山東大學晶體材料研究所朱陸益&張健Ceram. Int.：熱處理氣氛對Lu2O3纖維膜拉伸強度和

DOI:10.1016/j.ceramint.2020.11.202

通過靜電紡絲一種新型高镥含量前驅體，制備了具有強柔性和高抗拉強度的Lu2O3纖維膜。觀察了膜的微觀結構，并研究了熱處理氣氛和溫度對膜力學性能的影響機理。結果表明，前驅體中Lu2O3含量為63％，有機物的分解溫度范圍較寬。氮氣熱處理可在膜中保留少量殘余碳。少量的碳阻礙了傳質過程，增加了晶界密度，抑制了晶粒的生長，提高了纖維膜的拉伸強度和柔性。在1000℃下熱處理2h后，Lu2O3纖維膜的拉伸強度高達6.81MPa，明顯高于文獻報道的陶瓷纖維膜。

圖1.將前體纖維膜置于（a）空氣和（b）氮氣中，在相應的熱處理溫度下保存2h獲得的樣品的XRD圖譜。

圖2.在（a）空氣和（b）氮氣中，于相應溫度下熱處理的前體纖維膜的FT-IR光譜。

圖3.前體纖維膜在（a）空氣和（b）氮氣中的TG-DSC-DTG曲線。

圖4.（a，b）Lu2O3纖維膜在空氣和氮氣中于相應溫度下熱處理2h的數碼照片，（c）藍色區域的放大圖，（d）N-1000纖維膜卷在直徑為4mm的玻璃棒上，以及（e）打結的Lu2O3纖維膜的數碼照片。

圖5.在空氣和氮氣中處理的Lu2O3纖維膜的SEM圖。樣品A-600，A-700，A-800，A-900和A-1000分別對應于（a），（b），（c），（d）和（e）。N-600，N-700，N-800，N-900和N-1000樣品分別對應于（a'），（b'），（c'），（d'）和（e'）。A-1000和N-1000的晶粒尺寸分布圖分別對應于（f）和（f'）。

圖6.（a，b）在空氣和氮氣中熱處理至相應溫度的Lu2O3纖維膜的拉伸強度，（c）柔性Lu2O3纖維膜的數碼照片，以及（d）不同氧化物纖維膜的拉伸強度-熱處理溫度分布圖。