การเตรียมเส้นใยต่อเนื่องของ Lutetium ออกไซด์ความแข็งแรงสูงที่มีความยืดหยุ่นขึ้นอยู่กับการหมุนแบบแห้ง

Lutetium ออกไซด์เป็นวัสดุทนไฟที่มีแนวโน้มเนื่องจากความต้านทานอุณหภูมิสูงความต้านทานการกัดกร่อนและพลังงานโฟนอนต่ำ นอกจากนี้เนื่องจากธรรมชาติที่เป็นเนื้อเดียวกันไม่มีการเปลี่ยนเฟสต่ำกว่าจุดหลอมเหลวและความทนทานต่อโครงสร้างสูงจึงมีบทบาทสำคัญในการเร่งปฏิกิริยาวัสดุวัสดุแม่เหล็กแก้วออพติคอลเลเซอร์อิเล็กทรอนิกส์การส่องสว่าง เมื่อเทียบกับรูปแบบวัสดุแบบดั้งเดิมLutetium ออกไซด์วัสดุไฟเบอร์มีข้อได้เปรียบเช่นความยืดหยุ่นที่แข็งแกร่งเป็นพิเศษเกณฑ์ความเสียหายของเลเซอร์ที่สูงขึ้นและแบนด์วิดท์การส่งสัญญาณที่กว้างขึ้น พวกเขามีโอกาสในการใช้งานที่กว้างขวางในด้านของเลเซอร์พลังงานสูงและวัสดุโครงสร้างอุณหภูมิสูง อย่างไรก็ตามเส้นผ่านศูนย์กลางของความยาวLutetium ออกไซด์เส้นใยที่ได้รับจากวิธีการดั้งเดิมมักจะมีขนาดใหญ่กว่า (> 75 μ m) ความยืดหยุ่นค่อนข้างแย่และไม่มีรายงานประสิทธิภาพสูงLutetium ออกไซด์เส้นใยต่อเนื่อง ด้วยเหตุนี้ศาสตราจารย์จู้ลุยยี่และคนอื่น ๆ จากมหาวิทยาลัยซานตงใช้lutetiumที่มีโพลีเมอร์อินทรีย์ (Palu) เป็นสารตั้งต้นรวมกับกระบวนการบำบัดความร้อนแบบแห้งและกระบวนการบำบัดความร้อนที่ตามมาเพื่อผ่านคอขวดของการเตรียมเส้นใย Lutetium ออกไซด์ที่มีความยืดหยุ่นสูงและเส้นผ่านศูนย์กลางเส้นผ่าศูนย์กลางLutetium ออกไซด์เส้นใยต่อเนื่อง

รูปที่ 1 กระบวนการปั่นแบบแห้งอย่างต่อเนื่องLutetium ออกไซด์เส้นใย

งานนี้มุ่งเน้นไปที่ความเสียหายของโครงสร้างของเส้นใยสารตั้งต้นในระหว่างกระบวนการเซรามิก เริ่มต้นจากกฎระเบียบของรูปแบบการสลายตัวของสารตั้งต้นซึ่งเป็นวิธีการที่เป็นนวัตกรรมของการปรับสภาพไอน้ำที่ได้รับความดันช่วย โดยการปรับอุณหภูมิการปรับสภาพเพื่อกำจัดแกนด์อินทรีย์ในรูปแบบของโมเลกุลความเสียหายต่อโครงสร้างเส้นใยในระหว่างกระบวนการเซรามิกนั้นหลีกเลี่ยงได้อย่างมากLutetium ออกไซด์เส้นใย แสดงคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยม การวิจัยพบว่าที่อุณหภูมิก่อนการรักษาที่ต่ำกว่าสารตั้งต้นมีแนวโน้มที่จะได้รับปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสมากขึ้นทำให้เกิดรอยเหี่ยวย่นบนเส้นใยซึ่งนำไปสู่รอยแตกบนพื้นผิวของเส้นใยเซรามิก อุณหภูมิก่อนการรักษาที่สูงขึ้นจะทำให้สารตั้งต้นตกผลึกโดยตรงLutetium ออกไซด์ทำให้เกิดโครงสร้างเส้นใยที่ไม่สม่ำเสมอส่งผลให้เกิดความเปราะบางของเส้นใยและความยาวที่สั้นลง หลังจากการรักษาล่วงหน้าที่ 145 ℃โครงสร้างเส้นใยมีความหนาแน่นและพื้นผิวค่อนข้างราบรื่น หลังจากการรักษาด้วยความร้อนที่อุณหภูมิสูงมีขนาดมหึมาเกือบจะโปร่งใสต่อเนื่องLutetium ออกไซด์เส้นใยที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 40 ได้รับμ M. สำเร็จ

รูปที่ 2 ภาพถ่ายออปติคัลและภาพ SEM ของเส้นใยสารตั้งต้นที่ประมวลผลล่วงหน้า อุณหภูมิการปรับสภาพ: (a, d, g) 135 ℃, (b, e, h) 145 ℃, (c, f, i) 155 ℃

รูปที่ 3 ภาพถ่ายออปติคัลของต่อเนื่องLutetium ออกไซด์เส้นใยหลังการรักษาด้วยเซรามิก อุณหภูมิการปรับสภาพ: (a) 135 ℃, (b) 145 ℃

รูปที่ 4: (a) XRD spectrum, (b) ภาพถ่ายกล้องจุลทรรศน์ออปติคัล, (c) ความเสถียรทางความร้อนและโครงสร้างจุลภาคของต่อเนื่องLutetium ออกไซด์เส้นใยหลังการรักษาอุณหภูมิสูง อุณหภูมิการรักษาความร้อน: (d, g) 1100 ℃, (e, h) 1200 ℃, (f, i) 1300 ℃

นอกจากนี้งานนี้รายงานเป็นครั้งแรกที่ความต้านทานแรงดึงโมดูลัสยืดหยุ่นความยืดหยุ่นและความต้านทานอุณหภูมิของต่อเนื่องLutetium ออกไซด์เส้นใย ความต้านทานแรงดึงของเส้นใยเดียวคือ 345.33-373.23 MPa, โมดูลัสยืดหยุ่นคือ 27.71-31.55 GPA และรัศมีความโค้งสูงสุดคือ 3.5-4.5 มม. แม้หลังจากการรักษาด้วยความร้อนที่ 1300 ℃ไม่มีคุณสมบัติเชิงกลลดลงอย่างมีนัยสำคัญของเส้นใยซึ่งพิสูจน์ได้อย่างเต็มที่ว่าความต้านทานอุณหภูมิของต่อเนื่องLutetium ออกไซด์เส้นใยที่เตรียมไว้ในงานนี้ไม่น้อยกว่า 1300 ℃

รูปที่ 5 คุณสมบัติเชิงกลของต่อเนื่องLutetium ออกไซด์เส้นใย (a) เส้นโค้งความเครียด-ความเครียด, (b) ความต้านทานแรงดึง, (c) โมดูลัสยืดหยุ่น, (DF) รัศมีความโค้งสูงสุด อุณหภูมิการรักษาความร้อน: (D) 1100 ℃, (e) 1200 ℃, (f) 1300 ℃

งานนี้ไม่เพียงส่งเสริมการใช้งานและการพัฒนาของLutetium ออกไซด์ในวัสดุโครงสร้างอุณหภูมิสูงเลเซอร์พลังงานสูงและสาขาอื่น ๆ แต่ยังให้แนวคิดใหม่สำหรับการเตรียมเส้นใยออกไซด์ที่มีประสิทธิภาพสูง