೋನಾನ್ ಶಕ್ತಿಯ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ಇದು ಭರವಸೆಯ ವಕ್ರೀಕಾರಕ ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಯಲ್ಲಿ, ಅದರ ಏಕರೂಪದ ಸ್ವಭಾವದಿಂದಾಗಿ, ಕರಗುವ ಬಿಂದುವಿನ ಕೆಳಗೆ ಯಾವುದೇ ಹಂತದ ಪರಿವರ್ತನೆಯಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ರಚನಾತ್ಮಕ ಸಹಿಷ್ಣುತೆ, ವೇಗವರ್ಧಕ ವಸ್ತುಗಳು, ಕಾಂತೀಯ ವಸ್ತುಗಳು, ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಗ್ಲಾಸ್, ಲೇಸರ್, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್, ಪ್ರಕಾಶಮಾನತೆ, ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ವಿಕಿರಣಗಳಲ್ಲಿ ಇದು ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಪತ್ತೆ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ವಸ್ತು ರೂಪಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ,ಲುಟೇಟಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ಫೈಬರ್ ವಸ್ತುಗಳು ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಸ್ಟ್ರಾಂಗ್ ನಮ್ಯತೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಲೇಸರ್ ಹಾನಿ ಮಿತಿ ಮತ್ತು ವಿಶಾಲವಾದ ಪ್ರಸರಣ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್‌ನಂತಹ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ. ಅವರು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ರಚನಾತ್ಮಕ ವಸ್ತುಗಳ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾದ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ನಿರೀಕ್ಷೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದಾರೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಉದ್ದದ ವ್ಯಾಸಲುಟೇಟಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ವಿಧಾನಗಳಿಂದ ಪಡೆದ ಫೈಬರ್‌ಗಳು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ದೊಡ್ಡದಾಗಿರುತ್ತವೆ (>75 μm) ನಮ್ಯತೆಯು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಳಪೆಯಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಯಾವುದೇ ವರದಿಗಳಿಲ್ಲಲುಟೇಟಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ನಿರಂತರ ಫೈಬರ್ಗಳು. ಈ ಕಾರಣಕ್ಕಾಗಿ, ಶಾಂಡೊಂಗ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಝು ಲುಯಿ ಮತ್ತು ಇತರರು ಬಳಸಿದರುಲುಟೇಟಿಯಮ್ಸಾವಯವ ಪಾಲಿಮರ್‌ಗಳನ್ನು (PALu) ಪೂರ್ವಗಾಮಿಗಳಾಗಿ, ಒಣ ನೂಲುವ ಮತ್ತು ನಂತರದ ಶಾಖ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು ಸೂಕ್ಷ್ಮ-ವ್ಯಾಸದ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ಲುಟೆಟಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ನಿರಂತರ ಫೈಬರ್‌ಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸುವ ಅಡಚಣೆಯನ್ನು ಭೇದಿಸಲು ಮತ್ತು ಉನ್ನತ-ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದಾದ ತಯಾರಿಕೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲುಲುಟೇಟಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ನಿರಂತರ ಫೈಬರ್ಗಳು.

ಚಿತ್ರ 1 ನಿರಂತರ ಡ್ರೈ ಸ್ಪಿನ್ನಿಂಗ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಲುಟೇಟಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ಫೈಬರ್ಗಳು

ಈ ಕೆಲಸವು ಸೆರಾಮಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಪೂರ್ವಗಾಮಿ ಫೈಬರ್ಗಳ ರಚನಾತ್ಮಕ ಹಾನಿಯ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತದೆ. ಪೂರ್ವಗಾಮಿ ವಿಭಜನೆಯ ರೂಪದ ನಿಯಂತ್ರಣದಿಂದ ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿ, ಒತ್ತಡದ ನೆರವಿನ ನೀರಿನ ಆವಿಯ ಪೂರ್ವಭಾವಿ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯ ನವೀನ ವಿಧಾನವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ಅಣುಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಸಾವಯವ ಲಿಗಂಡ್‌ಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಪೂರ್ವಭಾವಿ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಸೆರಾಮಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಫೈಬರ್ ರಚನೆಗೆ ಹಾನಿಯಾಗುವುದನ್ನು ಬಹಳವಾಗಿ ತಪ್ಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ನಿರಂತರತೆಯನ್ನು ಖಾತ್ರಿಪಡಿಸುತ್ತದೆಲುಟೇಟಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ಫೈಬರ್ಗಳು. ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ. ಕಡಿಮೆ ಪೂರ್ವ-ಚಿಕಿತ್ಸೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ, ಪೂರ್ವಗಾಮಿಗಳು ಜಲವಿಚ್ಛೇದನದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಒಳಗಾಗುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯಿದೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧನೆ ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದೆ, ಇದು ಫೈಬರ್ಗಳ ಮೇಲೆ ಮೇಲ್ಮೈ ಸುಕ್ಕುಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಸೆರಾಮಿಕ್ ಫೈಬರ್ಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಬಿರುಕುಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮ್ಯಾಕ್ರೋ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ನೇರವಾದ ಪುಡಿಮಾಡುವಿಕೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ; ಹೆಚ್ಚಿನ ಪೂರ್ವ-ಚಿಕಿತ್ಸೆ ತಾಪಮಾನವು ಪೂರ್ವಗಾಮಿ ನೇರವಾಗಿ ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣಗೊಳ್ಳಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆಲುಟೇಟಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್, ಅಸಮವಾದ ನಾರಿನ ರಚನೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಫೈಬರ್ ಸುಲಭವಾಗಿ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಉದ್ದವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ; 145 ℃ ನಲ್ಲಿ ಪೂರ್ವ-ಚಿಕಿತ್ಸೆಯ ನಂತರ, ಫೈಬರ್ ರಚನೆಯು ದಟ್ಟವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಮೃದುವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಶಾಖ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯ ನಂತರ, ಮ್ಯಾಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಕ್ ಬಹುತೇಕ ಪಾರದರ್ಶಕ ನಿರಂತರವಾಗಿರುತ್ತದೆಲುಟೇಟಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ಸುಮಾರು 40 ವ್ಯಾಸವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಫೈಬರ್ ಅನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ μM ಪಡೆಯಲಾಗಿದೆ.

