آماده سازی الیاف مداوم اکسید لوتیوم با مقاومت بالا بر اساس ریسندگی خشک

اکسید لوتیومیک ماده نسوز امیدوار کننده به دلیل مقاومت در برابر دمای بالا ، مقاومت در برابر خوردگی و انرژی فون کم است. علاوه بر این ، به دلیل ماهیت همگن ، هیچ انتقال فاز زیر نقطه ذوب و تحمل ساختاری بالا ، نقش مهمی در مواد کاتالیزوری ، مواد مغناطیسی ، شیشه نوری ، لیزر ، لومینسانس ، ابررسانا ، و تشخیص تابش پر انرژی ایفا می کند. در مقایسه با اشکال مواد سنتی ،اکسید لوتیوممواد فیبر مزایایی مانند انعطاف پذیری فوق العاده قوی ، آستانه آسیب لیزر بالاتر و پهنای باند انتقال گسترده تر را نشان می دهند. آنها چشم انداز کاربردهای گسترده ای در زمینه های لیزرهای پر انرژی و مواد ساختاری با درجه حرارت بالا دارند. با این حال ، قطر طولانیاکسید لوتیومالیاف به دست آمده با روشهای سنتی اغلب بزرگتر است (> 75 میکرومتر) انعطاف پذیری نسبتاً ضعیف است ، و هیچ گزارشی از کارایی بالا گزارش نشده استاکسید لوتیومالیاف مداوم. به همین دلیل ، پروفسور زو لوئی و دیگران از دانشگاه شاندونگ استفاده کردندلوتومحاوی پلیمرهای آلی (PALU) به عنوان پیش سازها ، همراه با ریسندگی خشک و فرآیندهای تصفیه حرارتی متعاقب آن ، برای شکستن تنگنای آماده سازی الیاف اکسید لوتتیوم با مقاومت بالا و با قطر با مقاومت بالا و با قطر با مقاومت بالا و با قطر ثابت ، و دستیابی به آماده سازی قابل کنترل از عملکرد بالااکسید لوتیومالیاف مداوم.

شکل 1 فرآیند ریسندگی خشک مداوماکسید لوتیومالیاف

این کار بر آسیب ساختاری الیاف پیش ساز در طی فرآیند سرامیک متمرکز است. با شروع از تنظیم شکل تجزیه پیشرو ، یک روش نوآورانه از پیش تصفیه بخار آب به کمک فشار ارائه می شود. با تنظیم دمای پیش درمانی برای از بین بردن لیگاند های آلی به صورت مولکول ها ، از آسیب ساختار فیبر در طی فرآیند سرامیک جلوگیری می شود ، در نتیجه اطمینان از تداوم این امراکسید لوتیومالیاف نمایش ویژگی های مکانیکی عالی. تحقیقات نشان داده است که در دمای پایین تر از قبل از درمان ، پیش سازها به احتمال زیاد تحت واکنش هیدرولیز قرار می گیرند و باعث ایجاد چین و چروک های سطحی روی الیاف می شوند و منجر به ترک های بیشتری در سطح الیاف سرامیک و پالوریزاسیون مستقیم در سطح کلان می شوند. دمای بالاتر قبل از درمان باعث می شود که پیشرو مستقیماً به آن متبلور شوداکسید لوتیوم، باعث ایجاد ساختار فیبر ناهموار ، و در نتیجه بیشتر فیبر فیبر و طول کوتاه تر می شود. پس از پیش درمانی در 145 ℃ ، ساختار فیبر متراکم است و سطح آن نسبتاً صاف است. پس از عملیات حرارتی درجه حرارت بالا ، یک ماکروسکوپی تقریباً شفافاکسید لوتیومفیبر با قطر حدود 40 با موفقیت میکرومتر به دست آمد.

شکل 2 عکس های نوری و تصاویر SEM از الیاف پیش ساز پیش پردازش شده. دمای پیش درمانی: (A ، D ، G) 135 ℃ ، (B ، E ، H) 145 ℃ ، (C ، F ، I) 155

شکل 3 عکس نوری مداوماکسید لوتیومالیاف پس از درمان سرامیک. دمای پیش درمانی: (الف) 135 ℃ ، (ب) 145

شکل 4: (الف) طیف XRD ، (ب) عکسهای میکروسکوپ نوری ، (ج) پایداری حرارتی و ساختار ساختار مداوماکسید لوتیومالیاف پس از درمان با دمای بالا. دمای عملیات حرارتی: (D ، G) 1100 ℃ ، (E ، H) 1200 ℃ ، (F ، I) 1300

علاوه بر این ، این کار برای اولین بار از استحکام کششی ، مدول الاستیک ، انعطاف پذیری و مقاومت دما مداوم گزارش می کنداکسید لوتیومالیاف مقاومت کششی تک رشته 345.33-373.23 مگاپاسکال ، مدول الاستیک 27.71-31.55 GPA و شعاع انحنای نهایی 3.5-4.5 میلی متر است. حتی پس از عملیات حرارتی در 1300 ℃ ، کاهش معنی داری در خواص مکانیکی الیاف وجود نداشت ، که به طور کامل ثابت می کند که مقاومت دما از مداوماکسید لوتیومالیاف تهیه شده در این کار کمتر از 1300 نیست.

شکل 5 خصوصیات مکانیکی مداوماکسید لوتیومالیاف (الف) منحنی فشار استرس ، (ب) استحکام کششی ، (ج) مدول الاستیک ، (DF) شعاع انحنای نهایی. دمای عملیات حرارتی: (د) 1100 ℃ ، (ه) 1200 ℃ ، (f) 1300

این کار نه تنها کاربرد و توسعه را ارتقا می بخشداکسید لوتیومدر مواد ساختاری درجه حرارت بالا ، لیزرهای پر انرژی و زمینه های دیگر ، اما همچنین ایده های جدیدی را برای تهیه الیاف مداوم اکسید با کارایی بالا فراهم می کند