脉冲激光热力冲击效应对电沉积的作用

脉冲激光电化学复合沉积利用激光的热力冲击效应可以有效提高沉积效率,改善加工质量。在所构建的纳秒脉冲激光电化学沉积加工系统中,利用激光辐照和电化学沉积的方法对铜进行了复合沉积试验。分析了激光的热力冲击效应对电沉积的作用机理,激光产生的力效应使阴极基片发生弹性变形,改变了电极电势和电流密度,提高了电沉积质量。通过加工试验,研究了激光平均功率密度对沉积质量和沉积效率的影响,并进行了讨论。试验结果表明,激光平均功率密度介于100~400 kW/cm2时可以获得较好的沉积层质量。激光平均功率密度在200 kW/cm2左右,沉积速率取得最大值。     

激光热力强化电化学沉积试验研究

为了进一步揭示激光的热力效应对电化学沉积的强化作用,构建了激光电化学复合沉积试验系统,进行了理论分析和实验验证。采用激光循环往复的扫描方式照射沉积区域制备沉积层试样,对沉积过程中的力效应和热效应进行测试,最后采用扫描电子显微镜对沉积层的表面形貌和截面形貌进行观察对比。结果表明,激光的热力效应能加快金属离子的还原反应,促进晶核形成和晶粒细化,在激光能量为0.2mJ（20kHz）时,能获得良好的沉积速率（0.198mg/min）;在激光能量为0.4mJ（20kHz）时,沉积层的拉伸强度性能较好,达到256.38 MPa。此研究结果对电解加工技术的发展是有一定帮助的。     

激光重熔喷射电沉积纳米结构镍涂层性能研究

为了研究激光重熔工艺对用喷射电沉积方法在45#钢基体表面制备的纳米结构镍涂层性能的影响,采用扫描电镜和X射线衍射仪对涂层表面形貌和晶粒尺寸进行了分析,并对涂层做了表面显微硬度测试和耐腐蚀性试验,对激光重熔工艺对涂层性能影响进行了理论分析和实验验证。结果表明,在优选的工艺参数下,喷射电沉积制备的镍涂层由平均尺寸为13.7nm的纳米晶颗粒组成;经过激光重熔后,熔融区内的晶粒尺寸明显减小,涂层与基体由机械结合变为冶金结合,涂层的表面显微硬度和耐腐蚀性能得到明显的提高。这一结果对于促进激光加工技术在纳米材料的应用具有一定的理论意义和实际价值。     

激光电化学复合加工的冲击空化检测及试验

为了测量脉冲激光击穿电解液下产生的声压信号,探讨冲击空化效应对激光电化学复合加工的作用和影响,建立了激光电化学复合加工检测系统。采用水听器采集脉冲激光聚焦电解液下产生的声压信号,使用示波器对声压信号进行存储、XVIEWER软件对声压波形分析和计算,最后对激光电化学复合加工的区域进行拍照,并分析冲击空化效应对激光电化学复合加工后的形貌特性和表面质量的作用和影响。结果表明,脉冲激光聚焦电解液下,产生冲击空化效应,向外辐射3个不同声压信号;随着激光能量的增加,激光冲击空化的3个声压变大,空泡的半径和泡能均增加;在激光电化学复合加工中,激光能量增加,产生的等离子冲击波和射流力越大,工件去除的量越多;空泡脉动促进电解液的流动,对加工区域的微观形貌和表面质量起重要作用。这一结果对复合加工的过程和形貌是有帮助的。     

脉冲激光冲击效应对定域电沉积铜晶粒及其表面形貌的影响

为了研究脉冲激光冲击效应对定域电沉积铜晶粒及其表面形貌的影响,搭建了脉冲激光电化学复合沉积实验系统,并进行了理论分析和实验验证。对沉积过程中的冲击效应进行了检测,采用扫描电子显微镜观察沉积体的表面形貌。结果表明,利用脉冲激光与电沉积液的相互作用,可细化定域电沉积晶粒。此外,激光能量增大时,沉积体晶粒细化,宽度增大,沉积体表面形貌更加平整,内部气孔减少。     

激光诱导化学液相沉积Fe膜的研究

为了沉积出表面平整、尺寸精确、沉积区域具有可选择性的Fe膜,采用YAG固体激光器,以Fe(CO)5为液相前驱体,利用一定厚度的石英片减少副产物,在激光功率密度为1.0106W/cm2、激光频率为2.5kHz、激光扫描速率为300mm/s、激光重复扫描次数为200次的条件下,沉积出表面平整性较好、并且具有一定厚度的Fe沉积层。通过测试分析发现,沉积层表面质量受激光功率密度影响较大;激光功率密度是影响到沉积层能否沉积以及沉积厚度的重要参量。结果表明,通过激光诱导,以Fe(CO)5为前驱体,可以实现铜表面的Fe膜的沉积。     

