Óxido de lutetiumé um material refratário promissor devido à sua alta resistência à temperatura, resistência à corrosão e baixa energia do fônon. Além disso, devido à sua natureza homogênea, nenhuma transição de fase abaixo do ponto de fusão e alta tolerância estrutural, ela desempenha um papel importante em materiais catalíticos, materiais magnéticos, vidro óptico, laser, eletrônicos, luminescência, supercondutividade e detecção de radiação de alta energia. Comparado com as formas de material tradicional,Óxido de lutetiumOs materiais de fibra exibem vantagens, como flexibilidade ultra-forte, limiar de dano a laser mais alto e largura de banda de transmissão mais ampla. Eles têm amplas perspectivas de aplicação nos campos de lasers de alta energia e materiais estruturais de alta temperatura. No entanto, o diâmetro de LongÓxido de lutetiumAs fibras obtidas pelos métodos tradicionais geralmente são maiores (> 75 μm), a flexibilidade é relativamente ruim e não houve relatos de alto desempenhoÓxido de lutetiumfibras contínuas. Por esse motivo, o professor Zhu Luyi e outros da Universidade de Shandong usaramLutetiumContendo polímeros orgânicos (PALU) como precursores, combinados com fiação a seco e processos subsequentes de tratamento térmico, para romper o gargalo de preparar fibras contínuas de óxido de lutetium flexível de alta resistência e diâmetro fino e obter preparação controlável de alta desempenhoÓxido de lutetiumfibras contínuas.
Figura 1 Processo de fiação seca de contínuaÓxido de lutetiumfibras
Este trabalho se concentra nos danos estruturais das fibras precursoras durante o processo de cerâmica. A partir da regulação da forma de decomposição do precursor, é proposto um método inovador de pré -tratamento com vapor de água assistido por pressão. Ao ajustar a temperatura do pré -tratamento para remover ligantes orgânicos na forma de moléculas, o dano à estrutura da fibra durante o processo de cerâmica é bastante evitado, garantindo assim a continuidade deÓxido de lutetiumfibras. Exibindo excelentes propriedades mecânicas. A pesquisa descobriu que, a temperaturas mais baixas de pré-tratamento, é mais provável que os precursores sofram reações de hidrólise, causando rugas de superfície nas fibras, levando a mais rachaduras na superfície das fibras cerâmicas e à pulverização direta no nível macro; Uma temperatura mais alta de pré-tratamento fará com que o precursor se cristalize diretamenteÓxido de lutetium, causando estrutura de fibra irregular, resultando em maior fragilidade de fibra e menor comprimento; Após o pré-tratamento em 145 ℃, a estrutura da fibra é densa e a superfície é relativamente lisa. Após tratamento térmico de alta temperatura, um macroscópico quase transparente contínuoÓxido de lutetiumA fibra com um diâmetro de cerca de 40 foi obtida com sucesso μ M.
Figura 2 Fotos ópticas e imagens SEM de fibras precursoras pré -processadas. Temperatura do pré -tratamento: (a, d, g) 135 ℃, (b, e, h) 145 ℃, (c, f, i) 155 ℃
Figura 3 Foto óptica de contínuoÓxido de lutetiumFibras após tratamento cerâmico. Temperatura do pré -tratamento: (a) 135 ℃, (b) 145 ℃
Figura 4: (a) espectro de DRX, (b) fotos do microscópio óptico, (c) estabilidade térmica e microestrutura de contínuaÓxido de lutetiumFibras após tratamento de alta temperatura. Temperatura do tratamento térmico: (d, g) 1100 ℃, (e, h) 1200 ℃, (f, i) 1300 ℃
Além disso, este trabalho relata pela primeira vez a resistência à tração, módulo elástico, flexibilidade e resistência à temperatura de contínuaÓxido de lutetiumfibras. A resistência à tração do filamento único é de 345.33-373.23 MPa, o módulo elástico é de 27,71-31,55 GPa e o raio de curvatura final é de 3,5 a 4,5 mm. Mesmo após o tratamento térmico em 1300 ℃, não houve diminuição significativa nas propriedades mecânicas das fibras, o que prova totalmente que a resistência à temperatura da contínuaÓxido de lutetiumAs fibras preparadas neste trabalho não são inferiores a 1300 ℃.
Figura 5 Propriedades mecânicas de contínuoÓxido de lutetiumfibras. (a) Curva de tensão-deformação, (b) resistência à tração, (c) módulo elástico, (df) raio de curvatura final. Temperatura do tratamento térmico: (d) 1100 ℃, (e) 1200 ℃, (f) 1300 ℃
Este trabalho não apenas promove a aplicação e o desenvolvimento deÓxido de lutetiumEm materiais estruturais de alta temperatura, lasers de alta energia e outros campos, mas também fornece novas idéias para a preparação de fibras contínuas de óxido de alto desempenho
Hora de postagem: Nov-09-2023