कोरड्या कताईवर आधारित लवचिक उच्च सामर्थ्य ल्यूटियम ऑक्साईड सतत तंतू तयार करणे

ल्यूटियम ऑक्साईडउच्च तापमान प्रतिकार, गंज प्रतिकार आणि कमी फोनॉन उर्जेमुळे एक आशादायक रेफ्रेक्टरी सामग्री आहे. याव्यतिरिक्त, त्याच्या एकसंध स्वभावामुळे, वितळण्याच्या बिंदूच्या खाली कोणतेही टप्पा संक्रमण आणि उच्च स्ट्रक्चरल सहिष्णुता, हे उत्प्रेरक साहित्य, चुंबकीय साहित्य, ऑप्टिकल ग्लास, लेसर, इलेक्ट्रॉनिक्स, ल्युमिनेसेन्स, सुपरकंडक्टिव्हिटी आणि उच्च-उर्जा रेडिएशन शोधण्यात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. पारंपारिक सामग्रीच्या तुलनेत,ल्यूटियम ऑक्साईडफायबर मटेरियल अल्ट्रा-स्ट्रॉंग लवचिकता, उच्च लेसर नुकसान थ्रेशोल्ड आणि विस्तीर्ण ट्रान्समिशन बँडविड्थ यासारखे फायदे दर्शविते. त्यांच्याकडे उच्च-उर्जा लेसर आणि उच्च-तापमान स्ट्रक्चरल सामग्रीच्या क्षेत्रात विस्तृत अनुप्रयोगांची शक्यता आहे. तथापि, लांब व्यासल्यूटियम ऑक्साईडपारंपारिक पद्धतींद्वारे प्राप्त केलेले तंतू बर्‍याचदा मोठे असतात (> 75 μ मी) लवचिकता तुलनेने खराब असते आणि उच्च-कार्यक्षमतेचे कोणतेही अहवाल नाहीतल्यूटियम ऑक्साईडसतत तंतू. या कारणास्तव, शेंडोंग विद्यापीठातील प्रोफेसर झू लुई आणि इतर वापरलेLutetiumउच्च-शक्ती आणि बारीक-व्यासाच्या लवचिक ल्यूटियम ऑक्साईड सतत तंतूंची तयारी करण्याच्या अडथळ्यांमधून तोडण्यासाठी आणि उच्च-कार्यक्षमतेची नियंत्रित तयारी साध्य करण्यासाठी, कोरड्या कताई आणि त्यानंतरच्या उष्णता उपचार प्रक्रियेसह एकत्रित सेंद्रिय पॉलिमर (पीएएलयू)ल्यूटियम ऑक्साईडसतत तंतू.

आकृती 1 सतत कोरडी कताई प्रक्रियाल्यूटियम ऑक्साईडतंतू

हे काम सिरेमिक प्रक्रियेदरम्यान पूर्ववर्ती तंतूंच्या स्ट्रक्चरल नुकसानीवर केंद्रित आहे. पूर्ववर्ती विघटन फॉर्मच्या नियमनापासून प्रारंभ करून, दबाव सहाय्य केलेल्या पाण्याच्या वाष्प प्रीट्रेटमेंटची एक नाविन्यपूर्ण पद्धत प्रस्तावित आहे. रेणूंच्या स्वरूपात सेंद्रिय लिगँड्स काढून टाकण्यासाठी प्रीट्रेटमेंट तापमान समायोजित करून, सिरेमिक प्रक्रियेदरम्यान फायबर संरचनेचे नुकसान मोठ्या प्रमाणात टाळले जाते, ज्यामुळे सातत्य सुनिश्चित होतेल्यूटियम ऑक्साईडतंतू. उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्मांचे प्रदर्शन. संशोधनात असे दिसून आले आहे की प्री-ट्रीटमेंट तापमानात, पूर्ववर्तींना हायड्रॉलिसिसच्या प्रतिक्रियांची शक्यता असते, ज्यामुळे तंतूंवर पृष्ठभागाच्या सुरकुत्या उद्भवतात, ज्यामुळे सिरेमिक तंतूंच्या पृष्ठभागावर अधिक क्रॅक होतात आणि मॅक्रो स्तरावर थेट पल्व्हरायझेशन होते; प्री-ट्रीटमेंटचे उच्च तापमान पूर्ववर्ती थेट मध्ये स्फटिकासारखे बनवतेल्यूटियम ऑक्साईड, असमान फायबर स्ट्रक्चर कारणीभूत ठरते, परिणामी फायबर ब्रिटलिटी आणि लहान लांबी अधिक होते; 145 at वर प्री-ट्रीटमेंट नंतर, फायबरची रचना दाट आहे आणि पृष्ठभाग तुलनेने गुळगुळीत आहे. उच्च-तापमान उष्णता उपचारानंतर, एक मॅक्रोस्कोपिक जवळजवळ पारदर्शक सततल्यूटियम ऑक्साईडसुमारे 40 व्यासासह फायबर यशस्वीरित्या प्राप्त झाला μ मी.

