Lutetijev oksidje obetaven ognjevarni material zaradi visoke temperaturne odpornosti, odpornosti proti koroziji in nizke fononske energije. Poleg tega ima zaradi svoje homogene narave, brez faznega prehoda pod tališčem in visoke strukturne tolerance pomembno vlogo pri katalitičnih materialih, magnetnih materialih, optičnem steklu, laserju, elektroniki, luminiscenci, superprevodnosti in visokoenergetskem sevanju odkrivanje. V primerjavi s tradicionalnimi materialnimi oblikami,lutetijev oksidvlakneni materiali izkazujejo prednosti, kot so izjemno močna fleksibilnost, višji prag laserske poškodbe in širša pasovna širina prenosa. Imajo široke možnosti uporabe na področju visokoenergijskih laserjev in visokotemperaturnih strukturnih materialov. Vendar pa je premer dolglutetijev oksidvlakna, pridobljena s tradicionalnimi metodami, so pogosto večja (>75 μm) Fleksibilnost je razmeroma slaba in ni poročil o visoki zmogljivostilutetijev oksidneprekinjena vlakna. Iz tega razloga so profesor Zhu Luyi in drugi z univerze Shandong uporabililutecijki vsebujejo organske polimere (PALu) kot predhodnike, v kombinaciji s suhim predenjem in kasnejšimi postopki toplotne obdelave, da se prebije skozi ozko grlo priprave fleksibilnih neprekinjenih vlaken iz lutecijevega oksida visoke trdnosti in finega premera ter doseže nadzorovano pripravo visoko zmogljivihlutetijev oksidneprekinjena vlakna.
Slika 1 Neprekinjen postopek suhega predenjalutetijev oksidvlakna
To delo se osredotoča na strukturne poškodbe prekurzorskih vlaken med postopkom keramike. Izhajajoč iz regulacije oblike razgradnje prekurzorja, je predlagana inovativna metoda tlačne predobdelave z vodno paro. S prilagoditvijo temperature predobdelave za odstranitev organskih ligandov v obliki molekul se v veliki meri izognemo poškodbam strukture vlaken med postopkom keramike, s čimer se zagotovi kontinuitetalutetijev oksidvlakna. Izkazuje odlične mehanske lastnosti. Raziskave so pokazale, da je pri nižjih temperaturah pred obdelavo večja verjetnost, da bodo prekurzorji podvrženi reakcijam hidrolize, kar bo povzročilo površinske gube na vlaknih, kar bo povzročilo več razpok na površini keramičnih vlaken in neposredno drobljenje v prah na makroravni; Višja temperatura pred obdelavo bo povzročila neposredno kristalizacijo prekurzorjalutetijev oksid, kar povzroča neenakomerno strukturo vlaken, kar povzroči večjo krhkost vlaken in krajšo dolžino; Po predobdelavi pri 145 ℃ je struktura vlaken gosta in površina razmeroma gladka. Po visokotemperaturni toplotni obdelavi makroskopsko skoraj prozorno neprekinjenolutetijev oksidje bilo uspešno pridobljeno vlakno s premerom približno 40 μM.
Slika 2 Optične fotografije in SEM slike predhodno obdelanih prekurzorskih vlaken. Temperatura predhodne obdelave: (a, d, g) 135 ℃, (b, e, h) 145 ℃, (c, f, i) 155 ℃
Slika 3 Optična fotografija neprekinjenegalutetijev oksidvlakna po keramični obdelavi. Temperatura predhodne obdelave: (a) 135 ℃, (b) 145 ℃
Slika 4: (a) XRD spekter, (b) fotografije z optičnim mikroskopom, (c) termična stabilnost in mikrostruktura neprekinjenegalutetijev oksidvlaken po obdelavi pri visoki temperaturi. Temperatura toplotne obdelave: (d, g) 1100 ℃, (e, h) 1200 ℃, (f, i) 1300 ℃
Poleg tega to delo prvič poroča o natezni trdnosti, modulu elastičnosti, prožnosti in temperaturni odpornosti neprekinjenegalutetijev oksidvlakna. Natezna trdnost posameznega filamenta je 345,33-373,23 MPa, modul elastičnosti je 27,71-31,55 GPa, končni polmer ukrivljenosti pa je 3,5-4,5 mm. Tudi po toplotni obdelavi pri 1300 ℃ ni prišlo do pomembnega zmanjšanja mehanskih lastnosti vlaken, kar v celoti dokazuje, da je temperaturna odpornost neprekinjenegalutetijev oksidvlaken, pripravljenih pri tem delu, ni nižja od 1300 ℃.
Slika 5 Mehanske lastnosti neprekinjenegalutetijev oksidvlakna. (a) krivulja napetost-deformacija, (b) natezna trdnost, (c) elastični modul, (df) končni polmer ukrivljenosti. Temperatura toplotne obdelave: (d) 1100 ℃, (e) 1200 ℃, (f) 1300 ℃
To delo ne samo spodbuja uporabo in razvojlutetijev oksidna področju visokotemperaturnih strukturnih materialov, visokoenergijskih laserjev in drugih področij, ponuja pa tudi nove ideje za pripravo visoko zmogljivih oksidnih kontinuiranih vlaken
Čas objave: Nov-09-2023