我国射线化学合成SiC纤维及相关材料的现状与展望

传统CVD法合成的SiC纤维其最高使用温度仅有900℃,氧化先驱丝法制备的SiC纤维也只能用于1 000℃以下。主要介绍了我国射线化学合成法制备耐高温抗氧化的SiC纤维(使用温度高于1 600℃,单丝抗拉强度达2.2～2.7GPa)的系列关键技术,及其基于这些技术制备圆形截面管状SiC纤维(外径为10～15μm,壁厚2～3μm)的技术;同时也简介了射线化学应用于纳米微孔SiC功能陶瓷以及SiCf/SiC陶瓷基复合材料等方面的研究进展。     

铜包覆纳米碳化硅复合粉体的制备及表征

利用非均匀形核法制备了铜包覆纳米SiC复合粉体，通过XRD、SEM、EDS、TEM等手段对复合粉体进行了微观测试和表征。结果表明：纳米SiC颗粒表面的铜包覆层均匀、连续，铜晶粒平均粒径约38nm，部分氧化成CuzO，氧化率为11．54％。用质量分数为0．5％的PEG-20000作为分散剂，能有效地分散纳米SiC颗粒，并阻止包覆在纳米SiC颗粒表面的铜晶粒过度长大。     

纳米SiC含量对Fe/WC金属陶瓷涂层组织及性能的影响

在等离子喷涂Fe基WC涂层的表面预置不同厚度的纳米SiC粉末,通过激光重熔工艺制备出不同纳米SiC含量的涂层。利用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对重熔层的金相组织、微观形貌、相成分进行分析;利用显微硬度仪测试重熔层的表面和截面显微硬度;利用MMG-10型摩擦磨损试验机检测重熔层的耐磨性能。结果表明:随着纳米SiC含量的提高,重熔层的晶粒细化程度提高,孔隙的尺寸和数量降低,重熔层中CrSi_2、Cr_7C_3等硬质中间相增加,并且生成的新相(Fe_2Si、CrSi)也随之增多;涂层的显微硬度和耐磨性能也随着纳米SiC的增多而提高。     

激光重熔纳米SiC复合陶瓷涂层组织和性能研究

研究了WC／Co-NiCrAl等离子复合陶瓷涂层、激光重熔等离子涂层、激光渗入纳米SiC涂层的组织结构、耐磨性能。结果证明：在所定的工艺参数下，等离子喷涂层组织呈层片状，层间为机械结合界面；经激光重熔后，激光作用区涂层组织细化，孔隙率降低，耐磨性能是原等离子涂层的1．3倍；渗入纳米SiC后，组织进一步细化，孔隙率进一步降低，SiC颗粒仍处于纳米尺度，分布在粗颗粒表面及粗颗粒之间，其耐磨性能是原等离子涂层的2．6倍。     

反应烧结SiC三维刚性骨架增强金属基复合材料

采用反应烧结制备工艺制备出具有强度高、耐高温、抗氧化、耐磨损等一系列优点的SiC三维刚性骨架.在SiC刚性骨架中压铸熔融金属,可制备出金属基复合材料.对制得的反应烧结SiC三维刚性骨架及其金属基复合材料做了X射线、电镜观察.结果表明,用这种方法制备的复合材料有优异的比强度、比模量、耐磨性、良好的耐热性及抗冲击性,可广泛...     

基于灰关联综合评价模型的激光合金化层的质量评价

针对自制Ni基自熔合金粉末,研究添加不同组分纳米SiC后对45号钢表面激光合金化层的影响。实验结果表明,在优化的激光合金化工艺参数下所得到的合金化层表面光滑致密、组织细小均匀、硬度高且与基体实现了良好的冶金结合。摩擦磨损试验表明,自制纯Ni基配方粉末的激光合金化层的耐摩擦磨损性能比淬火40Cr钢优异,添加了纳米SiC后的合金化层的耐磨性能又有进一步提高,在相同工艺条件下,加入20%的纳米SiC后耐摩擦磨损性能最优。盐雾试验表明,不论是自制纯Ni基配方粉末合金化层还是添加SiC的Ni基粉末的复合层的耐蚀性能都远强于基体材料,随加入纳米SiC量的增加,合金化层的耐腐蚀性能略有下降。最后针对以上结果使用灰色关联综合评价模型对合金化层的质量进行了综合评价,评价向量表明添加20%SiC的激光合金化层的综合性能最优。     

