准分子激光快速诱导聚偏氟乙烯材料导电层的研究

采用KrF准分子激光直写刻蚀技术在聚偏氟乙烯(PVDF)材料表面引入刻蚀缺陷,利用刻蚀点缺陷和线缺陷的活性中心作用实现了聚偏氟乙烯表面导电层的快速制备。实验结果表明,通过激光刻蚀在该材料表面产生的刻蚀点或刻蚀线均可起到活性中心的作用,轻易地控制导电层的形成,降低了激光改性阈值,低阈值实现了导电层快速制备的目的。通过激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)及扫描电镜(SEM)观察,刻蚀缺陷边缘产生类导电层的二维规整网络微结构,为导电层的初期形式。激光刻蚀过程中的激光热交联反应及激光辐照交联反应的交替作用是聚偏氟乙烯导电层快速产生并大面积形成的主要原因。     

超疏水聚偏氟乙烯的激光加工

以激光加工工艺为基础,仿照荷叶超疏水表面对聚偏氟乙烯薄膜进行加工,实现了具有微结构、低表面能的超疏水聚偏氟乙烯表面,该方法简便且不涉及化学试剂。实验结果表明,激光处理后的聚偏氟乙烯薄膜表面具有类似荷叶表面的微乳突结构,碳元素与氟元素的含量(原子数分数)比由1.2提高至11.5。聚偏氟乙烯薄膜的水滴接触角约为82°,激光处理过的聚偏氟乙烯薄膜的水滴接触角约为150°,这表明经激光处理后的聚偏氟乙烯材料具有超疏水特点。     

准分子激光技术实现聚偏氟乙烯表面导电图形化研究

设计了采用准分子激光技术实现聚偏氟乙烯(PVDF)表面导电层图形化的制备方案。根据刻蚀缺陷为导电层活性中心的结论,利用刻蚀线构造图形控制导电层的扩展路径,再在光学掩模的协助下对导电层扩展外形进行限制,实现了PVDF表面多种导电图形的制备。实验结果表明,刻蚀缺陷不仅起到活性中心的作用,同时对导电区域进行了有效分割;掩模起到了对激光辐照区域限制的作用,进而实现了对导电层生长区域外形的控制。采用扫描电镜沿导电层的扩展方向对不同位置的导电层的微观形貌进行观察,提出导电层的形成扩展机理。为PVDF基电子器件的开发提供可能,为各种类型导电高分子聚合物材料表面快速图形化制备提供技术指导和实验基础。     

超疏水氧化锆陶瓷表面的激光加工+硅油修饰+热处理复合工艺及机理研究

氧化锆陶瓷以其优异的力学性能和生物相容性被广泛用作牙科修复材料。通过表面改性工艺调控氧化锆陶瓷的表面润湿性,可以进一步拓展其在不同领域的应用。基于此,笔者提出了一种高效、低成本的激光加工+硅油修饰+热处理复合工艺,并采用该工艺制备了超疏水氧化锆陶瓷表面。首先通过纳秒激光加工在氧化锆陶瓷表面诱导出周期性多级微纳结构,而后利用硅油异丙醇混合溶液（硅油体积分数为0.4%）修饰+低温热处理来降低激光处理后氧化锆陶瓷的表面能,制备出了表面接触角高达153.8°具有超疏水特性的氧化锆陶瓷。加工前的氧化锆陶瓷的接触角为80.4°±2.1°,展现出亲水性;经纳秒激光加工后,液滴完全浸润表面,接触角变为0°,表面转变为超亲水表面。采用硅油异丙醇混合溶液修饰+低温热处理工艺实现了表面超亲水特性向超疏水特性的转变。超疏水氧化锆陶瓷在空气环境和胶带剥离实验中分别保持了优秀的稳定性和耐久性。通过改变激光的扫描速度及扫描间距可以精准调控液滴在材料表面的润湿性和黏附性。所提方法相较于传统激光加工方法提高了制备效率,降低了生产成本,有望扩展超疏水氧化锆陶瓷在医疗领域的应用。     

