Lutetiumoxidär ett lovande eldfast material på grund av dess höga temperaturmotstånd, korrosionsbeständighet och låg fononenergi. På grund av dess homogena natur, ingen fasövergång under smältpunkten och hög strukturell tolerans spelar det en viktig roll i katalytiska material, magnetmaterial, optiskt glas, laser, elektronik, luminescens, superledningsförmåga och högenergi-strålningsdetektering. Jämfört med traditionella materialformer,lutetiumoxidFibermaterial uppvisar fördelar som ultrastarkt flexibilitet, tröskel för högre laserskador och bredare transmissionsbandbredd. De har breda tillämpningsmöjligheter inom områdena med högenergi-lasrar och högtemperaturkonstruktionsmaterial. Men diametern på långlutetiumoxidFibrer erhållna med traditionella metoder är ofta större (> 75 μm) Flexibiliteten är relativt dålig, och det har inte rapporterats inte om högpresterandelutetiumoxidKontinuerliga fibrer. Av denna anledning använde professor Zhu Luyi och andra från Shandong UniversitylutetiumInnehåller organiska polymerer (PALU) som föregångare, i kombination med torr snurrning och efterföljande värmebehandlingsprocesser, för att bryta igenom flaskhalsen för att förbereda högstyrka och fina diameter flexibel lutetiumoxid kontinuerliga fibrer och uppnå kontrollerbar beredning av högpresterande högstyrkalutetiumoxidKontinuerliga fibrer.
Figur 1 Torr snurrprocess av kontinuerliglutetiumoxidfiber
Detta arbete fokuserar på den strukturella skadan på föregångsfibrer under den keramiska processen. Från regleringen av föregångare för föregångare föreslås en innovativ metod för tryckassisterad vattenånga förbehandling. Genom att justera förbehandlingstemperaturen för att avlägsna organiska ligander i form av molekyler undviks skadan på fiberstrukturen under keramisk process kraftigt, vilket säkerställer kontinuiteten ilutetiumoxidfibrer. Uppvisar utmärkta mekaniska egenskaper. Forskning har funnit att vid lägre pre-behandlingstemperaturer är det mer benägna att föregångare genomgår hydrolysreaktioner, vilket orsakar ytor på fibrerna, vilket leder till fler sprickor på ytan av keramiska fibrer och direkt pulverisering på makronivå; En högre efterbehandlingstemperatur kommer att få föregångaren att kristallisera direkt ilutetiumoxid, orsakar ojämn fiberstruktur, vilket resulterar i större fiber sprödhet och kortare längd; Efter förbehandling vid 145 ℃ är fiberstrukturen tät och ytan är relativt slät. Efter värmebehandling med hög temperatur, en makroskopisk nästan transparent kontinuerliglutetiumoxidFiber med en diameter på cirka 40 erhölls framgångsrikt μ M.
Figur 2 Optiska foton och SEM -bilder av förbehandlade prekursorfibrer. Förbehandlingstemperatur: (a, d, g) 135 ℃, (b, e, h) 145 ℃, (c, f, i) 155 ℃
Figur 3 Optiskt foto av kontinuerligtlutetiumoxidFibrer efter keramisk behandling. Förbehandlingstemperatur: (a) 135 ℃, (b) 145 ℃
Figur 4: (a) XRD -spektrum, (b) optiska mikroskopfoton, (c) termisk stabilitet och mikrostruktur av kontinuerliglutetiumoxidFibrer efter hög temperaturbehandling. Värmebehandlingstemperatur: (D, G) 1100 ℃, (E, H) 1200 ℃, (F, I) 1300 ℃
Dessutom rapporterar detta arbete för första gången draghållfastheten, elastisk modul, flexibilitet och temperaturmotstånd hos kontinuerligalutetiumoxidfibrer. Draghållfastheten för en enda filament är 345,33-373,23 MPa, den elastiska modulen är 27,71-31,55 GPa och den ultimata krökningsradie är 3,5-4,5 mm. Även efter värmebehandling vid 1300 ℃ fanns det ingen signifikant minskning av fibrernas mekaniska egenskaper, vilket helt bevisar att temperaturmotståndet hos det kontinuerligalutetiumoxidFibrer som är framställda i detta arbete är inte mindre än 1300 ℃.
Figur 5 Mekaniska egenskaper hos kontinuerliglutetiumoxidfibrer. (a) Stress-töjningskurva, (b) draghållfasthet, (c) Elastisk modul, (df) Ultimat krökningsradie. Värmebehandlingstemperatur: (d) 1100 ℃, (e) 1200 ℃, (f) 1300 ℃
Detta arbete främjar inte bara tillämpningen och utvecklingen avlutetiumoxidI högtemperaturstrukturmaterial, högenergi-lasrar och andra fält, men ger också nya idéer för framställning av högpresterande oxid kontinuerliga fibrer
Post Time: Nov-09-2023