Lutetiumoxideis een veelbelovend vuurvast materiaal vanwege de weerstand van hoge temperatuur, corrosieweerstand en lage fononenergie. Bovendien speelt het vanwege de homogene aard, geen fase-overgang onder het smeltpunt en hoge structurele tolerantie, een belangrijke rol in katalytische materialen, magnetische materialen, optisch glas, laser, elektronica, luminescentie, superconductiviteit en hoge-energie straling detectie. Vergeleken met traditionele materiële vormen,lutetiumoxideVezelmaterialen vertonen voordelen zoals ultrasterke flexibiliteit, hogere laserdrempel en bredere transmissiebandbreedte. Ze hebben brede aanvraagperspectieven op het gebied van energierijke lasers en structurele materialen met hoge temperatuur. De diameter van lang echterlutetiumoxideVezels verkregen door traditionele methoden is vaak groter (> 75 μm) De flexibiliteit is relatief slecht en er zijn geen meldingen van high-performance geweestlutetiumoxideContinue vezels. Om deze reden gebruikte professor Zhu Luyi en anderen van de Shandong UniversitylutetiumBevat organische polymeren (PALU) als voorlopers, gecombineerd met droge spinning en daaropvolgende warmtebehandelingsprocessen, om door het knelpunt te breken van het bereiden van hoge sterkte en fijne diameter flexibele lutetiumoxide-continue vezels, en bewerkbare bereiding van hoge prestaties te bereikenlutetiumoxideContinue vezels.
Figuur 1 droog spinproces van continulutetiumoxidevezels
Dit werk richt zich op de structurele schade van voorlopervezels tijdens het keramische proces. Beginnend met de regulering van de ontledingsvorm van de voorloper, wordt een innovatieve methode van druk ondersteunde waterdampvoorbehandeling voorgesteld. Door de voorbehandelingstemperatuur aan te passen om organische liganden in de vorm van moleculen te verwijderen, wordt de schade aan de vezelstructuur tijdens het keramische proces sterk vermeden, waardoor de continuïteit van wordt gewaarborgdlutetiumoxidevezels. Uitstekende mechanische eigenschappen vertonen. Uit onderzoek is gebleken dat bij lagere voorbehandelingstemperaturen voorlopers eerder hydrolysereacties ondergaan, waardoor oppervlaktrimpels op de vezels worden veroorzaakt, wat leidt tot meer scheuren op het oppervlak van keramische vezels en directe pulverisatie op macro-niveau; Een hogere voorbehandelingstemperatuur zal ervoor zorgen dat de voorloper rechtstreeks in de kristalliseertlutetiumoxide, het veroorzaken van ongelijke vezelstructuur, resulterend in grotere vezelbrosheid en kortere lengte; Na voorbehandeling bij 145 ℃ is de vezelstructuur dicht en is het oppervlak relatief glad. Na warmtebehandeling op hoge temperatuur, een macroscopische bijna transparant continulutetiumoxideVezel met een diameter van ongeveer 40 werd succesvol verkregen μ M.
Figuur 2 Optische foto's en SEM -afbeeldingen van voorbewerkte voorlopervezels. Voorbehandelingstemperatuur: (a, d, g) 135 ℃, (b, e, h) 145 ℃, (c, f, i) 155 ℃
Figuur 3 Optische foto van continulutetiumoxidevezels na keramische behandeling. Voorbehandelingstemperatuur: (a) 135 ℃, (b) 145 ℃
Figuur 4: (a) XRD -spectrum, (b) Optische microscoopfoto's, (c) Thermische stabiliteit en microstructuur van continulutetiumoxideVezels na behandeling op hoge temperatuur. Warmtebehandelingstemperatuur: (d, g) 1100 ℃, (e, h) 1200 ℃, (f, i) 1300 ℃
Bovendien rapporteert dit werk voor het eerst de treksterkte, elastische modulus, flexibiliteit en temperatuurweerstand van continulutetiumoxidevezels. De treksterkte van de enkele filament is 345.33-373.23 MPa, de elastische modulus is 27.71-31,55 GPa en de ultieme krommingstraal is 3,5-4,5 mm. Zelfs na warmtebehandeling bij 1300 ℃ was er geen significante afname van de mechanische eigenschappen van de vezels, wat volledig bewijst dat de temperatuurweerstand van de continulutetiumoxideVezels die in dit werk zijn voorbereid, is niet minder dan 1300 ℃.
Figuur 5 Mechanische eigenschappen van continulutetiumoxidevezels. (a) Stress-rekcurve, (b) treksterkte, (c) elastische modulus, (df) ultieme krommingsradius. Warmtebehandelingstemperatuur: (d) 1100 ℃, (e) 1200 ℃, (f) 1300 ℃
Dit werk bevordert niet alleen de toepassing en ontwikkeling vanlutetiumoxideIn structurele materialen op hoge temperatuur, energierijke lasers en andere velden, maar biedt ook nieuwe ideeën voor de bereiding van high-performance oxide continue vezels
Posttijd: nov-09-2023