脉冲激光沉积制备纳米材料研究进展

纳米结构的材料由于其优异的性能,已经成为当今材料科学的热点之一,而脉冲激光沉积法由于其独特的优点而越来越受到重视。本文阐述了用脉冲激光沉积法制备各种纳米结构的研究进展,包括量子点、纳米线、纳米棒、纳米针、纳米环、纳米管、纳米锥,并展望了该项技术在纳米结构制备方面的应用前景,随着高功率脉冲激光技术和设备的发展,PLD工艺参数的进一步优化,该技术将在纳米结构的制备方面发挥重要的作用。     

火焰喷涂尼龙/纳米TiO2复合涂层性能的研究

为了探讨纳米TiO2对火焰喷涂尼龙1010涂层力学及抗老化性能的影响,利用电子拉力机对火焰喷涂尼龙1010/纳米TiO2复合涂层的力学性能及耐老化性能进行了测试.结果表明,当复合涂层配比为m(PA1010):m(n-TiO2)=100.0:0.5时,复合涂层综合性能较佳,涂层自拉伸强度为43.10 MPa,涂层与基体结合强度为40.23 MPa;涂层经240 h紫外线老化后,强度保持率分别为97.0%和87.2%.纳米TiO2能够显著提高涂层力学性能和抗老化性能.     

激光复合冷喷涂技术研究进展

冷喷涂是一种基于材料高速撞击产生剧烈塑性变形实现结合的沉积方法,具备加工温度低、沉积效率高、热影响小等优势,已在增材制造、工业关键零部件的修复再制造等领域展现出巨大潜力。冷喷涂复合制造技术是一种新兴技术,其中激光复合冷喷涂是一个重要的方向,近年来得到了越来越多的关注。对激光复合冷喷涂技术研究进展进行回顾和总结,对激光预处理、激光同步复合和激光后处理3种复合方式进行重点阐释。针对每种复合方式,分别从复合原理、复合优势及复合效果3个方面进行总结,对比激光复合冷喷涂技术与单一技术在沉积层微观组织以及性能等方面的差异。通过对激光复合冷喷涂技术最新进展的全面总结和归纳,将为进一步推动激光复合冷喷涂技术的研究和应用提供指导和参考。     

钢桥梁电弧喷涂纳米封闭复合涂层体系设计

为了解决大型桥梁钢箱梁的长效防腐蚀问题,以浙江舟山连岛工程西堠门大桥防腐蚀工程为依托,结合电弧喷涂防腐蚀技术和纳米改性封闭涂层技术,提出了电弧喷涂纳米封闭复合涂层体系的设计思路,对比了电弧喷涂长效防腐传统方案与创新设计方案,对不同腐蚀环境下推荐设计采用不同的电弧喷涂金属涂层材料,对比分析了纳米封闭涂层与普通环氧底层的技术指标,简述了电弧喷涂纳米封闭复合涂层施工各工序的质量要求和检测方法。     

二氧化钛过渡层对脉冲激光沉积钛酸锶钡薄膜微结构和介电性质的影响

选取极薄Ti02作为过渡层,采用脉冲激光沉积法分别在Si(100)和Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)基底上制备了Bao.6Sro.4TiO3(BST)薄膜,研究过渡层对BST薄膜微结构及电学性质的影响.发现厚度20纳米以内的锐钛矿相结晶TiO2过渡层可使BST薄膜由无规则取向转变为(111)择优取向,而非晶和较厚TiO2过渡层对BST薄膜的取向无影响.结晶的TiO2过渡层也使薄膜的表面颗粒变细.还研究了不同厚度TiO2对BST薄膜电学性质的影响,结果表明BST薄膜在Pt(111)底电极上加入极薄的结晶TiO2过渡层后电学性质有明显改善,薄膜的介电常数和可调谐度提高,而介电损耗降低.加入膜厚约5nm的TiO2过渡层后,测试频率为10 kHz时薄膜相应介电常数、介电损耗及可调谐度分别为513、0.053和36.7%.     