KrF准分子激光改性PTFE研究

分别在大气和氮气背景下将波长248nm的KrF准分子激光垂直辐照到聚四氟乙烯（册）材料的表面,并利用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪和拉曼光谱仪对辐照前后样品表面形貌及化学结构的变化进行比较分析。SEM测试结果表明激光照射后FIFE的表面出现孔状结构使得粗糙度明显增加,表面形貌的改变与激光照射到样品上的能量密度有较大关系。通过对照射前后的XPS谱进行比较,发现激光辐照使样品表面引入了极性的含氧基团并且照射后氟的含量明显减少。此外,通过Roman谱分析发现准分子激光照射后样品表面出现了C=C结构。     

微秒激光制备超疏水表面及抑霜性能实验研究北大核心CSCD

为解决航空器在各种运行环境环境中可能出现的霜冰影响问题,利用微秒脉冲激光在钛合金表面制备了超疏水表面,并通过微观形貌、表面元素组成、润湿性和结霜实验等对超疏水效果和抑霜性能进行了分析表征。实验结果表明,微秒激光制备的不同扫描间距的微纳结构表面均达到了超疏水效果,其中扫描间距为0.2 mm的表面接触角可达159°,其表面激光作用形成的大量细小颗粒以及溅落的碎屑等形成的亚微米和纳米级结构,为空气中有机疏水基团提供了丰富的结合位点,二者共同带来了表面优良的超疏水性能,表面生长的霜层薄,霜枝较高,十分有利于外界作用清除。本方法可为航空领域霜冰问题的解决提供一定参考。     

三级微纳超疏水表面的超快激光复合制备及防除冰性能研究

本文针对超疏水表面的防除冰性能,采用超快激光结合化学氧化的复合制备方法,开发了一类新的三级微纳超疏水表面结构,这类结构由微米锥阵列支撑结构以及在其上密集生长的金属氧化物纳米草结构和弥散分布的微米或亚微米花结构组合而成。经过表面改性后,这类三级微纳结构具有优异的超疏水性,其接触角可超过160°,滚动角在1°以内。对这类三级微纳超疏水表面的防结冰性能进行研究后发现,在冷凝和低温环境下,该类超疏水表面存在合并诱导自跳跃以及分级冷凝的现象,分级冷凝不仅可使表面上的一级冷凝液滴在高湿度环境下依然保持Cassie状态,还能使液滴在结冰前脱离表面,因此具有较好的防结冰性能;此外,由于表面三级微纳粗糙结构中捕获的空气囊具有较好的隔热作用,因此该超疏水表面具有良好的延迟结冰性能,其延迟异质形核的时间达到了52 min 39 s。最后,本文对三级微纳超疏水表面的疏冰性能进行了研究,结果表明:三级微纳超疏水表面的冰粘附强度仅为6 kPa,约为未经处理的铝合金表面的1/40;经过10次推冰测试后,该超疏水表面的冰粘附强度依然不超过20 kPa,说明该表面具有良好的机械耐久性,应用潜力巨大。     

纳秒激光诱导铝板表面超疏水微纳结构北大核心CSCD

提出了一种利用纳秒光纤激光快速制备超疏水铝板表面的方法,对样品表面的接触角和粗糙度进行了测量。烘烤处理激光加工后的样品,得到了一系列具有不同润湿性能的铝板表面,增加激光能量密度可得到超疏水表面。研究结果表明,增加激光能量密度除了能提高铝板表面的粗糙度,还会形成明显的微纳二级结构;空气占铝板超疏水复合接触面总面积的90%以上;纳秒激光诱导铝板超疏水表面是微纳结构和化学成分共同作用的结果。     

激光辐照诱导PVDF导电性的研究

采用波长为248 nm的准分子激光辐照聚偏氟乙烯(PVDF)薄片，可使其表面电导率从10-13 (Ω·cm)-1上升到10-4 (Ω·cm)-1，实现了由绝缘到导电的转变。通过调整激光能量密度、环境气氛、脉冲频率和辐照脉冲数等参数，确定出激光辐照诱导PVDF导电性的最佳工艺条件。通过对被辐照样品进行X射线衍射谱(XRD)、拉曼散射光谱和显微分析可知：紫外激光打断了PVDF的C-F键，并在样品表面生成了石墨导电层是PVDF由绝缘态向导电态转变的原因。     

