激光共振电离质谱及其在核技术中的应用

激光共振电离质谱是激光共振电离技术和质谱技术相结合的一种新型质谱分析技术,具有高元素选择性和高灵敏度的特点,能有效克服商业质谱仪存在的同量异位素干扰难题。为满足复杂基体干扰下超痕量核素分析测量的需求,实验室研制了一台基于磁 电双聚焦质量分析器的激光共振电离质谱仪。该装置的质量分析器采用正向Nier-Johnson型双聚焦结构,由柱形静电分析器和扇形磁质量分析器组成。本文介绍了仪器质量分析器的结构和理论参数,并对其进行理论仿真与实验测试。结果表明,该仪器实现了方向和能量双方向聚焦,具有较小的高阶像差,仪器的水平方向放大率为0.78,质量色散达到500 mm,当源狭缝宽度0.25 mm、探测器入口狭缝宽度0.65 mm时,质量分辨率（10%峰谷）达到580左右,接近质量分辨率的理论极限605。最后,介绍了本实验室利用该仪器开展的分析测量工作,展示了该装置在强同量异位素干扰下超痕量核素测量方面的部分应用情况。     

激光淬火变形及激光热校直

叶激光淬火变形作了简单分析,并提出激光淬火变形的辩证看法。用实例说明激光热校直法是校正淬火变形的有效而简单易行的方法之一。     

制造微型电子加速器技术

日本大阪大学激光能源研究中心一个研究小组宣布，他们成功地用长度仅为1厘米的微型玻璃管使电子加速，得到能量为1亿电子伏的高能电子束。     

高能激光反射镜热变形补偿

研制了一套由压电陶瓷驱动器、压力传感器、环状力施加机构和控制电路组成的反射镜动态热变形补偿系统用于补偿激光反射镜热变形球差。圆形反射镜在两个同轴不同半径的环形力作用下,其内环区域产生曲率可变的抛物面形变,由此补偿反射镜热变形带来的球差项。对镜体进行了有限元数值计算,建立了变形量与沉积热量与受力的关系。采用口径为100mm,厚度为8mm平面反射镜进行了受力-变形以及辐照-受力-变形实验,利用干涉仪对面型进行监测。研究表明,在不同推力作用下,有效区域内变形始终保持抛物面形。给出了推力-面型变化曲线,在225N推力下,中心最大变形超过3μm。在不同热沉积量下,镜体中心位移和受力保持线性关系,力-变形系数为0.013μm/N。     

热辅助纳秒脉冲激光抛光试验研究

为提升纳秒脉冲激光抛光加工的质量及效率,对基于热辅助的纳秒脉冲激光抛光开展了试验研究.定性分析了工件热辅助对激光抛光的热影响;以通过增材制造的Ti-6A1-4V原始表面为试验对象,利用共焦显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪,对在不同激光能量密度及补偿温度下抛光后的表面及横截面进行了分析,揭示了工件补偿温度、激光能量及表面加...     

蠕墨铸铁气缸盖激光热冲击研究

试验研究:整形后的激光热冲击蠕墨铸铁气缸盖.通过红外测温仪监测特征点温度波动;采用CCD摄像头监控试样的表面状态.通过扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)和硬度仪表征了热冲击试验后试样的组织和硬度变化.结果表明:蠕墨铸铁气缸盖通过2000次热冲击;热冲击试验后蠕墨铸铁气缸盖的组织和硬度没有明显变化,说明在热冲击试验温...     

基于激光辅助加工曲轴的热分析仿真研究

曲轴是内燃机中的关键零部件之一,也是内燃机中最难加工的工件之一;经过淬火后的曲轴表面硬度更高,更难加工。由此,论文提出了采用激光加热辅助曲轴钻削加工,通过仿真分析软件对激光辅助加热工况进行了仿真分析,得出了在不同激光功率下的曲轴局部加热区域的温度云图,从结果云图可知激光辅助加工的热影响区主要集中在加热域面,温升也集中在这个区域,满足了高效、加热快以及受热集中等要求。     

铝合金薄壁件的激光切割热变形机理研究

激光切割广泛应用于薄壁件切割,而切割温度对加工精度影响较大.针对薄壁类零件激光切割过程中温度场的瞬时变化及被加工件的热弹塑性变形,提出了一种基于傅里叶定律的热损失计算方法,分析了不同热现象对温度场与变形量的影响.结果 表明,材料比热容为分析关键因素之一,其变化对温度场影响比例高达13.8％,不可忽略;热传导是影响加工质...     

