碳-氮共渗层激光非晶态的研究

本文采用高能量脉冲钕玻璃激光、高重复频率YAG激光和大功率CO_2激光对碳-氮共渗后的20号钢进行非晶化处理。研究激光形成非晶态的工艺条件与其表面硬度以及磨蚀及腐蚀的关系,并对非晶层的热稳定性进行测试。     

用椭偏光法研究离子注入层的红外辐照再结晶机理

本文用椭偏光法结合阳极氧化剥层技术研究了(31)~P离子注入硅的损伤分布及在红外辐照快速退火中的再结晶机理。结果表明,对于1OOkeV,5×10_(14)cm~(-2)(31)~P离子注入硅,注入区形成了970(?)的隐埋非晶层。将此样品在1100℃源温下辐照30秒,非晶层从与单晶衬底的交界面处向表面固相外延再结晶240(?),外延速率为8(?)/秒。     

锰铜压阻传感器的设计

<正> 一、引言 强激光脉冲辐照固体靶时,由于烧蚀气体的反冲,将产生一种高压力脉冲作用在靶的表面,在靶中激起激波,可能使靶发生层裂破坏。这是一种值得重视的脉冲激光破坏机理。 为了对层裂机理进行研究,用实验方法测出材料中激波的传播过程,求出激波传播     

用于在线测厚和探伤的激光超声系统

当金属表面受到一个激光短脉冲的照射时,由于辐射压力、热弹性作用和表面蒸发或离解产生的等离子体的作用,会使照射的部位形成一个声源,从而产生一个垂直于表面向内传播的超声脉冲。此脉冲的幅度和宽度与激光脉冲的能量密度和脉宽有关。该超声脉冲在材料内部来回反射将给出材料的厚     

超短激光脉冲对硅表面微构造的研究

在特定的气体氛围下,用一定能量密度的超短脉冲激光连续照射单晶硅片表面,制备出表面具有准规则排列的微米量级锥形尖峰结构的“黑硅”新材料。不同背景气体下的实验表明,激光脉宽和背景气体对表面微构造的形成起着决定性的作用。具体分析了SF6气体氛围中,皮秒和飞秒激光脉冲作用下硅表面微结构的演化过程。虽然两者均可造成硅表面的准规则排列微米量级尖峰结构,但不同脉冲宽度的激光与硅表面相互作用的物理机制并不相同。在皮秒激光脉冲作用下,尖峰结构形成之前硅片表面先熔化;而飞秒激光脉冲作用下尖峰的演化过程中始终没有出现液相。对材料的光辐射吸收的初步研究表明,该材料对1.5~16μm的红外光辐射吸收率不低于80%。     

AM50镁合金激光冲击强化实验研究

为了研究激光冲击强化对镁合金性能的影响,采用钕玻璃脉冲激光(波长1054 nm,脉冲宽度23 ns)对AM50镁合金试样表面进行冲击强化处理,并对其表面形貌、微观组织、显微硬度、残余应力进行实验测试与分析。结果表明,在激光功率密度为3.1 GW/cm2的强脉冲激光作用下,试样表面留下光亮致密的微凹坑,凹坑深约27μm;表层材料发生高应变速率的塑性变形,材料内产生大量位错与孪晶,强化层深度约0.8 mm;冲击区的显微硬度明显增加,表层材料的显微硬度比基体约提高58%;冲击区表面存在残余压应力,数值高达-146 MPa。实验结果表明,激光冲击镁合金的强化效果明显。     

钛的ns脉冲激光氮化

报道用５ｎｓ脉冲激光通过激光气体合金化形成氮化钛的研究。通过探测发射光谱观察了氨化过程，用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了氨化层的表面形貌，激光烧蚀飞行时间质谱和Ｘ射线衍射标征了氮化层。激光脉冲起着熔化钛表面和激活氮的作用，导致钛的液相氮化。同时，也发现生成的氨化层是富Ｔｉ的，由δ－ＴｉＮ和α—Ｔｉ组成。     

钛表面激光氯化和飞行时间质谱分析

用１０ｎｓ激光脉冲辐照Ｎ２气氛中的钛使表面氮化，对形成的氮化层进行激光烧蚀并用飞行时间质谱进行分析，结合发射光谱和表面形貌观察讨论了氮化机理。     

高能脉冲激光作用下材料表面温度变化的实验研究

通过在高能脉冲激光照射下材料表面温度变化的实验研究,测量了在高能量、极短时间尺度、温度变化率极大的情况下材料表面的温升速率和温度变化规律。通过比较在不同参数的高能脉冲激光加热下材料表面温度的变化曲线,发现激光脉冲的功率密度会影响表面温度的温升和温升速率,脉冲宽度影响材料表面温度的变化趋势,随着激光脉冲宽度的减小,材料表面工变化会出由符合傅立叶导热规律向偏离立叶导规律的逐渐转变,出现了“二次升温”等     

用激光熔化表面：激光“上光”

背景：最近几年高功率激光器已成为金属处理的重要工具，正在探索称为“激光上光”的技术，用来形成髙抗腐蚀性和抗疲劳性的非晶金属和超精细的均匀微型结构。高能量密度的激光器可在表面下层受热最小的情况下使材料表面形成小液池结构，这便能获得极快的冷却速率。     

用短脉冲和超短脉冲对物质进行激光烧蚀

目前这是激光技术的一个新领域。激光烧蚀加工各种材料(金属、半导体、聚合物)的表面,用飞秒脉冲在这些表面形成微结构的质量,要比用长脉冲加工高得多。在这次研讨会上,有关用短脉冲(纳秒范围)和超短脉冲(皮秒和飞秒范围)来进行激光烧蚀的报告大体上可分下面几个： * 用钕激光脉冲和准分子激光脉冲烧蚀金属和其他材料(石墨、蓝宝石)时机理的实验和数值研究;     

