CO2激光钢网功率衰减器

本文介绍了CO2激光钢网功率衰减器的组成、性能特点及兔眼损伤阈值研究的使用结果。     

低功率CO2激光辐照对多层石墨烯结构的影响

在真空环境下使用不同功率密度的CO2激光对化学气相沉积法(CVD)生长的石墨烯进行辐照,通过研究辐照前后的拉曼光谱变化考察了激光功率密度及辐照时间对多层石墨烯结构的影响。结果表明,当功率密度较低(13W/cm2)时,石墨烯拉曼光谱中的D峰降低,2D峰增强,石墨烯内的掺杂、缺陷减少。随着功率密度的增加,石墨烯的缺陷增多,部分缺陷连接形成晶界,使石墨烯分解为纳米晶。在58 W/cm2的功率密度下,当作用时间为120s时,在石墨烯表面产生非晶碳。研究表明,适当参数的CO2激光辐照能改善石墨烯的内在性能。     

ECCVD法制备单壁碳纳米管

采用催化化学气相沉积法,以乙醇作为碳源,二茂铁为催化剂前驱体,高纯度的N2和3%H2/Ar为载气,在反应温度850℃下,制备出了高质量的单壁碳纳米管。采用该方法制备单壁碳纳米管,具有反应温度相对较低以及碳源(液态乙醇)丰富、廉价的优点。分别采用SEM,TEM和喇曼光谱等手段对制备出的样品进行了微观结构表征,并对表征结果进行分析计算。结果表明单壁碳纳米管集结成束状,直径约为1.2nm,其直径分布范围较窄,缺陷较少,产量相对丰富。     

激光诱导碳纳米管制备石墨烯纳米带及其电学性能分析

通过将纳米管解压缩可以很容易地生产石墨烯纳米带,因为碳纳米管结构可以被认为是卷起的石墨烯筒。这是一种特殊的2D石墨结构,具有出色的性能。应用领域广泛,包括晶体管、光学和微波通信设备、生物传感器、化学传感器、电子存储和处理设备以及纳米机电系统和复合材料。通过扫描电子显微镜（SEM）观察薄膜的形貌,通过拉曼光谱法表征石墨烯的性质,并通过半导体参数测量系统测量薄膜的电导率。拉曼光谱表明,通过优化工艺可以增强石墨烯的拉曼特性。碳纳米管制备石墨烯带的两个重要参数是激光能量密度和辐照时间。在这项研究中,通过准分子激光辐照碳纳米管薄膜来生产石墨烯纳米带。实验结果表明,在150 mJ的激光能量下,观察到连接时碳纳米管没有打开。在450 mJ的能量下,可以有效地破坏碳纳米管,并且使其部分地形成石墨烯带。此时,膜的电导率达到最大值。由于蓄热作用,在碳纳米管壁上出现大量的多孔结构。     

新型红外激光功率合成器

利用矩形空心金属软波导和矩形变截面耦合器所构成的功率合成器,实现了两束CO_2激光的功率合成。实验中获得的传输效率为72.1％,合成光功率为31瓦。     

用探孔场发射显微镜研究单壁碳纳米管的场发射

探孔场发射显微镜可以观测样品的场发射图象,又能测量局域场发射电流和总场发射电流与电压的关系.本文利用具有二维调节探孔位置的场发射显微镜装置测量了单壁碳纳米管场发射图象不同区域、不同吸附状态和经过热处理后的I-V特性.     

单壁碳纳米管能隙的密度泛函研究

采用基于广义梯度近似(GGA)和局域密度近似(LDA)的密度泛函方法(DFT)对不同直径的一组锯齿型碳纳米管进行了能隙计算,将得到的结果相互对比并与实验数据进行对比,得到了一组单壁锯齿型碳纳米管的能带特征,发现其能隙值在0～1.4eV变化,同时也显示了GGA与LDA在计算结果上的细微差别。利用计算所得的能隙值得出能隙与碳纳米管直径间的关系,发现能隙值随半径的增大不成反比性质,而是随着半径的增大成振荡起伏。     

掺杂单壁碳纳米管的电流特性

依据Boltzmann方程及单壁碳纳米管(SWNTs)能量色散关系,对单个掺杂SWNTs(金属型和半导体型)所加偏压、掺杂浓度及管口直径影响输运电流的性质进行数值计算.分析表明,掺杂SWNs中的电流随偏压变化呈现跃变结构;管口直径、掺杂后Fermi能级附近的态密度以及各通道输运电子的能力直接决定电流的特性,如电流强度、跃变间隔及跃变幅度;同时电流的特性也与温度有关.     