金属基复合材料WC/SS316L超音速激光沉积行为及电化学失效机理

利用超音速激光沉积技术在316L基体上制备了WC/SS316L复合沉积层,并分析了该复合沉积层中颗粒的沉积行为、界面结合、组织结构特征以及其在电化学环境下的失效机理。研究结果表明,由于激光辐照的软化作用,SS316L颗粒在高速撞击过程中表现出较好的塑性变形能力,能够实现有效沉积;在激光辐照和高速粒子塑性变形的双重作用下,超音速激光沉积层较单一冷喷(CS)沉积层具有更好的界面结合行为。由于高速粒子塑性变形产生了加工硬化现象,沉积层中SS316L的显微硬度较原始粉末的明显增大。在电化学腐蚀环境下,WC/SS316L界面较易发生腐蚀行为。     

激光重熔对喷射电沉积纳米镍涂层组织与性能的影响

为了提高喷射电沉积纳米镍涂层的性能,采用激光重熔工艺对涂层进行处理,研究了激光重熔对涂层微观组织和性能的影响。用扫描电镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)和显微硬度计分析了涂层表面形貌、微观结构和显微硬度,同时对涂层的腐蚀特性进行了考察。结果表明,在优化的工艺参数下,喷射电沉积制备的镍涂层表面比较平整,结合致密,由平均尺寸为13.7 nm的纳米晶颗粒组成,但涂层中仍存在一些孔隙及其他缺陷;经过激光重熔后,熔融区内的晶粒尺寸明显减小,使涂层致密化程度得以提高并使涂层与基体由机械结合变为冶金结合,因此激光重熔处理后涂层的显微硬度明显提高,且其耐腐蚀性能明显优于原喷射电沉积镍涂层。     

纳米化学复合镀的开发及在PCB制造中的应用研究

化学镀表面处理技术使用范围很广,镀层均匀、装饰性好;在防护性能方面,能提高产品的耐蚀性和使用寿命;在功能性方面,能提高加工件的耐磨性和导电性、润滑性能等特殊功能,因而成为表面处理技术的一个重要部分。钠米化学复合镀是在化学镀液中加入纳米粒子,使其与化学镀层共沉积的工艺技术。文章主要研究在化学镀Ni-P中加入纳米颗粒,在基体表面沉积具有镀厚均匀、耐磨、耐腐蚀、可焊的纳米复合镀层,阐明镀液组成和工艺条件对沉积速率、镀液稳定性、镀层与基体的结合力的影响,获得钠米化学复合镀技术的工艺参数,并对纳米复合镀层的性能进行了研究。     

电磁搅拌辅助激光沉积成形钛合金试验研究

为了研究磁场搅拌对激光沉积钛合金组织和性能的影响,将自行设计的旋转磁场引入到激光成形系统中,并进行了钛合金沉积成形实验。考察了不同磁场参数下试样的宏观形貌和微观组织,测量了激光沉积层的显微硬度。结果显示:磁场引起激光熔池的强烈对流,使单道沉积层的表面呈现下凹状;且在一定范围内,磁场搅拌速率越快,沉积层α片层组织越细密,硬度越大,可达440HV0.1。表明旋转磁场加剧了熔池的对流,从而加快了其冷却速度,细化了沉积层内的片层组织,并提高沉积层的力学性能。     

Al2O3纳米复合陶瓷涂层激光熔覆试验研究

本文将等离子喷涂与激光熔覆工艺相结合 ,进行了纳米Al2 O3复合涂层的激光熔覆试验 ,分析了各工艺参数对熔覆工艺的影响 ,研究了熔覆过程中纳米陶瓷材料晶粒生长过程 ,得到了较为合理的纳米Al2 O3激光熔覆工艺。通过SEM、X射线衍射、摩擦磨损试验等手段对得到的复合涂层进行了微观组织、磨损性能等检测。结果表明 :采用优化的熔覆工艺 ,纳米Al2 O3熔覆材料的晶粒生长得到极大抑制 ,保持纳米结构 ,其在复合涂层常规材料表面与空洞间隙中紧密排列 ,极大提高了涂层质量与性能     

激光熔覆铁基TiC复合涂层成形质量的控制方法

为了揭示激光熔覆工艺参数对铁基TiC复合熔覆层成形质量的作用规律、优化激光熔覆工艺参数,使用YAG固体激光器在60Si2Mn基体上激光熔覆铁基TiC复合涂层,基于响应面法建立输出电流、脉冲宽度、扫描速率与熔覆层宽度、高度、熔池深度、宽高比、稀释率以及硬度之间的数学模型,并对模型进行方差分析,获得了工艺参数与成形质量之间...     