用碘激光器研究化学反应

英国索尔福德大学研究人员正利用碘激光器产生的近红外脉冲使吸收材料的温度在几微微秒内升高。他们用这一装置来加热处在化学平衡的小体积含水样品。水先吸收碘激光辐射，而以直径为16 mm的激光束加热适当大小的样品。激光脉冲过后，平衡改变，温度升高，此时对反应速率进行监测，一般都能测定反应的详细机理。虽然通过聚焦激光束或使用强吸收材料能使温度升高较大，但是在研究快速反应时只能得到1 ℃的温升。     

激光脉冲对碳电极活化的研究

用１．０６μｍ波长的激光脉冲对玻璃碳电极、碳纤维电极进行了照射处理，处理后的碳电极表面活性有很大改善，Ｆｅ３＋／２＋、抗坏血酸的电极反应速率显著提高。初步认为，这种结果是在瞬间强激光的作用下，清除了表面惰性层，改变了表面微结构，暴露出更多的活性质点所致。     

非晶合金脉冲激光加工适应性

分别采用脉冲宽度为100 ns、3 ps激光对厚度为80μm的Zr-21Cu-4Al-1Ti(ZT1)非晶合金进行切割试验,研究激光加工非晶合金的适应性。结果表明：纳秒激光加工的热效应明显,加工区域存在重铸、裂纹、飞溅等典型的热致缺陷,并且在外侧形成了较大范围的晶化区域,晶化区域的材料表面具有独特的纹理和颜色。皮秒激光可实现近“冷”加工,加工区域呈现非热熔性去除形貌,无重铸、裂纹、飞溅等热致缺陷,并且未发现晶化。在大气环境、多脉冲、高能量密度等条件下,纳秒、皮秒激光的加工区域均出现了不同程度的氧化。前者发生在整个热影响区表面,后者只发生在激光辐照区域。     

用激光消除表面污垢

用激光消除表面污垢许多石制雕塑、碑、建筑物由于长期受大气污染，在表面上形成坚厚的污垢，用常规办法清除十分费时费钱，现在可用激光来清除污垢层，用脉冲Ｎｄ：ＹＡＧ激光束照射，能够迅速清除又能保护原来的建筑物表面。用调ＱＮｄ：ＹＡＧ产生的脉冲光有利于“击碎...     

纳秒脉冲激光清洗石化设备对清洗表面的影响

采用纳秒脉冲激光对石化设备普遍使用的20钢表面锈蚀层以及油污进行了激光清洗试验,通过正交实验法得到优化后的激光清洗工艺参数,在激光功率18 W,激光脉冲重复频率75kHz,扫描速度3 000mm/s的清洗工艺参数下可有效去除20钢表面的锈蚀层;在激光功率20 W,激光脉冲重复频率75 kHz,扫描速度2 250 mm/s的清洗工艺参数下可有效去除20钢表面附着的油污。分析了激光清洗前后材料表面形貌的变化,研究了激光清洗前后表面的显微硬度以及耐腐蚀性,结果表明：激光清洗可以在不改变材料的耐腐蚀性能的同时提升材料表面的显微硬度,从而达到理想的激光清洗效果。     

纳秒激光脉冲烧蚀金属铜的物理过程分析

为了研究强激光辐照金属靶材料的效应,用纳秒激光脉冲烧蚀金属铜,对表面特征进行观测以及对其物理过程进行分析。研究发现：纳秒激光脉冲对金属铜作用时,热量沉积在金属表面很薄（几个微米）的范围,使得其温度分布由外到内分别为超热、汽化和熔化状态,由于激光脉冲的快速沉积,会发生剧烈的沸腾性爆炸（相爆炸）效应,形成较深的坑状破坏,同...     

宽带激光熔覆铁基非晶涂层的微观组织及形成机制

采用宽带激光熔覆技术,在304L不锈钢表面制备了Fe-Cr-Si-P非晶涂层,分析了涂层的组织结构及形成机制,建立了激光熔覆物理和数学模型,得到了熔池沿深度方向的温度梯度及冷却速率的变化规律。结果表明,涂层微观组织的界面区是平面晶和外延生长树枝晶,中部区域为非晶区,表面为梅花状树枝晶区。凝固过程中,从熔池底部到表面的温度梯度逐渐减小,冷却速率逐渐增大。结合凝固理论,建立了涂层组织特征与形状控制因子及冷却速率的关系模型。     

自由振荡激光脉冲能量的时序分析

自由振荡状态的脉冲激光能量时序特性与激光强化材料表面的强度、质量及稳定性有直接关系。本文通过探测JG-2型固体激光器脉冲能量的时序分布结构,系统研究了激光脉冲能量的时序特性与材料相互作用规律及其激光强化材料时对表面性能的影响机理,用以提高现有激光器加工和强化质量水平。结果表明使普通钢材表面显微硬度提高5～7倍。     

PT-l型微激光能量计

一、引言 随着激光技术的进展,面吸收(表面涂黑或碳锥)能量计已不能很好地适应高功率激光脉冲能量的测量,因为吸光层的瞬时温升⊿T与吸光层的吸收系数A、单位面积上的能量密度E以及激光作用时间⊿t有关,当⊿t很短时,吸光层表面容易被强激光打坏。因此,近年来研制强激光脉冲能量测量的体吸收能量计发展很快。体吸收就是吸收体的吸收过程是在整个体积内进行的,使接收表面不会产生局部高温,因此,可以承受更高的能量密度。