激光原位辅助单点金刚石刀具系统热变形仿真与实验分析

激光原位辅助单点金刚石刀具加工过程中,金刚石刀具吸收激光能量会产生相应的热变形,对加工精度产生影响.通过有限元软件COMSOL Multiphysics建立了激光透过金刚石刀具的热变形数值模拟,得到了金刚石刀具在激光辐照下的温升与热变形规律,并采用高精度的热像仪和电感测微仪记录刀具的温度变化和变形量.研究表明刀具模拟的...     

用于衍射光栅刻划的超精密金刚石刻刀的研制

为了解决衍射光栅的表面精度,提高衍射效率,分析了衍射光栅刻划中金刚石刻划刀的定向与耐用度的关系,围绕光栅刻划刀磨制过程中如何解决振动这一关键问题,从工艺方面进行了探讨。通过确立金刚石刻划刀的定向,并在研磨过程中加以实施,使刻划刀的耐用度和寿命得到了提高。采取有效抑制导致刻划刀磨制环节中振动因素等手段,使刻划刀几个面和刀刃的粗糙度降低到0.006,刻制出的光栅衍射效率约提高了15%~20%。     

磁场辅助激光沉积类金刚石膜初探

提出了磁场辅助激光沉积类金刚石（DLC）膜技术,在硅基底附近添加磁力线向基底收拢的磁场,用以迫使侧向飞行的离子向基底靠拢并参与成膜。由于离子向基底的集中,使其在膜层中含量大幅上升,间接地减少了大颗粒的比例,因此,与无磁场条件下制备的DLC膜相比,引入磁场不仅提高了DLC膜的沉积速率,而且提高了其机械硬度;更重要的是,间接地证明了激光对靶材离化的高效性,为脉冲激光沉积（PLD）结合磁过滤技术提供了可行性的依据。     

青铜金刚石砂轮的激光整形与修锐

考虑蒸发效应、等离子体屏蔽效应与脉冲间能量累积效应基础上,建立脉冲激光烧蚀青铜金刚石砂轮传热物理模型,应用模型对脉冲光纤激光修锐青铜和整形金刚石分别进行传热数值计算,依据数值仿真结果,开展脉冲光纤激光烧蚀青铜轮和青铜金刚石砂轮的实验。理论研究和实验研究表明:相关条件下,当激光功率密度小于2.10108 W/cm2时,只能对青铜金刚石砂轮修锐;当激光功率密度大于2.10108 W/cm2小于2.52108 W/cm2时,能对青铜金刚石砂轮实现整形和修锐的合二为一;当激光功率密度大于2.52108 W/cm2时,能对青铜金刚石砂轮实现大深度修锐,但影响磨粒突出结合剂的高度和磨削性能,以上研究为脉冲激光烧蚀青铜金刚石砂轮研究提供理论指导与工艺优化,同时实验结果与数值模拟结果一致,也验证了传热模型的正确性。     

激光辅助机械修整金刚石砂轮的温度场分析

激光辅助机械修整金刚石砂轮是一种金刚石砂轮修整新方法，它利用激光束加热砂轮表面使得金刚石修整笔的修整材料模式从脆性断裂变为塑性流动，从而提高砂轮表面修整质量，降低金刚石笔的磨损。运用ANSYS软件建立了激光辅助机械修整过程中金刚石砂轮温度场的有限元模型，并用热成像仪NEC TH7IOOWX／WV测量了实际工况下的温度场。结果表明，在相同工况下运用仿真模型所得分析结果与实测值拟合得很好。利用所建立的金刚石砂轮温度场的计算机仿真系统可对砂轮修整过程进行前期预测、工艺参数调整及优化等，避免加热温度过高使砂轮表面金刚石颗粒石墨化，或加热温度不足使砂轮表面硬度下降不够等情况的发生，从而减少了直接进行修整实验带来的盲目性。     

激光辅助EACVD低温生长纳米金刚石薄膜

近年来，利用高温CVD技术淀积大面积、高质量金刚石薄膜的研究已取得了突破性成果。但随着金刚石薄膜在光学、医学、光电子学等领域的应用，低温合成纳米金刚石薄膜已成为目前国内外研究的重点课题。纳米材料本身的优越性及金刚石薄膜所具有的优异物理化学性质，将使纳米金刚石薄膜具有广阔的应用前景。故低温合成纳米金刚石薄膜的研究具有重要的实际意义。本工作采用激光辅助技术，利用非聚焦的准分子激光束激活硅（Si）基片表面粒子，激光能量为70～180mJ，激光脉宽为20us。反应气体为CH4 H2，所用基片为Si（100）单晶片。在基片温度…     

氧气放电辅助激光淀积原位制备高T_c超导薄膜

采用低压氧气放电辅助的激光淀积方法,原位外延生长出零电阻温度91K,临界电流密度10~5A/cm~2的Y-Ba-Cu-O高温超导薄膜。扫描电镜和X光衍射分析结果表明,薄膜中超导相晶粒的生长具有c轴垂直于表面的择优取向。     

