მოქნილი მაღალი სიძლიერის ლუტეტიუმის ოქსიდის უწყვეტი ბოჭკოების მომზადება მშრალი დაწნული საფუძველზე

ლუთეტიუმის ოქსიდიპერსპექტიული ცეცხლგამძლე მასალაა მისი მაღალი ტემპერატურის წინააღმდეგობის, კოროზიის წინააღმდეგობის და ფონონის დაბალი ენერგიის გამო. გარდა ამისა, მისი ჰომოგენური ხასიათის გამო, არ არის ფაზური გადასვლა დნობის წერტილის ქვემოთ და მაღალი სტრუქტურული ტოლერანტობის გამო, იგი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს კატალიზურ მასალებში, მაგნიტურ მასალებში, ოპტიკურ შუშაში, ლაზერზე, ელექტრონიკაში, ლუმინესცენტში, სუპერგამტარობასა და მაღალი ენერგიის გამოსხივების გამოვლენაში. ტრადიციულ მატერიალურ ფორმებთან შედარებით,ლუთეტიუმის ოქსიდიბოჭკოვანი მასალები გამოირჩევიან ისეთ უპირატესობებს, როგორიცაა ულტრა მოქცეული მოქნილობა, ლაზერული დაზიანების უფრო მაღალი ბარიერი და გადაცემის ფართო სიჩქარე. მათ აქვთ ფართო გამოყენების პერსპექტივები მაღალი ენერგიის ლაზერების და მაღალი ტემპერატურის სტრუქტურული მასალების სფეროებში. თუმცა, გრძელი დიამეტრილუთეტიუმის ოქსიდიტრადიციული მეთოდებით მოპოვებული ბოჭკოები ხშირად უფრო დიდია (> 75 μ მ) მოქნილობა შედარებით ცუდია, და არ ყოფილა ცნობები მაღალი ხარისხის შესახებლუთეტიუმის ოქსიდიუწყვეტი ბოჭკოები. ამ მიზეზით, პროფესორ ჟუ ლუიი და შანდონგის უნივერსიტეტის სხვები იყენებენლუტეტიუმიშეიცავს ორგანულ პოლიმერებს (PALU), როგორც წინამორბედები, მშრალი დაწნული და შემდგომი სითბოს დამუშავების პროცესებთან ერთად, მაღალი სიძლიერის და წვრილმანსად დიამეტრის მოქნილი ლუთეტიუმის ოქსიდის უწყვეტი ბოჭკოების მომზადების გასაშლელად და მაღალი ხარისხის კონტროლირებადი მომზადების მიღწევაში.ლუთეტიუმის ოქსიდიუწყვეტი ბოჭკოები.

სურათი 1 უწყვეტი დატრიალების პროცესი უწყვეტილუთეტიუმის ოქსიდიბოჭკოები

ეს ნამუშევარი ფოკუსირებულია წინამორბედის ბოჭკოების სტრუქტურულ დაზიანებას კერამიკული პროცესის დროს. წინამორბედის დაშლის ფორმის რეგულირებიდან დაწყებული, შემოთავაზებულია ზეწოლის დამხმარე წყლის ორთქლის წინასწარი მკურნალობის ინოვაციური მეთოდი. წინასწარი მკურნალობის ტემპერატურის რეგულირებით, რომ მოხდეს ორგანული ლიგანდების მოლეკულების სახით მოსაშორებლად, კერამიკული პროცესის დროს ბოჭკოვანი სტრუქტურის დაზიანება თავიდან აიცილებს, ამით უზრუნველყოფს უწყვეტობასლუთეტიუმის ოქსიდიბოჭკოები. შესანიშნავი მექანიკური თვისებების გამოფენა. კვლევებმა დაადგინა, რომ წინასწარი მკურნალობის დაბალ ტემპერატურაზე, წინამორბედები უფრო ხშირად განიცდიან ჰიდროლიზის რეაქციებს, რაც იწვევს ბოჭკოებზე ზედაპირულ ნაოჭებს, რამაც გამოიწვია კერამიკული ბოჭკოების ზედაპირზე მეტი ბზარები და მაკრო დონეზე პირდაპირი პულვერიზაცია; წინასწარი მკურნალობის უფრო მაღალი ტემპერატურა გამოიწვევს წინამორბედის კრისტალიზაციასლუთეტიუმის ოქსიდი, არათანაბარი ბოჭკოვანი სტრუქტურის გამომწვევი, რის შედეგადაც უფრო მეტი ბოჭკოვანი სისუფთავე და მოკლე სიგრძე; წინასწარი მკურნალობის შემდეგ 145 ℃ ზე, ბოჭკოვანი სტრუქტურა მკვრივია და ზედაპირი შედარებით გლუვია. მაღალი ტემპერატურის სითბოს მკურნალობის შემდეგ, მაკროსკოპული თითქმის გამჭვირვალე უწყვეტიალუთეტიუმის ოქსიდიბოჭკოვანი დიამეტრით დაახლოებით 40 წარმატებით იქნა მიღებული μ M.

