산화 루테튬높은 내열성, 내식성 및 낮은 포논 에너지로 인해 유망한 내화물입니다.또한 균질한 성질, 녹는점 이하에서 상전이가 없고 구조적 내성이 높아 촉매물질, 자성재료, 광학유리, 레이저, 전자공학, 발광, 초전도, 고에너지 방사선 등에 중요한 역할을 합니다. 발각.전통적인 재료 형태와 비교하여,산화 루테튬섬유 재료는 매우 강한 유연성, 더 높은 레이저 손상 임계값, 더 넓은 전송 대역폭과 같은 장점을 나타냅니다.그들은 고에너지 레이저 및 고온 구조 재료 분야에서 광범위한 응용 가능성을 가지고 있습니다.그러나 직경이 길다.산화 루테튬전통적인 방법으로 얻은 섬유는 더 큰 경우가 많습니다(>75μm). 유연성이 상대적으로 낮으며 고성능에 대한 보고는 없습니다.산화 루테튬연속 섬유.이러한 이유로 산동대학교의 Zhu Luyi 교수 등은 다음을 사용했습니다.루테튬유기 고분자(PALu)를 전구체로 함유하고 건식 방사 및 후속 열처리 공정을 결합하여 고강도 및 세경의 유연한 산화 루테튬 연속 섬유 제조의 병목 현상을 극복하고 제어 가능한 고성능 제조를 달성합니다.산화 루테튬연속 섬유.
그림 1 연속 건식 방사 공정산화 루테튬섬유
이 연구는 세라믹 공정 중 전구체 섬유의 구조적 손상에 중점을 둡니다.전구체 분해 형태의 조절에서 시작하여 압력을 이용한 수증기 전처리의 혁신적인 방법이 제안됩니다.분자 형태의 유기 리간드를 제거하기 위해 전처리 온도를 조정함으로써 세라믹 공정 중 섬유 구조의 손상을 크게 방지하여 연속성을 보장합니다.산화 루테튬섬유.우수한 기계적 성질을 나타냅니다.연구에 따르면 전처리 온도가 낮을수록 전구체가 가수분해 반응을 거쳐 섬유 표면에 주름이 생기고 세라믹 섬유 표면에 더 많은 균열이 생기고 거시적 수준에서 직접 분쇄될 가능성이 더 높습니다.전처리 온도가 높을수록 전구체가 직접 결정화됩니다.산화 루테튬, 불균일한 섬유 구조를 유발하여 섬유 취성이 커지고 길이가 짧아집니다.145℃에서 전처리한 후 섬유구조가 치밀하고 표면이 비교적 매끄러워졌습니다.고온 열처리 후 거시적으로 거의 투명한 연속산화 루테튬직경이 약 40 μM인 섬유를 성공적으로 얻었습니다.
그림 2. 전처리된 전구체 섬유의 광학 사진 및 SEM 이미지.전처리 온도: (a, d, g) 135℃, (b, e, h) 145℃, (c, f, i) 155℃
그림 3 연속 광학 사진산화 루테튬세라믹 처리 후 섬유.전처리 온도: (a) 135℃, (b) 145℃
그림 4: (a) XRD 스펙트럼, (b) 광학현미경 사진, (c) 열안정성 및 연속된 미세구조산화 루테튬고온 처리 후 섬유.열처리 온도: (d, g) 1100℃, (e, h) 1200℃, (f, i) 1300℃
또한, 이 연구는 연속 재료의 인장 강도, 탄성 계수, 유연성 및 온도 저항을 처음으로 보고합니다.산화 루테튬섬유.단일 필라멘트 인장 강도는 345.33-373.23MPa, 탄성 계수는 27.71-31.55GPa, 최종 곡률 반경은 3.5-4.5mm입니다.1300℃에서 열처리한 후에도 섬유의 기계적 성질이 크게 감소하지 않았으며 이는 연속섬유의 내열성이 충분히 입증되었습니다.산화 루테튬이 작업에서 제조된 섬유의 온도는 1300℃ 이상입니다.
그림 5 연속의 기계적 성질산화 루테튬섬유.(a) 응력-변형률 곡선, (b) 인장 강도, (c) 탄성 계수, (df) 극한 곡률 반경.열처리 온도: (d) 1100℃, (e) 1200℃, (f) 1300℃
이 작업은 응용 프로그램 및 개발을 촉진할 뿐만 아니라산화 루테튬고온 구조재료, 고에너지 레이저 등의 분야에서 활용될 뿐만 아니라 고성능 산화물 연속섬유 제조에 새로운 아이디어를 제공합니다.
게시 시간: 2023년 11월 9일