氧化铝陶瓷激光选区熔化成形实验

采用激光选区熔化技术进行了Al_2O_3粉末和浆料的基础实验研究。实验结果表明,Al_2O_3粉末成形效果较差,而Al_2O_3浆料成形效果较好;激光功率对Al_2O_3浆料试样表面的质量具有重要影响,表面质量随激光功率的增加而不断提高。当激光功率为200 W,扫描速度为90mm/s时,Al_2O_3试样维氏硬度均值约为14.7GPa。     

CO_2激光合成陶瓷的研究

本文介绍了用CO_2激光合成Al_2O_3、Al_2O_3-5％mol Cr_2O_3固熔体,Al_2O_3-20％wtZrO_2(+3％molY_2O_3)混合体和Al_2(WO_4)_3陶瓷材料的方法。激光合成的Al_2(WO_4)_3为Al_2O_3-WO_3二元平衡相图中不存在的新化合物。对激光合成的陶瓷材料进行了组织形貌分析,并测量了其显微硬度,发现用激光合成的陶瓷较用昔通工艺制备的同种陶瓷有更高的硬度。     

激光熔覆Al2O3/CaF2陶瓷基高温自润滑耐磨复合材料涂层组织与耐磨性研究

航空航天、热能、电力工业装备中许多在高温腐蚀性气氛条件下工作的摩擦运动副零部件,不仅要求材料具有优异的高温耐磨性与抗氧化性,同时由于高温条件下无法实现外加润滑而必须具有优异的高温自润滑性能。采用先进的表面工程手段在高温结构材料工件表面制备具有优良高温自润滑性能的先进氧化物陶瓷基高温自润滑耐磨复合材料涂层,是解决上述问题的有效方法之一。本文采用激光熔覆技术上制备出了以氧化物陶瓷Al_2O_3为基、以CaF_2为高温自润滑相的陶瓷基高温自润滑耐磨复合材料涂层,在干滑动磨损试验条件下测试了涂层的耐磨性能。结果表明,激光熔覆Al_2O_3/CaF_2陶瓷基高温自润滑耐磨复合材料中,具有优异高温耐磨性能及高温稳定性的Al_2O_3以片状初生相形式析出形成连续的基体骨架、而具有优异高温自润滑性能的CaF_2则呈球状均匀分布于基体骨架中之间;摩擦磨损试验结果表明,由于激光熔覆Al_2O_3/CaF_2陶瓷基高温自润滑耐磨复合材料集中了Al_2O_3先进氧化物陶瓷材料优异的高温耐磨性、高温抗氧化性及CaF_2高温自润滑相的优异高温自润滑性能,激光熔覆Al_2O_3/CaF_2陶瓷基高温自润滑耐磨复合材料涂层具有优异的摩擦学性能,同激光熔覆Al_2O_3陶瓷涂层相比,激光熔覆Al_2O_3/CaF_2陶瓷基高温自润滑耐磨复合材料     

激光选区熔化成形TiB_2增强S136模具钢

利用激光选区熔化(SLM)工艺成形TiB2/S136复合材料,研究了激光体能量密度η对SLM成形试样致密度、微观组织及力学性能的影响。采用X射线衍射仪、场发射扫描电镜、透射电镜等研究成形试样物相成分、表面形貌及微观组织。结果表明:当η过低时,粉末熔化不完全,形成大量残余孔隙;而当η过高时,受热应力影响,成形试样存在微裂纹。当η=66.7J/mm3时,成形试样表面缺陷少,致密度高达97.3%,存在细化的、分布均匀的等轴晶,其平均显微硬度高达742.4HV0.1,平均摩擦系数和磨损率分别为0.5593和0.272×10-4 mm3·N-1·m-1,耐磨性能优异,抗拉强度达到1051.3 MPa,延伸率为5.84%,塑性较好。因此,SLM成形TiB2/S136复合材料的最佳η为66.7J/mm3,η过高或过低,均会严重影响TiB2/S136复合材料的致密度及力学性能,该研究为SLM成形高性能模具钢材料提供了有益的理论和工艺借鉴。     

大功率CO_2激光器非平衡态合成单晶的研究

用大功率CO_2激光器非平衡态制取单晶的方法从固态混合物熔体(Al_2O 3-10mol％Cr_2O)3)-M_0,Al_2O_3-(50,60,80)mol％WO_3中合成了可分离的M_0O_3,Al_2O_3及Al_2O_3·3WO_3,Al_2O_3·4WO_3单晶体,分析表明,激光非平衡态下生成的单晶与平衡态下生长的同种物质单晶在微观参量及外观上一致,而非平衡态下激光合成的晶体可以是平衡态下由相同的反应物难于生成的物质。     

激光控制反应合成的实验研究

本文把表面工程领域两种先进技术——燃烧合成涂层技术和激光表面熔覆技术结合起来进行研究,旨在使这两种表面处理技术优势互补,获得一种新的表面处理技术——激光控制反应合成表面熔覆技术。在结合实验的基础上,研究了在铝热自蔓延反应2Al+Fe_2O_3=2Fe+Al_2O_3的反应物中添加合适的稀释剂,使此体系无法自蔓延,再通过激光能量的输入来诱发和控制反应合成,从而实现在钢板表面的激光陶瓷熔覆。     

