Οξείδιο λουτετίουείναι ένα πολλά υποσχόμενο πυρίμαχο υλικό λόγω της αντοχής του σε υψηλή θερμοκρασία, αντοχής στη διάβρωση και χαμηλής ενέργειας φωνονίων.Επιπλέον, λόγω της ομοιογενούς φύσης του, χωρίς μετάβαση φάσης κάτω από το σημείο τήξης και υψηλής δομικής ανοχής, παίζει σημαντικό ρόλο σε καταλυτικά υλικά, μαγνητικά υλικά, οπτικό γυαλί, λέιζερ, ηλεκτρονικά, φωταύγεια, υπεραγωγιμότητα και ακτινοβολία υψηλής ενέργειας ανίχνευση.Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές υλικές μορφές,οξείδιο του λουτίουΤα υλικά ινών παρουσιάζουν πλεονεκτήματα όπως εξαιρετικά ισχυρή ευελιξία, υψηλότερο όριο βλάβης από λέιζερ και μεγαλύτερο εύρος ζώνης μετάδοσης.Έχουν ευρείες προοπτικές εφαρμογής στους τομείς των λέιζερ υψηλής ενέργειας και των δομικών υλικών υψηλής θερμοκρασίας.Ωστόσο, η διάμετρος του μακρύοξείδιο του λουτίουΟι ίνες που λαμβάνονται με παραδοσιακές μεθόδους είναι συχνά μεγαλύτερες (>75 μ m) Η ευελιξία είναι σχετικά χαμηλή και δεν έχουν αναφερθεί αναφορές υψηλής απόδοσηςοξείδιο του λουτίουσυνεχείς ίνες.Για το λόγο αυτό, ο καθηγητής Zhu Luyi και άλλοι από το Πανεπιστήμιο Shandong χρησιμοποίησανλουτέτιοπου περιέχει οργανικά πολυμερή (PALu) ως πρόδρομες ουσίες, σε συνδυασμό με ξηρή κλώση και επακόλουθες διεργασίες θερμικής επεξεργασίας, για να σπάσει το σημείο συμφόρησης της παρασκευής εύκαμπτων συνεχών ινών οξειδίου του λουτίου υψηλής αντοχής και λεπτής διαμέτρου και να επιτύχει ελεγχόμενη προετοιμασία υψηλής απόδοσηςοξείδιο του λουτίουσυνεχείς ίνες.
Σχήμα 1 Διαδικασία συνεχούς ξηρής κλώσηςοξείδιο του λουτίουίνες
Αυτή η εργασία επικεντρώνεται στη δομική βλάβη των πρόδρομων ινών κατά τη διάρκεια της κεραμικής διαδικασίας.Ξεκινώντας από τη ρύθμιση της μορφής αποσύνθεσης των προδρόμων, προτείνεται μια καινοτόμος μέθοδος προεπεξεργασίας υδρατμών με υποβοήθηση πίεσης.Με την προσαρμογή της θερμοκρασίας προεπεξεργασίας για την απομάκρυνση των οργανικών προσδεμάτων με τη μορφή μορίων, η βλάβη στη δομή της ίνας κατά τη διάρκεια της κεραμικής διαδικασίας αποφεύγεται σε μεγάλο βαθμό, διασφαλίζοντας έτσι τη συνέχεια τηςοξείδιο του λουτίουίνες.Παρουσιάζει εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες.Η έρευνα διαπίστωσε ότι σε χαμηλότερες θερμοκρασίες προεπεξεργασίας, οι πρόδρομες ουσίες είναι πιο πιθανό να υποστούν αντιδράσεις υδρόλυσης, προκαλώντας επιφανειακές ρυτίδες στις ίνες, οδηγώντας σε περισσότερες ρωγμές στην επιφάνεια των κεραμικών ινών και άμεση κονιοποίηση σε μακρο επίπεδο.Μια υψηλότερη θερμοκρασία προεπεξεργασίας θα κάνει τον πρόδρομο να κρυσταλλωθεί απευθείας μέσαοξείδιο του λουτίου, προκαλώντας ανομοιόμορφη δομή ινών, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη ευθραυστότητα των ινών και μικρότερο μήκος.Μετά την προεπεξεργασία στους 145 ℃, η δομή των ινών είναι πυκνή και η επιφάνεια είναι σχετικά λεία.Μετά από θερμική επεξεργασία υψηλής θερμοκρασίας, μια μακροσκοπική σχεδόν διαφανής συνεχήςοξείδιο του λουτίουίνα με διάμετρο περίπου 40 λήφθηκε με επιτυχία μ M.
Εικόνα 2 Οπτικές φωτογραφίες και εικόνες SEM προεπεξεργασμένων πρόδρομων ινών.Θερμοκρασία προεπεξεργασίας: (a, d, g) 135 ℃, (b, e, h) 145 ℃, (c, f, i) 155 ℃
Εικόνα 3 Οπτική φωτογραφία συνεχούςοξείδιο του λουτίουίνες μετά από κεραμική επεξεργασία.Θερμοκρασία προεπεξεργασίας: (α) 135 ℃, (β) 145 ℃
Εικόνα 4: (α) φάσμα XRD, (β) φωτογραφίες οπτικού μικροσκοπίου, (γ) θερμική σταθερότητα και μικροδομή συνεχούςοξείδιο του λουτίουίνες μετά από επεξεργασία σε υψηλή θερμοκρασία.Θερμοκρασία θερμικής επεξεργασίας: (d, g) 1100 ℃, (e, h) 1200 ℃, (f, i) 1300 ℃
Επιπλέον, αυτή η εργασία αναφέρει για πρώτη φορά την αντοχή σε εφελκυσμό, το μέτρο ελαστικότητας, την ευκαμψία και την αντίσταση στη θερμοκρασία του συνεχούςοξείδιο του λουτίουίνες.Η αντοχή εφελκυσμού ενός νήματος είναι 345,33-373,23 MPa, ο συντελεστής ελαστικότητας είναι 27,71-31,55 GPa και η τελική ακτίνα καμπυλότητας είναι 3,5-4,5 mm.Ακόμη και μετά από θερμική επεξεργασία στους 1300 ℃, δεν υπήρξε σημαντική μείωση στις μηχανικές ιδιότητες των ινών, γεγονός που αποδεικνύει πλήρως ότι η αντίσταση στη θερμοκρασία του συνεχούςοξείδιο του λουτίουίνες που παρασκευάζονται σε αυτό το έργο δεν είναι λιγότερο από 1300 ℃.
Σχήμα 5 Μηχανικές ιδιότητες συνεχούςοξείδιο του λουτίουίνες.(α) Καμπύλη τάσης-παραμόρφωσης, (β) αντοχή σε εφελκυσμό, (γ) μέτρο ελαστικότητας, (df) τελική ακτίνα καμπυλότητας.Θερμοκρασία θερμικής επεξεργασίας: (δ) 1100 ℃, (ε) 1200 ℃, (στ) 1300 ℃
Αυτή η εργασία όχι μόνο προωθεί την εφαρμογή και την ανάπτυξηοξείδιο του λουτίουσε δομικά υλικά υψηλής θερμοκρασίας, λέιζερ υψηλής ενέργειας και άλλα πεδία, αλλά παρέχει επίσης νέες ιδέες για την παρασκευή συνεχών ινών οξειδίου υψηλής απόδοσης
Ώρα δημοσίευσης: Νοε-09-2023