NiTi合金激光气体氮化对其生物活性的影响

NiTi形状记忆合金(NiTi SMA)广泛应用于医学领域。采用高功率连续波固体Nd:YAG激光进行氮化表面改性处理，选择适当的激光辐照工艺参数，在置于N2反应室中的NiTi形状记忆合金表面制备激光氮化改性层。改性层表面被厚度为1～2 μm的TiN陶瓷层封闭，涂层内部TiN增强相成梯度分布。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量损失谱(EDX)、X射线衍射(XRD)仪及模拟人体体液浸泡实验对改性层的组织形貌、成分、结构及生物活性进行分析评价。结果表明，改性层表面Ni含量极低，与基体NiTi合金存在良好的冶金结合，界面处成分均匀过渡。在模拟人体体液SBF溶液中沉积实验结果表明，NiTi合金经激光氮化改性处理后，改性层诱导Ca,P沉积物形成能力明显增强，说明激光氮化改性有效地改善了NiTi形状记忆合金作为医用植入材料使用的生物相容性。     

激光（laser）及其应用

本文概述了激光器的产生过程,以及它在激光通信、激光测量和激光在PCB生产中的应用前景。     

几种CO2激光切雕机光开关的设计与研究

设计与研究了几种用于CO2激光切雕机的光开关,并对其性能进行了讨论和比较。     

一种激光雷达系统测定热表面轮廓的方法

基于Max.E.Bair的相位测距原理[1],给出一种无合作目标的激光雷达系统,测定热表面轮廓的方法[2,3].详细分析了高温炉内耐火绝热层的测量条件,论述了激光雷达相位测距仪原理,给出了原理图和光学系统结构图.     

激光武器技术的发展现状

激光技术在军事领域的应用越来越广泛,激光侦测技术已经成为一种比较成熟的武器技术,激光致盲武器也已应用于实战中,高能激光武器正在逐步进行实用化实验,激光通信系统则已经在各国军用通信系统中得到广泛应用。     

激光威胁与对策

激光威胁主要来自于激光制导、激光雷达和激光测距等激光探测方式。要实现激光安 全,可以通过减小激光在大气中的透过率,降低激光从目标的回波能量,以及通过干扰激光威胁系统对激光信息的处理方式等手段。由于目前多种制导方式的复合利用,实现复合隐身成为当前的一个重要课题。本文分析了激光威胁方式和原理,提出了实现激光安全的途径。     

汽缸表面处理的新发展——激光珩磨

介绍了激光在发动机汽缸表面处理中的3个发展阶段:大斑点慢扫描螺旋式激光淬火、小斑点快扫描网纹式激光淬火和激光珩磨,在比较中揭示了激光珩磨的优点。并对激光珩磨的加工方法进行了探讨,从光束特性、加工原理、加工工艺等方面对YAG激光和准分子激光在激光珩磨中的使用作了对比和分析。     

掺镱双包层光纤激光器及其在激光加工中的应用

掺镱双包层光纤激光器是国际上近年来发展的一种新型固体激光器,它具有光束质量好、体积紧凑、效率高等优点。在简要介绍高功率掺镱双包层光纤激光器的原理特点以及发展现状的基础上,讨论了它在激光加工中的应用。     

高功率激光器发展趋势

对二氧化碳激光器、HF/DF化学激光器、氧碘化学激光器、光纤激光器、固体激光器、半导体泵浦碱金属激光器等高功率激光系统进行了介绍,并对高功率激光器发展趋势及内在规律进行了讨论。     

激光技术在半导体行业中的应用

激光技术自诞生以来,受到了广泛地关注,并逐步拓展了其应用领域。对激光技术在晶片/芯片加工领域的应用、激光打标技术、激光测试技术以及激光脉冲退火技术(LSA)进行简要的介绍。     

战场上低能激光的威胁与防护

分析了当前战场低能激光威胁的严重性，并从激光防护的原理出发，论述了战场激光的防护技术，最后对激光防护技术的发展提出了几点看法。