纳秒激光加工2.5维Cf/SiC复合材料的烧蚀孔洞特征

针对新型材料2.5维碳纤维增强陶瓷基（Cf/SiC）复合材料采用传统机械加工难以去除加工的问题，采用纳秒激光烧蚀2.5维Cf/SiC复合材料，烧蚀后采用扫描电子显微镜观察其烧蚀孔洞形貌特征，并分析其烧蚀去除机制，讨论激光加工参数对烧蚀孔径的影响。研究表明，Cf/SiC复合材料的激光烧蚀区域出现烧蚀孔洞、重凝、纤维断口、末端气胀，以及长轴与纤维方向一致的椭圆形材料性能变化区域等烧蚀现象；激光烧蚀Cf/SiC复合材料过程中存在氧化的化学变化现象；烧蚀产生的孔径随烧蚀功率的增加和烧蚀时间的延长而增大，烧蚀时间和烧蚀功率均较大时，可能存在烧蚀孔洞被重凝材料堵塞或部分堵塞的情况。计算出纳秒激光的束腰半径为223 μm，纳秒激光烧蚀Cf/SiC复合材料的烧蚀阈值为0.32 J/cm2。     

纳米SiC/Ni复合镀层的制备及其摩擦磨损性能

用电沉积方法在316L不锈钢表面制备了纯镍镀层和纳米SiC/Ni复合镀层,考察了电镀时间、SiC质量浓度、电流密度和镀液温度对复合镀层中纳米SiC含量的影响,表征了镀层的表面形貌和SiC纳米颗粒的尺寸;最后研究了镀层的摩擦磨损性能。结果表明:复合镀层中纳米SiC的含量随着电镀时间延长、电流密度增大、镀液温度升高以及SiC质量浓度的增大先升高后降低,且最佳工艺参数为电镀时间30min,SiC质量浓度20g·L-1,电流密度2A·dm-2,镀液温度60℃,镀液pH4.5,搅拌速度300r·min-1;与纯镍镀层相比,纳米SiC/Ni复合镀层的晶粒更细小,组织更致密,具有更好的摩擦磨损性能,摩擦因数降低了7%以上,磨损率降低了50%。     

TiNi表面磁控溅射DLC薄膜的纳米压痕与摩擦性能

采用室温磁控溅射技术在TiNi合金表面制备出DLC/SiC(类金刚石/碳化硅)双层薄膜(SiC为中间层),采用拉曼光谱仪、纳米压痕仪和球-盘式摩擦磨损仪研究DLC薄膜的结构、纳米压痕和摩擦性能.结果表明:制备的DLC/SiC薄膜石墨含量高、纳米硬度(5.493 GPa)低、弹性模量(62.2447 GPa)低.在以氮化硅球(半径为2mm)为对摩件,4.9N载荷、室温、Kokubo人体模拟体液润滑下,该DLC/SiC薄膜具有低且稳定的摩擦因数,其平均值约为0.094.     

球形银纳米粒子的微波法制备和表征及其光谱特性研究

以聚乙烯醇为还原剂（PVA）,聚乙二醇（PEG）为稳定剂,采用微波法制备了黄色、球形的银纳米粒子,用紫外-可见吸收光谱和同步光散射光谱研究了其最佳制备条件。同时采用透射电子显微镜、原子力显微镜、光子相关纳米激光粒度分析,对制备的银纳米进行了表征。实验结果表明,该法制备的银纳米粒子在415nm处存在最大吸收峰,在470nm处存在最强的共振散射峰;其平均粒径为14±5nm,分散性和稳定性较好。该法简单、快捷,为银纳米的应用提供了很好的制备方法。     

激光热处理技术的研究现状及发展

主要阐述了激光相变硬化的特点及强化机理,激光表面相变硬化工艺,包括材料表面预处理、激光相变硬化工艺参数、扫描方式等。文中分析了钢铁材料激光相变硬化后的组织与性能,介绍了近年来激光相变硬化技术在材料科学领域的研究状况。     

激光工艺参数对改善编织摩擦材料性能的研究

利用激光扫描编织摩擦材料能明显提高其摩擦性能。采用正交试验设计的方法优化激光工艺参数,以激光电流、扫描速度、离焦量和扫描轨迹为试验因素。试验结果表明,影响编织摩擦材料的摩擦性能最主要因素是温度,激光扫描编织摩擦材料的最佳试验参数:激光电流为13.5 A、扫描速度为700 mm/m in、离焦量为2 mm、扫描轨迹是间距为0.5 mm的矩形波。揭示了激光扫描后编织摩擦材料热衰退机理。     

A novel absorptive thin film for laser welding in optoelectronic device capsulation