扫描速率对激光熔覆镍基合金涂层性能的影响

为了提高材料表面强度和硬度,在材料的表面采用激光熔覆技术熔覆合金涂层以提高其表面性能。相同的激光功率下采用不同的激光扫描速率在材料表面激光熔覆制备镍基（Ni60）复合涂层,取得了在基材表面获得理想熔覆层的工艺参量,并对熔覆层的性能进行了检测。结果表明,随着激光扫描速率的增加,表面粗糙度变大,熔覆层的宽度、高度、基材的熔化深度都有一定程度的降低,裂纹出现增大趋势,熔覆层显微硬度高出基材显微硬度约500HV,激光熔覆技术在一定范围内可以实现对基材的表面硬化。该结果为材料表面强化的研究提供了参考。     

纳米SiC含量对激光熔覆镍基合金组织性能影响

采用预置式,在45^#钢基体表面,铺设0.8 mm厚度的纳米SiC增强NiFeBSi复合合金粉末。利用3 kW横流CO₂激光,熔覆不同增强比例的复合涂层。利用X射线衍射（XRD）仪,扫描电镜（SEM）、显微硬度仪、摩擦磨损试验机分别对不同增强比例涂层进行微观组织、力学性能的分析及讨论。探究了纳米SiC含量对熔覆层组织性能的影响。研究结果表明,NiFeBSi+纳米SiC复合涂层具有与NiFeBSi合金涂层相似的组织形貌特征,在激光熔覆过程中纳米SiC颗粒的分解,致使γ（Fe,Ni）枝晶间上形成了多种碳化物。因此,显著提高了NiFeBSi合金涂层的硬度,并随着纳米SiC的掺入量增多,硬度提高显著。纳米SiC的加入显著地增强了熔覆层的耐磨性能,但随含量增加磨痕表面产生脆性变形和裂纹,其中NiFeBSi+w（SiC）=7%复合涂层的耐磨性能最好。     

TC4表层激光熔覆Fe基合金层组织及性能研究

为了提高TC4合金部件表面的耐磨耐腐蚀性, 采用数字化分析测试、金相显微形貌分析等方法, 研究分析了TC4钛合金表面激光熔覆制备Fe35A涂层的显微组织和综合性能。结果表明, 在激光功率为2.3kW、扫描速率为9mm/s、送粉速率为10g/min的最佳经验工艺参数下, TC4表层制备Fe基合金沉积层的宏观形貌最佳, 金相组织较好, 晶粒细化且均匀分布, 基体与沉积层熔合度高; 沉积层表面洛氏硬度高达40.2HRC, 显微硬度平均高达645.5HV, 沉积层整体力学性能明显高于基体组织。该研究为TC4钛合金表面的高质量修复和再利用提供了实践参考。     

图案化铜纳米线阵列的制备

采用紫外光刻法制得图案化的阳极氧化铝模板。在模板上蒸镀金膜后,采用电化学沉积法制备了铜纳米线,用扫描电子显微镜观察,研究了最佳电化学沉积时间。结果表明,铜纳米线阵列的图案与掩膜的图案完全一致,呈直径约5μm的圆形。铜纳米线的长度随沉积时间的增加而增长,沉积时间20min,即可制得长度约5μm的铜纳米线阵列结构。在此基础上可研制微器件。     

激光原位熔覆制备TiC/TiB硬质陶瓷复合涂层

采用5 kW横流CO2激光器,在TC4钛合金表面熔覆TiC与TiB2混合粉末,制备出了组织细密、无裂纹与气孔的TiC/TiB复合陶瓷涂层.采用扫描电镜(SEM)、能量散射X谱仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)以及HXD-1000B显微硬度计,分析了熔覆层的显微组织形貌、成分与物相结构,测试了激光熔覆层的显微硬度.结果表明,激光熔覆原位制备的TiC/TiB复合涂层与基体呈冶金结合,熔覆层组织呈现出由表层十字形花瓣状TiC组织到结合区致密小颗粒TiC组织分布变化的特点.同时,熔层中有大量的纤维状TiB组织填充在十字形花瓣状组织与颗粒状组织之间,且纤维组织从熔覆层表层到结合区逐渐增加.熔覆层的显微硬度值最高可达1240 HV0.2,为基体的3.5倍.     

激光合金化制备WC颗粒增强复合层耐磨性研究

通过铸造WC和Co包WC与Ni45粉末的复合添加, 运用激光合金化技术在中碳钢表面制备以WC颗粒为增强相的Ni基复合层, 对复合层的微观组织、硬度及耐磨性进行了测试与分析。结果表明: 激光合金化技术可在中碳钢表面制备均匀的WC颗粒增强合金化层, 合金层的硬度及耐磨性得到显著提高。从表面磨损形貌可知, 合金层在室温干摩擦过程中, 均发生不同程度的磨料磨损和粘着磨损, 强化机理主要为第二相强化, WC＋Ni45制备的合金层耐磨性最佳。