Ossido di lutetiumè un materiale refrattario promettente a causa della sua resistenza ad alta temperatura, resistenza alla corrosione e bassa energia fonone. Inoltre, per la sua natura omogenea, nessuna transizione di fase al di sotto del punto di fusione e un'elevata tolleranza strutturale, svolge un ruolo importante nei materiali catalitici, nei materiali magnetici, in vetro ottico, laser, elettronica, luminescenza, superconduttività e rilevamento delle radiazioni ad alta energia. Rispetto alle forme materiali tradizionali,ossido di lutetiumI materiali in fibra presentano vantaggi come flessibilità ultra-forte, soglia di danno laser più elevato e larghezza di banda di trasmissione più ampia. Hanno ampie prospettive di applicazione nei campi di laser ad alta energia e materiali strutturali ad alta temperatura. Tuttavia, il diametro del lungoossido di lutetiumLe fibre ottenute con metodi tradizionali sono spesso più grandi (> 75 μ m) la flessibilità è relativamente scarsa e non ci sono state segnalazioni di alte prestazioniossido di lutetiumfibre continue. Per questo motivo, il professor Zhu Luyi e altri dell'Università di Shandong hanno usatolutetiumcontenenti polimeri organici (Palu) come precursori, combinati con rotazione a secco e successivi processi di trattamento termico, per rompere il collo di bottiglia della preparazione di fibre continue di ossido di lutetium flessibile ad alta resistenza e diametroossido di lutetiumfibre continue.
Figura 1 Processo di rotazione a secco di continuoossido di lutetiumfibre
Questo lavoro si concentra sul danno strutturale delle fibre precursori durante il processo di ceramica. A partire dalla regolamentazione della forma di decomposizione del precursore, viene proposto un metodo innovativo di pretrattamento del vapore acqueo assistito dalla pressione. Regolando la temperatura di pretrattamento per rimuovere i ligandi organici sotto forma di molecole, il danno alla struttura delle fibre durante il processo ceramico viene notevolmente evitato, garantendo così la continuità diossido di lutetiumfibre. Esibendo eccellenti proprietà meccaniche. La ricerca ha scoperto che a temperature di pretrattamento più basse, i precursori hanno maggiori probabilità di sottoporsi a reazioni di idrolisi, causando rughe di superficie sulle fibre, portando a più fessure sulla superficie delle fibre ceramiche e la polverizzazione diretta a livello macro; Una temperatura di pretrattamento più elevata farà cristallizzare direttamente il precursoreossido di lutetium, causando struttura in fibra irregolare, con conseguente maggiore fragilità in fibra e lunghezza più breve; Dopo il pretrattamento a 145 ℃, la struttura della fibra è densa e la superficie è relativamente liscia. Dopo il trattamento termico ad alta temperatura, un continuo macroscopico quasi trasparenteossido di lutetiumLa fibra con un diametro di circa 40 è stata ottenuta con successo μ M.
Figura 2 foto ottiche e immagini SEM di fibre precursori preelaborate. Temperatura di pretrattamento: (a, d, g) 135 ℃, (b, e, h) 145 ℃, (c, f, i) 155 ℃
Figura 3 foto ottica di continuoossido di lutetiumFibre dopo il trattamento in ceramica. Temperatura di pretrattamento: (a) 135 ℃, (b) 145 ℃
Figura 4: (a) spettro XRD, (b) foto del microscopio ottico, (c) stabilità termica e microstruttura di continuoossido di lutetiumfibre dopo un trattamento ad alta temperatura. Temperatura del trattamento termico: (d, g) 1100 ℃, (e, h) 1200 ℃, (f, i) 1300 ℃
Inoltre, questo lavoro riporta per la prima volta la resistenza alla trazione, il modulo elastico, la flessibilità e la resistenza alla temperatura del continuoossido di lutetiumfibre. La resistenza alla trazione del singolo filamento è 345.33-373.23 MPa, il modulo elastico è 27,71-31,55 GPa e il raggio di curvatura finale è di 3,5-4,5 mm. Anche dopo il trattamento termico a 1300 ℃, non vi è stata una riduzione significativa delle proprietà meccaniche delle fibre, il che dimostra pienamente che la resistenza alla temperatura del continuoossido di lutetiumLe fibre preparate in questo lavoro non sono inferiori a 1300 ℃.
Figura 5 Proprietà meccaniche di continuoossido di lutetiumfibre. (A) Curva a deformazione da stress, (b) resistenza alla trazione, (c) modulo elastico, (df) raggio di curvatura finale. Temperatura del trattamento termico: (d) 1100 ℃, (e) 1200 ℃, (f) 1300 ℃
Questo lavoro non solo promuove l'applicazione e lo sviluppo diossido di lutetiumIn materiali strutturali ad alta temperatura, laser ad alta energia e altri campi, ma fornisce anche nuove idee per la preparazione di fibre continue ad alte prestazioni dell'ossido
Tempo post: nov-09-2023