铁合金表面激光熔凝一步制备复合生物陶瓷涂层

在经过渡层预处理的TC4钛合金表面上预置设定配比的CaHPO4·2H2O、CaCO3混合粉末，比较少量Y2O3粉末对合成与涂覆生物陶瓷涂层的影响经优化激光工艺处理后，成功地实现一步激光束合成与涂覆生物陶瓷涂层该涂层具有优良的力学性能，且改善了植入材料弹性模量与生物硬组织的匹配性Y2O3对生物陶瓷涂层的合成及性能改善均有重要作用。     

激光表面重熔等离子喷涂陶瓷涂层的研究与发展

总结了等离子喷涂陶瓷涂层的缺欠以及激光重熔等离子喷涂陶涂层所存在的问题,在分析问题产生原因的基础上,提出了防止激光重熔等离子喷涂陶瓷涂层裂纹,气孔和剥等问题的同时指出了激光了涂陶瓷涂层的发展趋势。     

钛合金表面激光熔凝一步制备复合生物陶瓷涂层

在经过渡层预处理的ＴＣ４钛合金表面上预置设定配比的ＣａＨＰＯ４·２Ｈ２Ｏ、ＣａＣＯ３混合粉末，比较少量Ｙ２Ｏ３粉末对合成与涂覆生物陶瓷涂层的影响。经优化激光工艺处理后，成功地实现了一步激光束合成与涂覆生物陶瓷涂层。该涂层具有优良的力学性能，且改善了值入材料弹性模量与生物硬组织的匹配性。Ｙ２Ｏ３对生物陶瓷涂层的合成及性能改善均有重要作用。     

液相脉冲激光轰击石墨制备碳纳米材料研究进展

碳纳米材料具有特殊的力学、电学及物化性能,在微电子、航空航天、军用材料等领域具有广阔的应用前景,利用脉冲激光高效、可控制备新型碳纳米材料已成为研究热点。简要介绍了激光与碳材料的相互作用及纳米粒子的成形机理,详细阐述了液相脉冲激光制备纳米金刚石、碳纳米管、石墨烯等碳纳米材料的过程及其影响因素,并展望了激光轰击石墨制备碳纳米材料的主要研究方向。     

纳米TiO2薄膜的脉冲激光沉积及其光学特性

采用脉冲激光沉积技术(PLD)在硅基片上生长了二氧化钛纳米晶氧化物薄膜, 系统讨论了基片温度、氧分压等因素对薄膜结构特性的影响.X射线衍射结果表明在氧气氛下, 生长的薄膜为锐钛矿结构, 其结晶性随着基片温度的升高而增强, 在750℃、5Pa氧压的情况下为完全c轴取向的锐钛矿相TiO₂薄膜, 在750℃、5Pa氩气氛下则为(110)取向的金红石相薄膜. 场发射扫描电子显微镜结果表明薄膜表面致密, 呈纳米晶结构, 其晶粒尺寸在35nm左右.用傅立叶红外光谱和拉曼光谱对不同条件下制备的TiO₂薄膜进行了表征.紫外-可见透射光谱的测试结果表明, 薄膜在可见光区具有良好的透过率, 计算得到制备的锐钛矿和金红石相TiO₂薄膜在550nm处的折射率分别为2.3和2.5, 其光学带隙分别为3.2和3.0eV.因此通过沉积条件的改变可得到结晶性能和光学性能都不同的TiO₂薄膜.     

连续快速常压化学气相沉积法制备TiO2自清洁镀膜玻璃

以四异丙醇钛（TTIP）为先驱体，采用常压化学气相沉积（APCVD）法模拟镀膜工艺过程，制备出了TiO2自清洁镀膜玻璃。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、紫外．可见透射光谱（UV-Vis）等手段对样品进行分析，并研究了基板温度和移动速率与薄膜性能之间的关系。结果表明，当基板温度升高至580℃时，能够形成平整致密的薄膜，薄膜的结晶度，光催化性能和亲水性能也达到最好；基板移动速度下降到1．5m／min时，薄膜的结晶度，光催化性和亲水性也可得到改善。依据光催化性能和亲水性能测试，表明沉积TiO2薄膜的最佳条件为基板温度580℃，基板速度1．5m／min。     

Characterization of Gradient Ni-Fe/SiC Composite Coating on Mild Steel by Thermal Spraying in Combination with Laser Cladding

0 IntroductionMetal matrix composites(MMCs)can usuallyprovide a high stiffness to weight ratio and high wearresistance,and a material with a surface MMC hasthe potential to develop these properties on its sur-face[1].And laser cladding has been found to be anefficient technique to prepare MMC coatings on thesubstrates such as Al-based alloy,steel,brass andbronze[2~4].Among various MMC coatings preparedby laser cladding,those reinforced with oxides(mainly Al2O3)and carbides(TiC,SiC,B4C,…     

Photocatalytic Property of TiO2 Films Deposited by Pulsed DC Magnetron Sputtering

TiO2 thin films were prepared by DC magnetron sputtering with the oxygen flow rate higher than the threshold. The film deposited for 5 h was of anatase phase with a preferred orientation along the <220> direction, but the films deposited for 2 and 3 h were amorphous. The transmittance and photocatalytic activity of the TiO2 films increased constantly with increasing film thickness. When the annealing temperature was lower than 700℃, only anatase grew in the TiO2 film. TiO2 phase changed from anatase to rutile when the annealing temperature was above 800℃. The photocatalytic activity decreased with increasing annealing temperature.     