1Introduction Laserweldingisakindofkeytechniquein thefieldofoptoelectronicdevicecapsulation.Thisprovedefficienttechniqueisincreasingly appliedinthewave guidematerialssuchas SiO2,Si,SiCandLiNbO3.Ouroriginalsugges tionistojointtheLiNbO3wave guideandV groovefiberopticassemblyonthesurfaceofthe steelsubstrate.Generally,agglutinationisthe regularchoice.Actually,thecorrespondinglyhighexpan sioncoefficientandshortlifespanoftheadhe sivesarethegreatestdrawbacks,thoughitisa convenienttechnique.Tin …     

不同材料的准分子激光修饰表面形貌的分形表征

采用准分子激光加工方法,在相同的工艺参数下加工了脆性材料（A1203陶瓷）和塑性材料（不锈钢、Q235钢）试件.采用分形理论研究了准分子激光加工的不同材料表面的分形特征,通过结构函数法计算了表面微观形貌的分形维数.结果表明：准分子激光加工的不同材料的表面形貌具有不同的分形特性,在相同的加工条件下A1203陶瓷材料表面的分形维数大于不锈钢、Q235钢等塑性材料表面的分形维数,表明脆性材料和塑性材料具有不同的准分子激光加工属性;准分子激光加工表面的分形维数随着激光扫描速度的增大而减小,随放大器电压和脉冲频率的增大而增大,表明可以通过改变加工参数得到不同的分形维数表面.     

ABS材料红外激光打标工艺参数分析

分析激光打标工艺参数对不同颜色基底ABS材料激光打标效果和质量的影响。采用Nd∶YAG1064nm端泵激光打标设备,使用不同功率、频率、焦距等参数,分别对白、粉、红、蓝和黑5种基底颜色的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)塑料进行红外激光打标,并对打标后材料的微观结构进行了表征。结果表明,不同颜色的ABS材料的打标性能各不相同,ABS材料的基底颜色对激光打标效果影响较大。实验获得了不同基底颜色ABS材料激光打标的工艺参数,为进一步研究提供借鉴。     

脉冲激光溅射沉积技术的发展及其应用研究

薄膜材料已经在半导体材料、超导材料、生物材料等方面得到广泛应用.为了得到高质量的薄膜材料,脉冲激光溅射沉积(PLD)技术受到了广泛的关注.文中介绍了脉冲激光溅射沉积薄膜的基本原理及特点,分析了脉冲激光溅射沉积技术在制备高温超导膜、铁电薄膜、生物陶瓷薄膜等功能薄膜方面的应用研究.大量研究表明,脉冲激光溅射沉积是目前最好的...     

激光切割机对板型材料的加工缺陷及改进方案

从激光切割机的切割原理出发,分析激光切割的特点。根据其特点,尽可能全面地实验研究市面上主流板材使用激光切割的可行性,重点关注无法使用激光加工的板材,将无法加工或加工质量低下的板材进行归纳总结,对其原因进行深入分析,并提出相应的改进方案。     

激光熔覆裂纹产生机理及控制方法分析

激光熔覆是利用激光辐射使熔覆材料和基体表面同时熔化并快速凝固、从而显著改善基体材料物理性能的一种新的工艺方法。熔覆工艺的选择不当会使熔覆层产生裂纹,降低熔覆制件抗疲劳的能力。本文研究了高能激光束和材料的作用特点以及熔覆层的应力类型,分析了熔覆层裂纹的形成机理,建立了热应力的计算模型,从熔覆材料和基体材料的选择、数值模拟技术预测以及利用熔覆层应力的作用特点改进熔覆工艺三个方面阐述了裂纹的影响因素和控制方法。     

切向气流作用下激光辐照对尼龙材料的热烧蚀规律

为了研究切向气流对激光毁伤低慢小目标的影响,采用仿真分析和实验相结合的方法研究了在激光辐照典型低慢小目标材料尼龙66过程中切向气流对激光烧蚀作用的影响。建立了激光烧蚀尼龙的简化物理模型,利用红外热像仪分别研究了1.5s和4s两个时刻激光辐照下尼龙材料的温度场分布和烧蚀形貌,并与无气流条件下的结果进行对比。实验表明,切向气流对激光烧蚀尼龙材料过程的影响主要分两个阶段,在辐照前段时间切向气流减缓了激光辐照下尼龙66材料的温升,抑制了激光对尼龙材料的烧蚀作用;但随着温度的升高,热分解产物增多使激光屏蔽作用增强,切向气流减轻了目标材料表面热分解产物对激光的衰减,并为尼龙材料的氧化烧蚀提供更多氧气,促进了烧蚀作用。最后对切向气流下激光烧蚀尼龙的过程进行了ANSYS仿真,实验结果和仿真结果基本一致,从而验证了理论的可靠性。