სურათი 2 წინასწარ დამუშავებული წინამორბედის ბოჭკოების ოპტიკური ფოტოები და SEM სურათები. წინამორბედი ტემპერატურა: (A, D, G) 135 ℃, (B, E, H) 145 ℃, (C, F, I) 155 ℃

სურათი 3 უწყვეტი ოპტიკური ფოტოლუთეტიუმის ოქსიდიბოჭკოები კერამიკული მკურნალობის შემდეგ. წინამორბედი ტემპერატურა: (ა) 135 ℃, (ბ) 145 ℃

სურათი 4: (ა) XRD სპექტრი, (ბ) ოპტიკური მიკროსკოპის ფოტოები, (გ) უწყვეტი თერმული სტაბილურობა და მიკროსტრუქტურალუთეტიუმის ოქსიდიბოჭკოები მაღალი ტემპერატურის მკურნალობის შემდეგ. სითბოს მკურნალობის ტემპერატურა: (D, G) 1100 ℃, (E, H) 1200 ℃, (F, i) 1300 ℃

გარდა ამისა, ეს ნამუშევარი პირველად იუწყება დაძაბულობის სიმტკიცე, ელასტიური მოდული, მოქნილობა და უწყვეტი წინააღმდეგობალუთეტიუმის ოქსიდიბოჭკოები. ერთი ძაფის დაძაბულობის სიმტკიცეა 345.33-373.23 MPA, ელასტიური მოდული არის 27.71-31.55 GPA, ხოლო საბოლოო მრუდიანი რადიუსი არის 3.5-4.5 მმ. სითბოს მკურნალობის შემდეგაც კი, 1300 ℃ - ზე, ბოჭკოების მექანიკური თვისებების მნიშვნელოვანი დაქვეითება არ აღინიშნა, რაც სრულად ამტკიცებს, რომ უწყვეტი ტემპერატურის წინააღმდეგობალუთეტიუმის ოქსიდიამ ნაშრომში მომზადებული ბოჭკოები არ არის არანაკლებ 1300.

სურათი 5 უწყვეტი მექანიკური თვისებებილუთეტიუმის ოქსიდიბოჭკოები. (ა) სტრესის დაძაბვის მრუდი, (ბ) დაძაბულობის სიმტკიცე, (გ) ელასტიური მოდული, (DF) საბოლოო მრუდიანი რადიუსი. სითბოს მკურნალობის ტემპერატურა: (დ) 1100 ℃, (ე) 1200 ℃, (ვ) 1300

ეს ნამუშევარი არა მხოლოდ ხელს უწყობს გამოყენებას და განვითარებასლუთეტიუმის ოქსიდიმაღალი ტემპერატურის სტრუქტურულ მასალებში, მაღალი ენერგიის ლაზერებსა და სხვა სფეროებში, მაგრამ ასევე უზრუნველყოფს ახალ იდეებს მაღალი ხარისხის ოქსიდის უწყვეტი ბოჭკოების მომზადებისთვის