ಚಿತ್ರ 2 ಪೂರ್ವಸಂಸ್ಕರಿಸಿದ ಪೂರ್ವಗಾಮಿ ಫೈಬರ್‌ಗಳ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೋಟೋಗಳು ಮತ್ತು SEM ಚಿತ್ರಗಳು. ಪೂರ್ವಭಾವಿ ತಾಪಮಾನ: (a, d, g) 135 ℃, (b, e, h) 145 ℃, (c, f, i) 155 ℃

ಚಿತ್ರ 3 ನಿರಂತರ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೋಟೋಲುಟೇಟಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ಸೆರಾಮಿಕ್ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯ ನಂತರ ಫೈಬರ್ಗಳು. ಪೂರ್ವಭಾವಿ ತಾಪಮಾನ: (a) 135 ℃, (b) 145 ℃

ಚಿತ್ರ 4: (a) XRD ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್, (b) ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ ಫೋಟೋಗಳು, (c) ಥರ್ಮಲ್ ಸ್ಟೆಬಿಲಿಟಿ ಮತ್ತು ಮೈಕ್ರೊಸ್ಟ್ರಕ್ಚರ್ಲುಟೇಟಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯ ನಂತರ ಫೈಬರ್ಗಳು. ಶಾಖ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯ ತಾಪಮಾನ: (d, g) 1100 ℃, (e, h) 1200 ℃, (f, i) 1300 ℃

ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಈ ಕೆಲಸವು ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ಕರ್ಷಕ ಶಕ್ತಿ, ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್, ನಮ್ಯತೆ ಮತ್ತು ನಿರಂತರ ತಾಪಮಾನದ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ವರದಿ ಮಾಡುತ್ತದೆಲುಟೇಟಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ಫೈಬರ್ಗಳು. ಏಕ ತಂತು ಕರ್ಷಕ ಶಕ್ತಿ 345.33-373.23 MPa, ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ 27.71-31.55 GPa, ಮತ್ತು ಅಂತಿಮ ವಕ್ರತೆಯ ತ್ರಿಜ್ಯವು 3.5-4.5 mm. 1300 ℃ ಶಾಖ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯ ನಂತರವೂ, ಫೈಬರ್ಗಳ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ಇಳಿಕೆ ಕಂಡುಬಂದಿಲ್ಲ, ಇದು ನಿರಂತರ ತಾಪಮಾನದ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಸಾಬೀತುಪಡಿಸುತ್ತದೆ.ಲುಟೇಟಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ಈ ಕೆಲಸದಲ್ಲಿ ತಯಾರಾದ ಫೈಬರ್ಗಳು 1300 ℃ ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿಲ್ಲ.

ಚಿತ್ರ 5 ನಿರಂತರ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳುಲುಟೇಟಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ಫೈಬರ್ಗಳು. (ಎ) ಸ್ಟ್ರೆಸ್-ಸ್ಟ್ರೈನ್ ಕರ್ವ್, (ಬಿ) ಕರ್ಷಕ ಶಕ್ತಿ, (ಸಿ) ಎಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್, (ಡಿಎಫ್) ಅಂತಿಮ ವಕ್ರತೆಯ ತ್ರಿಜ್ಯ. ಶಾಖ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯ ತಾಪಮಾನ: (d) 1100 ℃, (e) 1200 ℃, (f) 1300 ℃

ಈ ಕೆಲಸವು ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆಲುಟೇಟಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ರಚನಾತ್ಮಕ ವಸ್ತುಗಳು, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ, ಆದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಆಕ್ಸೈಡ್ ನಿರಂತರ ಫೈಬರ್‌ಗಳ ತಯಾರಿಕೆಗೆ ಹೊಸ ಆಲೋಚನೆಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