激光辅助化学气相沉积金刚石薄膜实验研究

本文采用激光辅助化学气相沉积法合成了厚度为１５μｍ的金刚石薄膜。实验结果表明，以丙酮为碳源气体，并用ＸｅＣｌ（３０８ｎｍ）准分子解离，Ｈ２秀灯线进行予先解离，当选择和中种实验参数，可获得高质量的金刚石薄膜。本文这讨论了衬底温度以及灯线温度等实验参数对薄膜生长速率与薄膜质量的影响。     

金刚石锯片的激光焊接

研究金刚石锯片的激光焊接，分析了影响焊接的因素。     

金刚石锯片激光焊接

研究了焊接工艺参数及刀头材料对焊接质量的影响。结果表明 ,激光功率、焊接速度、离焦量、光束偏移量等工艺参数显著影响焊接质量 ;刀头材料的成分对焊接质量也有很大影响     

金刚石锯片刀头的激光焊接

采用一台1500瓦TEM_(00)模的CO_2激光加工机械对锯片基片(65Mn)和金刚石刀头进行激光焊接。获得了1～2mm的焊珠宽度和2.5mm的焊深,给出了焊接的工艺参数和在最佳工参数下影响焊接质量的若干因素,最后讨化了提高焊接金刚石锯片生产率的方法。     

激光在线修整青铜金刚石砂轮数值仿真与试验

为了研究声光调Q YAG脉冲激光在线修整青铜结合剂金刚石砂轮,采用数值仿真和试验相结合的方法,在考虑金刚石石墨化过程的基础上,通过有限元数值模拟的方法建立了3维单脉冲激光烧蚀金刚石磨粒的数学模型和传热模型,研究了脉冲激光参量(离焦量、脉宽和激光功率)对金刚石磨粒去除厚度的影响规律,为激光修整参量选择提供了指导。结果表明,激光功率、脉宽和离焦量是影响脉冲激光金刚石磨粒去除厚度的最直接的因素,金刚石磨粒去除厚度随着激光功率的增加而变大;随着脉宽的增加而减少;随着离焦量的增加而减少。借助CCD和激光三角位移测量仪对砂轮表面跳动进行在线监测、采用闭环控制系统控制Q开关,实现了砂轮的在线修整,获得了良好的地形地貌,降低了砂轮圆跳动度误差,达到良好的修整效果。     

湍流大气激光传输数值模拟

介绍了大气湍流的统计特性、基本模型.利用SVS-Fortran的Ran(I)产生的随机数序列作为随机变量,客观地描述实际大气湍流的随机过程,经快速傅里叶变换和滤波建立了替代水平湍流大气的等效模型,并根据大气折射率功率密度谱的卡尔曼谱模型,采用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分算法,通过快速傅里叶变换(FFT)和逆变换(IFFT)实现激光的湍流大气传输过程的模拟.结果表明,随机相位屏产生的附加相位反映了大气结构参数的性能,验证了模型的正确性.     

金刚石锯片激光开槽的实验研究

报导高功率ＣＯ２激光加工机对金刚石小锯片的开槽实验，给出了开槽的工艺参数，并讨论了影响开槽质量的有关技术问题。     

激光焊接金刚石圆锯片工艺研究

通过研究 6 5Mn与金刚石刀头间的激光焊接工艺 ,在 6 5Mn钢基板与金刚石刀头间引入一过渡层 ,获得了较高焊接结合性能的工艺方法 .     

激光焊接金刚石圆锯片的试验研究

采用特殊设计的准封离型折叠式800W基模CO2激光器，进行激光焊接金刚石圆锯片。研究了激光焊接的参数和焊缝的金相组织。采用激光焊接，能显著地提高金刚石圆锯片的结合强度和承载能力。     

金刚石取芯钻头的激光焊接

研究了82,68两种金刚石取芯钻头的激光焊接方法及工艺,并分析了激光焊工艺参数对焊接质量的影响。此技术已成功地应用于实际生产中,并对同类产品有指导意义。     

金刚石空芯钻的激光焊接

选用5种规格的金刚石空芯钻头作为激光焊接对象,总结出焊接方法和工艺参数,并给出部分产品的现场使用情况。     

脉冲激光沉积类金刚石膜技术

脉冲激光沉积(PLD)技术制备类金刚石(DLC)薄膜存在着金刚石相含量较低、石墨颗粒多、薄膜与衬底附着力差、膜内应力大等技术难题,为此,研究人员研究出了多种技术措施,如通过引入背景气体、超快激光、偏压、磁场以及加热等措施提高了薄膜金刚石相含量;采用金刚石或丙酮靶材、减小单脉冲能量等措施减少了石墨颗粒;采用间歇沉积、真空退火、超快激光等措施减少了膜内应力;合理没计过渡层改善了膜与衬底间的附着力等.这些技术有力地推动了脉冲激光沉积技术的发展.     

金刚石工具激光焊接系统的稳定性

对华工激光开发的激光焊接系统的稳定性进行了实验研究。结果发现,该系统稳定性相当好,适合焊接105mm～500mm锯片和68mm,82mm的钻头。