填充粉末对铝合金高功率CO2激光焊接的影响

通过采用和不采用填充合金粉末的比较试验，研究了填充合金粉末对铝合金高功率CO2激光焊接功率阈值、焊缝成形和焊接过程稳定性的影响。实验表明，合金粉末的加入可以提高焊接过程中激光能量的有效利用率；激光深熔焊接时的临界功率密度明显降低，合金粉末还可以减弱等离子体在高度方向上的膨胀跳动，使等离子体在工件表面能维持跳动幅度的相对稳定，有利于获得较为稳定的焊接过程和理想的焊缝成形，并通过试验，获得了焊缝饱满，有一定余高和鱼鳞纹光滑的焊缝。     

催化剂组分对制取单壁碳纳米管的影响

采用温控电弧炉,以FeS,Ni,Mg的混和粉末作为催化剂,起弧电压为32V,放电时间为10min;研究了催化剂组成与成分对制取单壁碳纳米管的影响,确定了优化参数。在环境温度为600℃时,起弧电流为100A,催化剂FeS/Ni/Mg的组成和成分含量分别为2∶1∶2(%),5%,氦气气氛,气氛真空度为5.7×104Pa,单壁碳纳米管的产量和纯度都分别达到了12g/h和70%上,其管径为1.24～1.36nm。     

采用流化床反应器的ACCVD法制备单壁碳纳米管

采用流化床反应器,利用MgO作为催化剂载体,通过乙醇为碳源的化学气相沉积（ACCVD）法合成了单壁碳纳米管（SWCNTs）。该方法是让Ar气流直接携带乙醇蒸汽进入反应器,用流化床反应器代替石英舟,使乙醇蒸汽与催化剂混合更加均匀,有利于SWCNTs的生成。采用MgO催化剂载体,易于用浓HCl对产物进行提纯。拉曼光谱和透射电镜（TEM）分析结果表明,通过该方法合成的SWCNTs具有无定型碳含量少、管径均匀等特点。     

铝合金高功率CO2激光粉末焊接

采用PFL-1A型激光加工送粉器和新型双层送粉喷嘴,在(Slab)CO2激光器上对一种较常用的高强度铝合金A2219进行焊接实验。研究了粉束落点相对激光光斑位置变化、送粉与焊接的相对方向对送粉时焊接过程和粉末利用率的影响。并研究了激光功率、离焦量和焊接速度的合理匹配。结合高速摄像仪和光束光斑诊断仪的观察数据对实验现象和结果进行了合理的分析,并给出优化的工艺参数区间。实验表明,只有当粉束作用在靠近熔池结晶前沿,偏离光斑后侧0.5~1 mm的区域,粉束才能有效地进入熔池;当送粉量一定时,需要相应的功率、功率密度和焊接速度匹配,粉束才能有效利用,得到理想的焊缝。通过优化工艺参数,成功获得了具有理想余高、成形良好、焊接过程稳定的焊缝。     

长期运行大功率CO_2激光器中工作气体研究

给出２ｋＷＣＯ２横流式激光器长期运行时激光器输出功率的衰减规律。研究了工作气体对激光器输出功率的影响；对提高大功率ＣＯ２激光器的使用寿命，作了有益的试验研究，提供了较为完整的数据。     

紫外激光辐照对碳纳米管形态的影响

采用波长为355 nm的紫外激光对双壁碳纳米管（DWNTs)长丝进行了辐照实验并用扫描电镜、透射电镜和拉曼光谱进行了检测。在紫外激光作用下，随着激光线能量的不同，双壁碳纳米管长丝内发生了一定的形态变化。入射激光线能量为103 mW·cm-2/mm数量级时双壁碳纳米管长丝中的变化最为明显。当入射激光线能量在此数量级以下时，双壁碳纳米管中的结构变化较小，主要出现了一些团聚的铁颗粒;激光线能量达到该数量级时，产生了大量铁颗粒，部分双壁碳纳米管转化为碳纳米葱;激光线能量超过此数量级时，铁颗粒减少而碳纳米葱增多，尺寸增大。     

Carbon Nanotubes on Polymeric Microcapsules: Free‐Standing Structures and Point‐Wise Laser Openings

Single‐wall carbon nanotubes modified by anionic polyelectrolyte molecules are embedded into the shells of microcapsules. Carbon nanotubes serve as rigid rods in a softer polymeric capsule, which forms a free‐standing shell upon treatment with glutaraldehyde and subsequent drying. The embedded carbon nanotubes exhibit a broad absorption in the UV–near‐infrared part of the spectrum, and that allows point‐wise activation and opening of the microcapsules by laser. Raman signal analysis shows changes of carbon‐nanotube‐specific lines after high‐power laser irradiation, which is characteristic of the formation of disordered carbonlike structures. These polyelectrolyte/carbon nanotube composite capsules represent a novel light‐addressable type of microcontainers.