纳秒脉冲激光对316L不锈钢微抛光效果的影响

激光微抛光过程中,激光的能量密度对微抛光效果的影响很大.采用纳秒紫外脉冲激光(波长为355 nm,脉冲宽度为35 ns)对316L不锈钢材料进行微抛光实验研究,分析了工件表面的形貌、扫描速度和离焦距离等因素对激光微抛光效果的影响.通过对4种不同表面形貌的抛光效果比较,发现不仅表面粗糙度会影响抛光质量,而且表面的形貌也对激光微抛光的效果有很大影响;激光微抛光时对确定的激光能量密度存在最佳微抛光效果的扫描速度和离焦距离.提出了355 nm紫外纳秒脉冲激光器对316L不锈钢微抛光效果的最佳工艺参数:激光能量密度为0.14 J/cm2,激光脉冲重复频率为20 Hz,扫描速度为18.6 mm/min,离焦距离为81.2μm.在此工艺参数下,316L不锈钢经过微抛光之后,表面粗糙度由123.23 nm降低至80.96 nm.     

Effect of Flame Conditions on Crystalline Structure of TiO2 in Liquid Flame Spraying

Nanostructured TiO2 is a most promising functional ceramic owing to its potential utilization in photocatalytical, optical and electrical applications. Nanostructured TiO2 coating was deposited through thermal spraying with liquid feedstock. Two types of crystalline structures were present in the synthesized TiO2 coating including anatase phase and rutile phase.The effect of spray flame conditions on the crystalline structure was investigated in order to control the crystalline structure of the coating. The results showed that spray distance, flame power and precursor concentration in the liquid feedstock significantly influenced phase constitutions and grain size in the coating. Anatase phase was formed at spray distance from 150 to 250mm, while rutile phase was evidently observed in the coating deposited at 100 mm. The results suggested that anatase phase was firstly formed in the coating, and rutile phase resulted from the transformation of the deposited anatase phase. The phase transformation from anatase to rutile occurred through the annealing effect of spraying flame. The control of the phase formation can be realized through flame condition and spray distance.     

PLD法制备TiO2薄膜及电阻转变特性研究

采用脉冲激光沉积法（PLD）,以Pt(111)/Ti/SiO₂/Si为衬底,制备了具有电阻转变特性的TiO₂薄膜.X射线衍射（XRD）分析未发现明显的TiO₂结晶峰,薄膜呈纳米晶或非晶态.扫描电子显微镜（SEM）及原子力显微镜（AFM）分析表明,TiO₂薄膜表面平整、光滑致密.电学测试结果表明,TiO₂薄膜具有明显的单极性电阻转变特性,高低阻态比值达到10⁴.高阻态下薄膜的导电过程可用空间电荷限制电流模型解释,过程中存在软击穿现象.在此基础上,对薄膜中丝导电通道的产生及熔断过程进行了初步分析.     

溶胶——凝胶TiO2制备透明激光全息薄膜的研究

溶胶—凝胶是制备新材料的一种很有用的方法。采用溶胶—凝胶方法在普通透明塑料基底上制备具有纳米结构的TiO2 薄膜 ,用激光微雕模版将全息图案复合在该薄膜上制成透明激光全息薄膜。选择酸性催化TiO2 溶胶 ,在烘道里以 10 0℃左右的温度完成溶胶—凝胶 ,并注意控制其它相关的条件使至获得厚度为 1-2um ,折射率n =1 8的高反射低吸收的介质薄膜。对制得的溶胶—凝胶介质薄膜在模压机上施以 2 - 4kg cm2 的压力和 10 0℃的温度 ,复制出由激光刻制的光删条纹。当有较大角度的入射光进入薄膜时 ,在不影响透明的同时整个薄膜展现完整的全息图象     

火焰喷涂Al2O3/TiO2-NiCrBSi梯度热障涂层的微观组织

采用金相显微镜,SEM,EDAX,XRD等手段研究了1Cr18Ni9Ti基体上氧乙炔火焰喷涂制备的AI2O3／TiO2-NiCrBSi梯度热障涂层的微观结构。结果表明,涂层沿厚度方向陶瓷与合金组元较均匀过渡,二者之间结合良好。涂层制备过程中,陶瓷－合金组元之间没有发生化学反应,无新相生成。当两组元含量相差较大,涂层形成以高组元为基体相,低组元为第二相弥散分布的复合结构;当两组元含量相近时,则以带状分布。