शुष्क कताई के आधार पर लचीली उच्च शक्ति लुटेटियम ऑक्साइड निरंतर फाइबर की तैयारी

लुटेटियम ऑक्साइडउच्च तापमान प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध और कम फोनन ऊर्जा के कारण एक आशाजनक दुर्दम्य सामग्री है। इसके अलावा, इसकी सजातीय प्रकृति के कारण, पिघलने बिंदु के नीचे कोई चरण संक्रमण, और उच्च संरचनात्मक सहिष्णुता का कोई चरण संक्रमण नहीं है, यह उत्प्रेरक सामग्री, चुंबकीय सामग्री, ऑप्टिकल ग्लास, लेजर, इलेक्ट्रॉनिक्स, ल्यूमिनेसेंस, सुपरकंडक्टिविटी और उच्च-ऊर्जा विकिरण का पता लगाने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। पारंपरिक भौतिक रूपों के साथ तुलना में,लुटेटियम ऑक्साइडफाइबर सामग्री अल्ट्रा-मजबूत लचीलापन, उच्च लेजर क्षति सीमा और व्यापक ट्रांसमिशन बैंडविड्थ जैसे लाभों को प्रदर्शित करती है। उनके पास उच्च-ऊर्जा लेज़रों और उच्च तापमान संरचनात्मक सामग्री के क्षेत्र में व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएं हैं। हालांकि, लंबे समय का व्यासलुटेटियम ऑक्साइडपारंपरिक तरीकों से प्राप्त फाइबर अक्सर बड़े होते हैं (> 75 μ मीटर) लचीलापन अपेक्षाकृत खराब है, और उच्च प्रदर्शन की कोई रिपोर्ट नहीं हैलुटेटियम ऑक्साइडनिरंतर फाइबर। इस कारण से, प्रोफेसर झू लुई और शेडोंग विश्वविद्यालय के अन्य लोगों ने इस्तेमाल कियाल्यूटेशियमअग्रदूतों के रूप में कार्बनिक पॉलिमर (PALU) से युक्त, सूखी कताई और बाद में गर्मी उपचार प्रक्रियाओं के साथ संयुक्त, उच्च शक्ति और महीन-व्यास वाले लचीले ल्यूटेटियम ऑक्साइड निरंतर फाइबर की अड़चन के माध्यम से तोड़ने के लिए, और उच्च प्रदर्शन की नियंत्रणीय तैयारी प्राप्त करेंलुटेटियम ऑक्साइडनिरंतर फाइबर।

चित्रा 1 निरंतर की शुष्क कताई प्रक्रियालुटेटियम ऑक्साइडफाइबर

यह काम सिरेमिक प्रक्रिया के दौरान अग्रदूत फाइबर के संरचनात्मक क्षति पर केंद्रित है। अग्रदूत अपघटन रूप के नियमन से शुरू होकर, दबाव सहायता प्राप्त जल वाष्प दिखावा का एक अभिनव विधि प्रस्तावित है। अणुओं के रूप में कार्बनिक लिगेंड को हटाने के लिए प्रीट्रीटमेंट तापमान को समायोजित करके, सिरेमिक प्रक्रिया के दौरान फाइबर संरचना को नुकसान से बहुत बचा जाता है, जिससे निरंतरता सुनिश्चित होती हैलुटेटियम ऑक्साइडफाइबर। उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों का प्रदर्शन। अनुसंधान में पाया गया है कि कम पूर्व-उपचार तापमान पर, अग्रदूतों को हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रियाओं से गुजरने की अधिक संभावना होती है, जिससे फाइबर पर सतह झुर्रियां होती हैं, जिससे सिरेमिक फाइबर की सतह पर अधिक दरारें होती हैं और मैक्रो स्तर पर प्रत्यक्ष पुलवेराइजेशन होती हैं; एक उच्च पूर्व-उपचार तापमान अग्रदूत को सीधे क्रिस्टलीकृत करने का कारण बनेगालुटेटियम ऑक्साइड, असमान फाइबर संरचना का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप अधिक से अधिक फाइबर भंगुरता और छोटी लंबाई होती है; 145 ℃ पर पूर्व-उपचार के बाद, फाइबर संरचना घनी होती है और सतह अपेक्षाकृत चिकनी होती है। उच्च तापमान गर्मी उपचार के बाद, एक मैक्रोस्कोपिक लगभग पारदर्शी निरंतरलुटेटियम ऑक्साइडलगभग 40 के व्यास के साथ फाइबर सफलतापूर्वक μ एम प्राप्त किया गया था।

चित्रा 2 ऑप्टिकल तस्वीरें और प्रीप्रोसेस्ड अग्रदूत फाइबर की SEM छवियां। प्रीट्रीटमेंट तापमान: (ए, डी, जी) 135 ℃, (बी, ई, एच) 145 ℃, (सी, एफ, आई) 155 ℃

चित्रा 3 निरंतर की ऑप्टिकल फोटोलुटेटियम ऑक्साइडसिरेमिक उपचार के बाद फाइबर। प्रीट्रीटमेंट तापमान: (ए) 135 ℃, (बी) 145 ℃

चित्रा 4: (ए) एक्सआरडी स्पेक्ट्रम, (बी) ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप फोटो, (सी) थर्मल स्थिरता और निरंतरता का माइक्रोस्ट्रक्चरलुटेटियम ऑक्साइडउच्च तापमान उपचार के बाद फाइबर। गर्मी उपचार तापमान: (डी, जी) 1100 ℃, (ई, एच) 1200 ℃, (एफ, आई) 1300 ℃

इसके अलावा, यह काम पहली बार तन्य शक्ति, लोचदार मापांक, लचीलापन और निरंतर के तापमान प्रतिरोध के लिए रिपोर्ट करता हैलुटेटियम ऑक्साइडफाइबर। एकल फिलामेंट तन्यता ताकत 345.33-373.23 एमपीए है, लोचदार मापांक 27.71-31.55 GPA है, और अंतिम वक्रता त्रिज्या 3.5-4.5 मिमी है। 1300 ℃ पर गर्मी के उपचार के बाद भी, फाइबर के यांत्रिक गुणों में कोई महत्वपूर्ण कमी नहीं थी, जो पूरी तरह से साबित करती है कि निरंतर का तापमान प्रतिरोधलुटेटियम ऑक्साइडइस काम में तैयार किए गए फाइबर 1300 से कम नहीं हैं।

चित्रा 5 निरंतर के यांत्रिक गुणलुटेटियम ऑक्साइडफाइबर। (ए) तनाव-तनाव वक्र, (बी) तन्यता ताकत, (सी) लोचदार मापांक, (डीएफ) अंतिम वक्रता त्रिज्या। गर्मी उपचार तापमान: (डी) 1100 ℃, (ई) 1200 ℃, (एफ) 1300 ℃

यह काम न केवल आवेदन और विकास को बढ़ावा देता हैलुटेटियम ऑक्साइडउच्च-तापमान संरचनात्मक सामग्री, उच्च-ऊर्जा लेजर और अन्य क्षेत्रों में, लेकिन उच्च-प्रदर्शन ऑक्साइड निरंतर फाइबर की तैयारी के लिए नए विचार भी प्रदान करते हैं