高纯超细α-Al_2O_3粉的研究

制造Al_2O_3陶瓷基片和A1N粉均要求Al_2O_3粉粒度小于1μm。制造99.5％Al_2O_3陶瓷及高导热A1N粉,要求Al_2O_3粉的纯度在99.9％以上,而制造95％Al_2O_3陶瓷及一般用途A1N粉,则要求Al_2O_3的纯度在99％以上。本研究采用铝盐高温化学分解法制备的α-Al_2O_3粉,分别达到了上述两类不同的用途对Al_2O_3纯度的要求,粒度为0.5μm。     

利用非线性耦合腔产生短脉冲的新技术

麻省理工学院的研究人员最近利用光纤非线性耦合在Ti:Al_2O_3,激光器中得到了飞秒(fs)激光脉冲。Ti:Al_2O3激光器具有宽的调谐范围(670nm-1100nm)和高的输出功率。非线性耦合腔Ti:Al_2O_3激光器是一种多用途的激光器,它比一般的短脉冲染料激光器造价低和装置简单.主激光腔由四个反射镜组成,腔内有增益介质Ti:Al_2O_3,第二个腔中包含有光     

ZrO2-13%Al2O3陶瓷薄壁件激光近净成形实验

采用同轴送粉激光近净成形系统,在纯钛基体上进行激光近净成形(LENS)ZrO2-13%Al2O3(质量分数)复合陶瓷的基础实验研究。分析了激光功率和扫描速度对激光近净成形陶瓷薄壁宏观质量(宽高、表面平整性和宏观裂纹)的影响规律,获得致密、无宏观裂纹的陶瓷薄壁件。利用扫描电镜观察了成形件的微观组织,结合电子探针(EPMA)和X射线衍射仪(XRD)分析了微观组织成分和ZrO2陶瓷激光加工前后相成分的变化。结果表明,激光功率和扫描速度对激光近净成形陶瓷单层高度和表面宏观质量具有重要影响,通过精确控制该两个参数能够获得良好的表面质量;不同的激光功率和扫描速度下,会产生横向和纵向两种不同的宏观裂纹;激光近净成形技术能够制备出致密并具有细小枝状晶组织的陶瓷;少量的Al2O3主要存在于晶界中,有利于抑制裂纹扩展。     

透明氧化铝与铌金属用CaO-Al_2O_3-MgO-B_2O_3系结晶焊料封接

透明氧化铝与铌金属的封接是用氧化物焊料实现的,用光学显微镜和电子探针显微分析仪研究了两种材料之间的界面。用于该试验的氧化物焊料是一种结晶质焊料,是由CaO,Al_2O_3,MgO和B_2O_3的结晶所组成,并且不含有碱金属的氧化物。试验结果如下: (1)真空密封封接是用这种技术实现的; (2)由于封接过程而转变成玻璃-陶瓷结构的焊料包含有3CaO·Al_2O_3,CaO·Al_2O_3和MgO·Al_2O_3的主晶相;     

粉末分布对激光近净成形Al_2O_3陶瓷薄壁件表面形貌的影响

采用同轴送粉激光近净成形系统,研究同轴送粉粉末分布特征,开展氧化铝(Al2O3)陶瓷薄壁件成形实验,结合粉末分布密度函数分析光斑直径和激光功率对激光近净成形Al2O3陶瓷薄壁件表面形貌的影响。结果表明,同轴送粉粉末成双重高斯分布,激光光斑大小影响光束直接辐照粉末量,进而影响薄壁件表面形貌,光斑大小与光束直接辐照粉末量成高斯积分函数;增大激光功率可减弱高斯分布粉末对激光能量分布的影响,有利于获得较好的表面形貌,但激光功率过大会导致薄壁件表面形貌变差;采用合理的工艺参数成形的Al2O3陶瓷件相对密度可达99.72%。     

间热式低功率快速预热阴极

本文介把利用Al_2O_3-MnO-SiO_2及Al_2O_3-CaO-MgO系统作粘结剂制作镍粉烧结氧化物阴极-热丝组合件。镍基阴极组合件的预热时间缩短一半、加热功率降低一瓦多,已开始在—只小功率速调管中使用,钼基阴极组合件可以使预热时间缩短到原来的1/6, 加热功率约降低3瓦。此外,减小阴极质量、改变热丝形状,可使预热时间缩短一半多、加热功率降低一瓦。这种方法已正式用于一只盘封三极管中。     

激光预热/流体冷却辅助激光金属沉积AlSi10Mg成形

铝合金导热率高、激光吸收率低、热累积效应显著,难以稳定形成激光金属沉积（LMD）。为实现自动精确预热、消除热累积、分析预热影响并提升AlSi10Mg铝合金LMD成形能力,采用“光内送粉”Ar送气保护式激光金属沉积技术,设计激光预热与流体冷却温控系统并建立预热与冷却温控模型,进行AlSi10Mg 铝合金LMD成形实验研究,系统分析预热对激光吸收率、表面质量、截面形貌、温度场和材料组织性能的影响。结果表明:激光预热与流体冷却温控系统可实现精确预热并消除热累积,获得表面粗糙度Ra为2.6 μm的单熔道,实现AlSi10Mg搭接、块体和薄壁的高精高效稳定LMD成形。预热提高激光吸收率,使熔道扁平化,增大了晶粒尺寸。该辅助系统和方法能够有效解决铝合金LMD成形稳定性差的难题,为成形质量控制与熔池温控提供了新思路新工艺。     

