Oxid lutécnatýje sľubný žiaruvzdorný materiál vďaka svojej odolnosti voči vysokej teplote, odolnosti voči korózii a nízkej fonónovej energii. Okrem toho, vďaka svojej homogénnej povahe, bez fázového prechodu pod bodom topenia a vysokej štrukturálnej tolerancii, hrá dôležitú úlohu v katalytických materiáloch, magnetických materiáloch, optickom skle, laseri, elektronike, luminiscencii, supravodivosti a vysokoenergetickom žiarení. detekcia. V porovnaní s tradičnými materiálovými formamioxid lutetnývláknité materiály vykazujú výhody, ako je ultra silná flexibilita, vyšší prah poškodenia laserom a väčšia šírka prenosového pásma. Majú široké uplatnenie v oblasti vysokoenergetických laserov a vysokoteplotných konštrukčných materiálov. Avšak priemer dlhýoxid lutetnývlákna získané tradičnými metódami sú často väčšie (>75 μm) Flexibilita je relatívne nízka a neboli zaznamenané žiadne správy o vysokom výkoneoxid lutetnýkontinuálne vlákna. Z tohto dôvodu profesor Zhu Luyi a ďalší z univerzity Shandong použililutéciumobsahujúce organické polyméry (PALu) ako prekurzory v kombinácii so suchým zvlákňovaním a následnými procesmi tepelného spracovania na prelomenie prekážok pri príprave vysoko pevných a jemných flexibilných nekonečných vlákien z oxidu lutétého a na dosiahnutie kontrolovateľnej prípravy vysoko výkonnýchoxid lutetnýkontinuálne vlákna.
Obrázok 1 Proces kontinuálneho pradenia za suchaoxid lutetnývlákna
Táto práca sa zameriava na štrukturálne poškodenie prekurzorových vlákien počas keramického procesu. Vychádzajúc z regulácie formy rozkladu prekurzorov je navrhnutý inovatívny spôsob tlakovej predúpravy vodnej pary. Nastavením teploty predbežnej úpravy na odstránenie organických ligandov vo forme molekúl sa výrazne zabráni poškodeniu štruktúry vlákna počas keramického procesu, čím sa zabezpečí kontinuitaoxid lutetnývlákna. Vykazuje vynikajúce mechanické vlastnosti. Výskum zistil, že pri nižších teplotách predbežnej úpravy prekurzory s väčšou pravdepodobnosťou podliehajú hydrolytickým reakciám, ktoré spôsobujú povrchové zvrásnenie vlákien, čo vedie k väčšiemu počtu prasklín na povrchu keramických vlákien a priamemu rozdrveniu na makro úrovni; Vyššia teplota predbežnej úpravy spôsobí, že prekurzor kryštalizuje priamo dooxid lutetnýčo spôsobuje nerovnomernú štruktúru vlákna, čo vedie k väčšej krehkosti vlákna a kratšej dĺžke; Po predbežnej úprave pri 145 ℃ je štruktúra vlákna hustá a povrch je relatívne hladký. Po vysokoteplotnom tepelnom spracovaní makroskopický takmer priehľadný súvislýoxid lutetnývlákno s priemerom asi 40 bolo úspešne získané μ M.
Obrázok 2 Optické fotografie a snímky SEM predspracovaných prekurzorových vlákien. Teplota predúpravy: (a, d, g) 135 ℃, (b, e, h) 145 ℃, (c, f, i) 155 ℃
Obrázok 3 Optická fotografia súvisléhooxid lutetnývlákna po keramickej úprave. Teplota predbežnej úpravy: (a) 135 ℃, (b) 145 ℃
Obrázok 4: (a) XRD spektrum, (b) fotografie z optického mikroskopu, (c) tepelná stabilita a mikroštruktúra spojitýchoxid lutetnývlákna po vysokoteplotnej úprave. Teplota tepelného spracovania: (d, g) 1100 ℃, (e, h) 1200 ℃, (f, i) 1300 ℃
Okrem toho táto práca po prvýkrát uvádza pevnosť v ťahu, modul pružnosti, pružnosť a teplotnú odolnosť kontinuálnehooxid lutetnývlákna. Pevnosť v ťahu jedného vlákna je 345,33-373,23 MPa, modul pružnosti je 27,71-31,55 GPa a konečný polomer zakrivenia je 3,5-4,5 mm. Ani po tepelnom spracovaní pri 1300 ℃ nedošlo k výraznému zníženiu mechanických vlastností vlákien, čo plne dokazuje, že teplotná odolnosť kontinuálnehooxid lutetnývlákna pripravené v tejto práci nie sú menšie ako 1300 ℃.
Obrázok 5 Mechanické vlastnosti spojitéhooxid lutetnývlákna. (a) Krivka napätie-deformácia, (b) pevnosť v ťahu, (c) modul pružnosti, (df) konečný polomer zakrivenia. Teplota tepelného spracovania: (d) 1100 ℃, (e) 1200 ℃, (f) 1300 ℃
Táto práca nielen podporuje aplikáciu a vývojoxid lutetnývo vysokoteplotných konštrukčných materiáloch, vysokoenergetických laseroch a iných oblastiach, ale poskytuje aj nové nápady na prípravu vysokovýkonných oxidových kontinuálnych vlákien
Čas uverejnenia: 9. novembra 2023