आकृती 2 ऑप्टिकल फोटो आणि प्रीप्रोसेस्ड पूर्ववर्ती तंतूंच्या एसईएम प्रतिमा. प्रीट्रेटमेंट तापमान: (ए, डी, जी) 135 ℃, (बी, ई, एच) 145 ℃, (सी, एफ, आय) 155 ℃

आकृती 3 सतत ऑप्टिकल फोटोल्यूटियम ऑक्साईडसिरेमिक उपचारानंतर तंतू. प्रीट्रेटमेंट तापमान: (अ) 135 ℃, (बी) 145 ℃

आकृती 4: (अ) एक्सआरडी स्पेक्ट्रम, (बी) ऑप्टिकल मायक्रोस्कोप फोटो, (सी) थर्मल स्थिरता आणि सतत मायक्रोस्ट्रक्चरल्यूटियम ऑक्साईडउच्च-तापमान उपचारानंतर तंतू. उष्णता उपचाराचे तापमान: (डी, जी) 1100 ℃, (ई, एच) 1200 ℃, (एफ, आय) 1300 ℃

याव्यतिरिक्त, हे कार्य प्रथमच टेन्सिल सामर्थ्य, लवचिक मॉड्यूलस, लवचिकता आणि सतत तापमान प्रतिकार करतेल्यूटियम ऑक्साईडतंतू. एकल फिलामेंट टेन्सिल सामर्थ्य 345.33-373.23 एमपीए आहे, लवचिक मॉड्यूलस 27.71-31.55 जीपीए आहे आणि अंतिम वक्रता त्रिज्या 3.5-4.5 मिमी आहे. १00०० at वर उष्णता उपचारानंतरही तंतूंच्या यांत्रिक गुणधर्मांमध्ये लक्षणीय घट झाली नाही, जे सतत सिद्ध करते की सतत तापमान प्रतिकारल्यूटियम ऑक्साईडया कामात तयार केलेले तंतू 1300 पेक्षा कमी नाहीत.

आकृती 5 सतत यांत्रिक गुणधर्मल्यूटियम ऑक्साईडतंतू. (अ) तणाव-तणाव वक्र, (बी) टेन्सिल सामर्थ्य, (सी) लवचिक मॉड्यूलस, (डीएफ) अंतिम वक्रता त्रिज्या. उष्णता उपचाराचे तापमान: (डी) 1100 ℃, (ई) 1200 ℃, (एफ) 1300 ℃

हे कार्य केवळ अनुप्रयोग आणि विकासास प्रोत्साहन देत नाहील्यूटियम ऑक्साईडउच्च-तापमान स्ट्रक्चरल सामग्री, उच्च-उर्जा लेसर आणि इतर क्षेत्रांमध्ये, परंतु उच्च-कार्यक्षमता ऑक्साईड सतत तंतू तयार करण्यासाठी नवीन कल्पना देखील प्रदान करते