大功率CO_2激光器非平衡态合成WO_3／Fe_2O_3新型陶瓷催化剂──Ⅱ．WO_3／Fe_2O_3烯烃歧化反应催化剂的催化活性

用大功率ＣＯ２激光器熔制ＷＯ３／Ｆｅ２Ｏ３新型烯烃歧化反应催化剂。考查了催化剂组成、激光功率及熔炼时间与丙烯歧化反应催化活性之间的关系。     

激光对陶瓷层的釉化处理

本文研究了激光重熔等离子体喷涂的陶瓷层。为了降低气孔率,获得好的微观结构和均匀性,减少覆盖材料的应力,提高涂层材料和基体的结合力,探讨了相间的结合机理,分析了重熔过程中出现的问题。     

直流放电辅助脉冲激光沉积Si基GaN薄膜的结构特征

采用直流放电辅助脉冲激光沉积技术,在Si(111)衬底上生长了GaN薄膜.XRD、AFM、PL和Hall测量的结果表明在2～20Pa沉积气压范围内,提高沉积气压有利提高GaN薄膜的结晶质量;在150～220mJ/Pluse入射激光脉冲强度范围内,随着入射激光脉冲强度的提高,GaN薄膜表面结构得到改善.研究发现,在700℃衬底温度、20Pa的沉积气压和220mJ/Pluse的入射激光脉冲强度的优化工艺条件下,所沉积生长的GaN薄膜具有良好的结构质量和光电性能.     

飞秒脉冲激光沉积Si基a轴择优取向的钛酸铋铁电薄膜及Ⅰ-Ⅴ特性研究

采用飞秒脉冲激光沉积系统,在Si(111)衬底上制备了a轴和c轴择优取向的Bi4Ti3O12薄膜.X射线衍射(XRD)表明室温(20℃)下沉积的Bi4Ti3O12/Si(111)薄膜呈c轴择优取向,晶粒的平均直径为20nm.在500℃沉积的Bi4Ti3O12/Si(111)薄膜呈a轴择优取向.测量了薄膜的电滞回线和Ⅰ-Ⅴ特性曲线,并用分布参数电路研究了Bi4Ti3O12薄膜的Ⅰ-Ⅴ特性曲线和铁电性的关联性.a轴择优取向Bi4Ti3O12薄膜的剩余极化强度Pr=15μC/cm2,矫顽力Ec=48kV/cm.     

飞秒激光烧蚀MgAl2O4透明陶瓷的实验研究

实验研究了800nm飞秒激光与MgAl2O4透明陶瓷的相互作用，得到其在单脉冲、多脉冲情况下的损伤阈值和损伤面积，用CCD成像技术和扫描电镜观察了烧蚀点的形貌特征，用显微红外光谱仪测试了烧蚀区域的透过光谱．结果表明；单脉冲烧蚀条件下，烧蚀面积与脉冲能量近似为线性关系，而在多脉冲烧蚀条件下，烧蚀面积随着脉冲数量的增加呈近似波尔兹曼（Boltzmann）增大；当激光功率接近损伤阈值时，烧蚀后的区域在波数为2500-7000cm^-1范围内的红外透过率由82％提高到86％，当激光功率超过损伤阈值后，透过率降低20％左右．     

温度对飞秒激光沉积ZnO/Si薄膜的结构和性能的影响

通过飞秒脉冲激光(50 fs,800 nm,1 kHz,2 mJ)沉积技术在n型Si(100)单晶基片上制备了ZnO薄膜.详细研究了基片温度变化以及退火处理对ZnO薄膜的结构、表面形貌及光学性质的影响.X射线衍射(XRD)结果表明,不同温度下(20~350℃)生长的ZnO薄膜具有纤锌矿结构,并且呈c轴择优取向;当基片温度为80℃时,薄膜沿(002)晶面高度择优生长;当基片温度为500℃时薄膜沿(103)晶面择优生长,场发射扫描电子显微镜(FEEM)结果表明薄膜呈纳米晶结构,并观察到了ZnO的六方结构.进一步通过透射光谱的测量讨论了基片温度及退火处理对ZnO薄膜光学透射率的影响,结果表明退火后薄膜的透射率增大.     

金属玻璃飞秒激光烧蚀特性

采用飞秒激光对Zr基金属玻璃在空气中进行了表面烧蚀、微打孔与微细切割等过程的研究.通过扫描电镜(SEM)、能量弥散X射线(EDX)能谱分析与透射电镜(TEM)及电子衍射等方法,分析了飞秒激光烧蚀金属玻璃的表面形貌与加工区域发生的相关效应.实验与分析表明加工区域周围无熔融和液滴溅射现象,热影响区极小,并且无晶化现象发生,但飞秒激光微细加工金属玻璃时存在极薄的表面氧化现象.研究结果表明,在适当选择参数的条件下,飞秒激光烧蚀是一种极有前途的金属玻璃无晶化微细加工方法.     

激光功率和材料温度的涨落特性

研究了铜在CO2激光辐照下达到热平衡时表面的温度涨落.发现铜在达到热平衡后,铜块表面温度出现涨落,涨落的最大幅度不随幅照时间而改变.同时,这一温度涨落也反映了国产HGL895型5kW横流连续CO2激光器功率稳定性的一些问题,对采用反馈电路稳定激光输出功率这一工艺有参考意义.     

紫外激光FPC切割软件的研究与开发

搭建了紫外激光FPC(Flexible Printed Circuit)切割系统软件的整体框架结构.该切割软件突出之处在于采用振镜和工作台联合协调加工;切割过程中激光依靠受计算机控制的两个振镜实现激光的高速扫描;通过可补偿聚焦误差的聚焦镜将光束聚焦到工件表面,实现高速切割,充分发挥紫外激光的"冷"加工特性.软件通过Gerber文件获取切割路径,然后对切割路径网格化,每一个网格为一个加工单元,加上单元的大小由振镜幅面大小控制,通过移动工作台依次逐块进行加工从而完成整张FPC的切割加工.由于振镜自身的畸变误差(如枕型和桶形畸变等)以及加工过程中网格块的变换,使得如何处理好各种误差补偿是软件发开的关键技术之一;FPC生产工艺复杂,所用的材料容易产生变形;而且不同的部位由于材料不同造成变形不均匀,极大的影响切割精度,软件通过摄像机获取板材上的定位点,通过该定位点与基于射影变换的定位方法完成自动定位与变形校正.最后在Visual C++6.0环境下开发了上述所有功能模块.实践结果表明本软件系统切割速度快,定位精度高;满足了当前FPC切割加工所需要的主要功能,软件操作简单,界面良好,具有较大的应用价值.     

厚钢板的激光焊接

根据能量平衡原理研究了厚钢板激光深熔焊接的热源模型，得出了激光功率与光斑大小、焊接速度等因素的关系，并对激光光束质量进行了讨论。试验采用非稳腔输出的６～８ｋＷ高功率高质量的激光焊接厚４ｍｍ、６ｍｍ、８ｍｍ的Ａ３钢板，其焊接速度分别为３．２ｍ／ｍｉｎ、２．２ｍ／ｍｉｎ、０．９ｍ／ｍｉｎ，焊接深宽比均超过２１，其中６ｍｍ钢板深宽比达到４１。着重研究了激光焊接工艺，并对焊接试样进行了拉伸强度测试和过轧机试验