低阻大功率PTC热敏电阻陶瓷材料

<正> 据美国专利4 642 136报导,一种常温下具有低电阻率(10~(-3)Ω·cm)、高密度的PTC热敏陶瓷材料,适合于制备大功率元件。它是以V_2O_3为基的氧化物系陶瓷,所用的掺杂剂除了Cr_2O_3外,还可用Al_2O_3或者SnO_2,掺杂量约占总重量的(1～25)％。其组成的通式表示为     

生物陶瓷表面生长细胞扫描电镜观察

应用扫描电镜观察了羟基磷灰石(HA),生物压电陶瓷(HABT、BT),PZT(加Li)和PZT(加Mn)等材料表面生长细胞的形态变化。结果表明:HA、HABT和BT等三种陶瓷无细胞毒性,陶瓷表面适宜于细胞生长,而PZT(加Li)和PZT(加Mn)等含铅压电陶瓷的细胞形态改变明显,其表面不利于细胞附着、生长。用细胞生长抑制法和琼脂覆盖法考察了HA、HABT和TC_4—Al_2O_3等陶瓷的细胞毒性作用。证明HA、HABT两种陶瓷对细胞生长无抑制作用,TC_4—Al_2O_3和PZT陶瓷则明显地抑制细胞生长。     

高纯氧化铝陶瓷的金属化工艺研究

采用CaO-Al_2O_3-SiO_2玻璃体系作为金属化中的玻璃活化剂,在高纯(99%)氧化铝陶瓷表面烧结Mo金属化层。研究了金属化烧结温度、CaO及Al_2O_3含量和TiO_2的加入对于金属化层烧结强度的影响。结果表明Ca-Al-Si玻璃系统可在1450℃左右进行金属化烧结,同时在提高CaO与Al_2O_3含量后有助于金属化烧结,TiO_2的加入则对金属化烧结有不利影响。     

专利文摘

<正> 本专利提出了装于印刷电路板上的多层陶瓷电容器的结构。其内部金属化电极竖直安排,因此,在上下表面上水平完成预制式外电极。这种结构能使多层陶瓷电容器安装到Al_2O_3基片的厚膜导体上的工序简化。电容器的下表面直接连到印刷导体上,而上表面用短接片连到相应的印刷导体上。此类电容器的特点是可靠、电感低、比电容大     

纳秒激光烧蚀钛合金微坑形貌的数值模拟分析

钛合金微坑边缘的火山口形貌会显著影响干细胞的黏附形态和增殖。本文采用数值模拟方法研究了钛合金烧蚀温度场随时间的演变规律，分析了表面张力和马兰戈尼效应等因素对烧蚀区速度场的作用，预测了钛合金微坑的几何尺寸，通过实验验证了预测模型的可靠性。结果表明：在重力、浮力、反冲压力和表面张力的作用下，熔融液滴以最高0.3 m/s的速度向烧蚀边缘迁移；当考虑马兰戈尼效应后，最高流速达到14 m/s,马兰戈尼效应显著影响液相的迁移和表面形貌的形成。熔化、气化、液相迁移、溅射以及凝固是纳秒激光烧蚀钛合金的主要物理过程。随着烧蚀次数的增加，通过气化去除和迁移的材料体积增加。然而，随着烧蚀次数的增加，在烧蚀边缘的水平方向，因较低的表面张力和反冲压力导致孔径无显著增长。     

解决陶瓷金属化层化学镀污染问题的途径

<正> 一、前言随着电子工业的发展,Al_2O_3陶瓷在电真空器件、集成电路封装管壳以及各种陶瓷基板等方面得到了广泛的应用。对于其中相当一部分产品来说,需要将瓷件与金属部件钎焊封接为一体。而陶瓷与金属是难以直接钎焊的,解决的办法是在钎焊之前先将陶瓷进行金属化。目前对Al_1O_3陶瓷一般采用的     

选择性激光熔化成形高熵合金CoCrFeMnNi的温度场数值模拟研究

采用Ansys有限元分析软件,对选择性激光熔化成形高熵合金CoCrFeMnNi的温度场分布进行数值模拟。在考虑随温度变化的热物理参数情况下,建立选择性激光熔化有限元模型,利用在Ansys-Workbench中插入参数化设计语言,实现高斯锥形体热源的加载,研究功率和速度对成形过程温度场的影响。模拟结果表明：在单层多道模拟时,随着SLM激光功率增大和扫描速度的下降,SLM成形HEA CoCrFeMnNi的熔池长度和宽度呈增大趋势;先扫描的区域会对未扫描的区域起预热作用且存在热积累现象,在平行于SLM激光扫描方向存在较大的温度梯度。