激光诱导前向传送中的热分析

针对激光诱导前向传送中牺牲层的热破坏,利用双温方程模型对激光与钛层的电子-晶格系统的作用过程进行分析,结合热传导方程模拟了钛层的纵向温度传递,获得了钛层的温度场。模拟发现激光脉冲能量,光斑直径决定了激光光斑的能量密度,纳米钛层的厚度决定了激光的透光率,三者共同影响钛层最终温度。当脉冲能量为7μJ ,光斑直径为40μm ,钛层厚度为80 nm时,数值计算的微孔尺寸为11.5μm ,与实验的11.77μm基本吻合,说明该数值模型可靠,可用于预测激光诱导前向传送中钛层的破坏。     

激光航海惯性组件温度场与热变形有限元模拟

激光捷联惯性组件是航海惯性导航系统的核心部件,惯性组件的温度变化直接影响系统的导航精度。本文利用ANSYS模拟了激光捷联惯性组件的温度场、热应力场和热变形。首先介绍了我们设计的激光捷联惯性组件的结构特征,建立了有限元模型,然后详细介绍了有限元分析中边界条件的处理及换热系数的计算方法,最后给出了激光捷联惯性组件的稳态温度场、瞬态温度场分布情况。实验测试结果与仿真分析结果吻合,计算误差小于2%。利用热-结构耦合法仿真分析了激光捷联惯性组件的热应力场和热变形情况。本文的研究结果可以为激光航海捷联惯性组件温度补偿中测温点的选取、捷联惯导系统变温过程中的标定、惯性组件的热设计以及进一步优化设计等提供参考依据。     

激光量热法测量红外光学薄膜吸收

建立了一种评价波长为1.319μm光学薄膜的吸收损耗的吸收测量系统。采用激光量热计方法的原因在于:它已被广泛用来测量光学薄膜吸收,并且有很高的可靠性。描述了激光量热计法测量吸收装置的设计和建立,并给出基底—薄膜整体吸收的测量结果和记录的温度曲线,最后提出了在研究激光量热计测量方法中几个要考虑的问题。     

Ni-Cr-B-Si系合金激光熔覆——结合带与热影响区

本文探讨了在激光熔覆Ni-Cr-B-Si系合金中结合带和热影响区的特征及形成机制,从而提出了评价激光熔覆工艺参数和减少有害热影响的方法。     

193nm光学薄膜激光量热吸收测试及系统校正

高精度测量薄膜的吸收系数对于激光光学薄膜研究具有重大意义,而激光量热计是一种可靠灵敏的光学器件吸收测量工具。本文介绍了激光量热计的基本原理与实验装置。考虑到193nm波段的测量应用,讨论了系统的校正操作,包括能量探测器、样品热容、温度漂移、杂散光及热传导校正,以提高测量精度。     

30CrMnSi焊接热影响区的激光表面淬火

为提高30CrMnSi钢焊接热影响区的表面硬度,试验应用YAG激光器对焊接热影响区进行激光表面淬火处理,并研究了相变层的金相组织和显微硬度特征。试验结果表明,30CrMnSi钢焊接热影响区表面淬火后可以获得晶粒细小,硬度高于基体硬度的强化层,最高硬度可达727.4 HV。     

激光立体成形TC4钛合金的热-力场演化

激光立体成形能够实现高性能复杂零件的精确成形,但成形过程中的高温度梯度极易导致残余应力和变形,最终影响构件的几何精度和力学性能。通过搭建基板单边夹持原位热-变形测量系统,探究了多道多层TC4钛合金成形件在激光立体成形过程中基板温度、变形的演化规律,分析了不同扫描策略对构件热应力场的影响。研究结果表明,构件的变形发展受其热历史驱使,扫描策略对成形件的热变形具有显著影响。