إعداد الألياف المستمرة لأكسيد اللوتيتيوم المرن المرن على أساس الغزل الجاف

أكسيد اللوتيتيومهي مادة حرارية واعدة بسبب مقاومة درجات الحرارة العالية ، ومقاومة التآكل ، وطاقة فونون منخفضة. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لطبيعته المتجانسة ، ولا يوجد انتقال في الطور تحت نقطة الانصهار ، والتسامح الهيكلي العالي ، فإنه يلعب دورًا مهمًا في المواد الحفزية والمواد المغناطيسية والزجاج البصري والليزر والإلكترونيات والتلألؤ ، والموصل الفائق ، والكشف عن الإشعاع عالي الطاقة. بالمقارنة مع الأشكال المادية التقليدية ،أكسيد اللوتيتيومتظهر مواد الألياف مزايا مثل المرونة القوية للغاية ، وعتبة أضرار أعلى بالليزر ، وعرض النطاق الترددي لأوسع نطاق أوسع. لديهم آفاق تطبيق واسعة في حقول الليزر عالية الطاقة والمواد الهيكلية عالية الحرارة. ومع ذلك ، قطر طويلأكسيد اللوتيتيومغالبًا ما تكون الألياف التي تم الحصول عليها بالطرق التقليدية أكبر (> 75 μ م) تكون المرونة سيئة نسبيًا ، ولم تكن هناك تقارير عن الأداء العاليأكسيد اللوتيتيومالألياف المستمرة. لهذا السبب ، استخدم البروفيسور تشو لوي وآخرون من جامعة شاندونغاللوتيتيومتحتوي على البوليمرات العضوية (PALU) كسلائف ، جنبًا إلى جنب مع الغزل الجاف وعمليات المعالجة الحرارية اللاحقة ، لاختراق عنق الزجاجة لإعداد ألياف لوتيتيوم المرنة ذات القوة العالية والقطعة ذات الأداء العالي والقطر الدقيق ، وتحقيق تحضير قابل للتحكم في الأداء العاليأكسيد اللوتيتيومالألياف المستمرة.

الشكل 1 الشكل 1 عملية الغزل الجاف المستمرأكسيد اللوتيتيومالألياف

يركز هذا العمل على الأضرار الهيكلية لألياف السلائف أثناء عملية السيراميك. بدءًا من تنظيم نموذج تحلل السلائف ، يتم اقتراح طريقة مبتكرة لعلاج بخار المياه المدعوم من الضغط. عن طريق ضبط درجة حرارة المعالجة لإزالة الروابط العضوية في شكل جزيئات ، يتم تجنب الأضرار التي لحقت ببنية الألياف أثناء عملية السيراميك ، مما يضمن استمراريةأكسيد اللوتيتيومالألياف. عرض خصائص ميكانيكية ممتازة. لقد وجدت الأبحاث أنه في درجات حرارة انخفاض قبل العلاج ، من المرجح أن تخضع السلائف إلى تفاعلات التحلل المائي ، مما يسبب التجاعيد السطحية على الألياف ، مما يؤدي إلى المزيد من الشقوق على سطح الألياف السيراميكية والسحق المباشر على مستوى الماكرو ؛ سوف تتسبب درجة حرارة أعلى قبل العلاج في تبلور السلائف مباشرة إلىأكسيد اللوتيتيوم، مما تسبب في بنية ألياف غير متساوية ، مما يؤدي إلى مزيد من هشاشة الألياف وطول أقصر ؛ بعد المعالجة المسبقة عند 145 ℃ ، يكون بنية الألياف كثيفة والسطح ناعم نسبيًا. بعد المعالجة الحرارية ذات درجة الحرارة العالية ، مستمر شبه شفاف تقريبًاأكسيد اللوتيتيومتم الحصول على الألياف التي يبلغ قطرها حوالي 40

الشكل 2 الصور البصرية وصور SEM للألياف السلائف المعالجة مسبقا. درجة حرارة المعالجة: (A ، D ، G) 135 ℃ ، (B ، E ، H) 145 ℃ ، (C ، F ، I) 155 ℃

الشكل 3 صورة بصرية مستمرةأكسيد اللوتيتيومالألياف بعد علاج السيراميك. درجة حرارة المعالجة: (أ) 135 ℃ ، (ب) 145 ℃

الشكل 4: (أ) طيف XRD ، (ب) صور المجهر البصري ، (ج) الاستقرار الحراري والبنية المجهرية المستمرةأكسيد اللوتيتيومالألياف بعد علاج درجات الحرارة العالية. درجة حرارة المعالجة الحرارية: (D ، G) 1100 ℃ ، (E ، H) 1200 ℃ ، (F ، I) 1300 ℃

بالإضافة إلى ذلك ، تقارير هذا العمل لأول مرة عن قوة الشد ، والمعامل المرنة ، والمرونة ، ومقاومة درجة الحرارة المستمرةأكسيد اللوتيتيومالألياف. قوة الشد الشد الفردية هي 345.33-373.23 ميجا باسكال ، والمعامل المرنة هو 27.71-31.55 GPA ، ونصف قطر الانحناء النهائي هو 3.5-4.5 مم. حتى بعد المعالجة الحرارية عند 1300 ℃ ، لم يكن هناك انخفاض كبير في الخواص الميكانيكية للألياف ، مما يثبت تمامًا أن مقاومة درجة حرارة المستمرةأكسيد اللوتيتيومالألياف المحضرة في هذا العمل لا تقل عن 1300 ℃.

الشكل 5 الخواص الميكانيكية المستمرةأكسيد اللوتيتيومالألياف. (أ) منحنى الإجهاد الإجهاد ، (ب) قوة الشد ، (ج) معامل مرنة ، (DF) نصف قطر الانحناء النهائي. درجة حرارة المعالجة الحرارية: (د) 1100 ℃ ، (هـ) 1200 ℃ ، (و) 1300 ℃

هذا العمل لا يعزز تطبيق وتطوير فقطأكسيد اللوتيتيومفي المواد الهيكلية ذات درجة الحرارة العالية ، وأشعة الليزر عالية الطاقة ، وغيرها من الحقول ، ولكنها توفر أيضًا أفكارًا جديدة لإعداد الألياف المستمرة لأكسيد عالية الأداء