Lutetiumoxideis een veelbelovend vuurvast materiaal vanwege zijn hoge temperatuurbestendigheid, corrosieweerstand en lage fononenergie. Bovendien speelt het vanwege zijn homogene aard, geen faseovergang onder het smeltpunt en hoge structurele tolerantie een belangrijke rol in katalytische materialen, magnetische materialen, optisch glas, laser, elektronica, luminescentie, supergeleiding en hoogenergetische straling. detectie. Vergeleken met traditionele materiële vormen,lutetiumoxidevezelmaterialen vertonen voordelen zoals ultrasterke flexibiliteit, hogere laserschadedrempel en grotere transmissiebandbreedte. Ze hebben brede toepassingsmogelijkheden op het gebied van hoogenergetische lasers en structurele materialen voor hoge temperaturen. Echter, de diameter van langlutetiumoxidevezels verkregen met traditionele methoden zijn vaak groter (>75 μm) De flexibiliteit is relatief slecht en er zijn geen meldingen van hoge prestatieslutetiumoxidedoorlopende vezels. Om deze reden gebruikten professor Zhu Luyi en anderen van de Shandong Universiteitlutetiummet organische polymeren (PALu) als voorlopers, gecombineerd met droogspinnen en daaropvolgende warmtebehandelingsprocessen, om het knelpunt van de bereiding van flexibele lutetiumoxide continue vezels met hoge sterkte en fijne diameter te doorbreken en een controleerbare bereiding van hoogwaardigelutetiumoxidedoorlopende vezels.
Figuur 1 Droogspinproces van continulutetiumoxidevezels
Dit werk richt zich op de structurele schade van precursorvezels tijdens het keramische proces. Vertrekkend van de regulering van de ontledingsvorm van precursoren, wordt een innovatieve methode van drukondersteunde voorbehandeling van waterdamp voorgesteld. Door de voorbehandelingstemperatuur aan te passen om organische liganden in de vorm van moleculen te verwijderen, wordt de schade aan de vezelstructuur tijdens het keramische proces grotendeels vermeden, waardoor de continuïteit van het proces wordt gewaarborgd.lutetiumoxidevezels. Vertoont uitstekende mechanische eigenschappen. Uit onderzoek is gebleken dat bij lagere voorbehandelingstemperaturen de kans groter is dat precursoren hydrolysereacties ondergaan, waardoor oppervlakterimpels op de vezels ontstaan, wat leidt tot meer scheuren in het oppervlak van keramische vezels en directe verpulvering op macroniveau; Een hogere voorbehandelingstemperatuur zal ervoor zorgen dat de precursor direct in kristalliseertlutetiumoxidewaardoor een ongelijkmatige vezelstructuur ontstaat, wat resulteert in een grotere brosheid van de vezels en een kortere lengte; Na voorbehandeling bij 145 ℃ is de vezelstructuur dicht en is het oppervlak relatief glad. Na hittebehandeling bij hoge temperatuur wordt een macroscopisch bijna transparant continulutetiumoxidevezel met een diameter van ongeveer 40 werd met succes verkregen μM.
Figuur 2 Optische foto's en SEM-afbeeldingen van voorbewerkte precursorvezels. Voorbehandelingstemperatuur: (a, d, g) 135 ℃, (b, e, h) 145 ℃, (c, f, i) 155 ℃
Figuur 3 Optische foto van continulutetiumoxidevezels na keramische behandeling. Voorbehandelingstemperatuur: (a) 135 ℃, (b) 145 ℃
Figuur 4: (a) XRD-spectrum, (b) optische microscoopfoto's, (c) thermische stabiliteit en microstructuur van continulutetiumoxidevezels na behandeling bij hoge temperatuur. Warmtebehandelingstemperatuur: (d, g) 1100 ℃, (e, h) 1200 ℃, (f, i) 1300 ℃
Bovendien rapporteert dit werk voor het eerst de treksterkte, elastische modulus, flexibiliteit en temperatuurbestendigheid van continuelutetiumoxidevezels. De treksterkte van het enkele filament is 345,33-373,23 MPa, de elastische modulus is 27,71-31,55 GPa en de uiteindelijke kromtestraal is 3,5-4,5 mm. Zelfs na een warmtebehandeling bij 1300 ℃ was er geen significante afname van de mechanische eigenschappen van de vezels, wat volledig bewijst dat de temperatuurbestendigheid van de continuelutetiumoxidevezels bereid in dit werk is niet minder dan 1300 ℃.
Figuur 5 Mechanische eigenschappen van continulutetiumoxidevezels. (a) Spannings-rekcurve, (b) treksterkte, (c) elastische modulus, (df) ultieme kromtestraal. Warmtebehandelingstemperatuur: (d) 1100 ℃, (e) 1200 ℃, (f) 1300 ℃
Dit werk bevordert niet alleen de toepassing en ontwikkeling vanlutetiumoxidein structurele materialen voor hoge temperaturen, hoogenergetische lasers en andere gebieden, maar biedt ook nieuwe ideeën voor de bereiding van hoogwaardige continue oxidevezels
Posttijd: 09-nov-2023