Tlenek lutetiumjest obiecującym materiałem opornym na oporność w wysokiej temperaturze, odporność na korozję i niską energię fononową. Ponadto, ze względu na jego jednorodną naturę, brak przejścia fazowego poniżej temperatury topnienia i wysokiej tolerancji strukturalnej, odgrywa ważną rolę w materiałach katalitycznych, materiałach magnetycznych, szkła optycznym, laserze, elektronice, luminescencji, nadprzewodnictwa i wykrywaniu promieniowania o wysokiej energii. W porównaniu z tradycyjnymi formami materialnymi,Tlenek lutetiumMateriały światłowodowe wykazują zalety, takie jak ultra-długotrwała elastyczność, wyższy próg uszkodzenia laserowego i szeroka przepustowość transmisji. Mają szerokie perspektywy zastosowania w dziedzinach wysokoenergetycznych laserów i materiałów konstrukcyjnych o wysokiej temperaturze. Jednak średnica długaTlenek lutetiumWłókna uzyskane tradycyjnymi metodami są często większe (> 75 μm) Elastyczność jest stosunkowo słaba i nie było doniesień o wysokiej wydajnościTlenek lutetiumCiągłe włókna. Z tego powodu używali profesor Zhu Luyi i inni z Shandong UniversitylutetiumZawierające organiczne polimery (PALU) jako prekursory, w połączeniu z suchym spinningiem i późniejszymi procesami oczyszczania cieplnego, w celu przebicia wąskiego gardła przygotowującego o wysokiej wytrzymałości i elastycznych włókien tlenku lutetium i osiągnąć kontrolowane przygotowanie o wysokiej wydajnościTlenek lutetiumCiągłe włókna.
Rycina 1 Proces spinningu suchego ciągłegoTlenek lutetiumwłókna
Ta praca koncentruje się na uszkodzeniu strukturalnym włókien prekursorowych podczas procesu ceramicznego. Począwszy od regulacji formy dekompozycji prekursorowej, zaproponowano innowacyjną metodę wstępnej obróbki pary wodnej. Poprzez dostosowanie temperatury wstępnej w celu usunięcia organicznych ligandów w postaci cząsteczek, bardzo unikano uszkodzenia struktury włókien podczas procesu ceramicznego, zapewniając w ten sposób ciągłośćTlenek lutetiumwłókna. Wykazując doskonałe właściwości mechaniczne. Badania wykazały, że w niższych temperaturach wstępnych traktowania prekursory częściej poddawają się reakcjom hydrolizy, powodując zmarszczki powierzchniowe na włóknach, prowadząc do większej liczby pęknięć na powierzchni włókien ceramicznych i bezpośredniej pulverizacji na poziomie makro; Wyższa temperatura wstępna spowoduje krystalizowanie prekursoraTlenek lutetium, powodując nierówną strukturę włókien, powodując większą kruchość włókien i krótszą długość; Po wstępnym obróbce przy 145 ℃ struktura światłowodu jest gęsta, a powierzchnia jest stosunkowo gładka. Po obróbce cieplnej w wysokiej temperaturze makroskopowy niemal przezroczysty ciągła ciągłaTlenek lutetiumZ powodzeniem uzyskano błonnik o średnicy około 40
Rysunek 2 Zdjęcia optyczne i obrazy SEM wstępnie przetworzonych włókien prekursorowych. Temperatura obróbki: (a, d, g) 135 ℃, (b, e, h) 145 ℃, (c, f, i) 155 ℃
Rysunek 3 Optyczne zdjęcie ciągłychTlenek lutetiumWłókna po leczeniu ceramicznym. Temperatura obróbki: (a) 135 ℃, (b) 145 ℃
Rysunek 4: (a) Widmo XRD, (b) Zdjęcia mikroskopu optycznego, (c) stabilność termiczna i mikrostruktura ciągłegoTlenek lutetiumWłókna po leczeniu w wysokiej temperaturze. Temperatura obróbki cieplnej: (d, g) 1100 ℃, (e, h) 1200 ℃, (f, i) 1300 ℃
Ponadto praca ta po raz pierwszy podaje wytrzymałość na rozciąganie, moduł sprężysty, elastyczność i odporność na temperaturę ciągłegoTlenek lutetiumwłókna. Wytrzymałość na rozciąganie pojedynczego filamentu wynosi 345,33-373.23 MPa, moduł sprężystości wynosi 27,71-31,55 GPa, a ostateczny promień krzywizny wynosi 3,5-4,5 mm. Nawet po obróbce cieplnej w 1300 ℃ nie stwierdzono znaczącego spadku właściwości mechanicznych włókien, co w pełni dowodzi, że odporność na temperaturę ciągłegoTlenek lutetiumWłókna przygotowane w tej pracy są nie mniejsze niż 1300 ℃.
Rysunek 5 Właściwości mechaniczne ciągłychTlenek lutetiumwłókna. (a) krzywa naprężenia-odkształcenia, (b) wytrzymałość na rozciąganie, (c) moduł sprężysty, (df) ostateczny promień krzywizny. Temperatura obróbki cieplnej: (d) 1100 ℃, (e) 1200 ℃, (f) 1300 ℃
Ta praca nie tylko promuje zastosowanie i rozwójTlenek lutetiumW materiałach strukturalnych o wysokiej temperaturze, wysokoenergetycznych laserach i innych dziedzinach, ale także zapewnia nowe pomysły na przygotowanie wysokowydajnych włókien tlenkowych
Czas po: 09-2023