激光熔覆层凝固特征与凝固组织控制研究

用5kW横流CWCO2激光器在1Cr18Ni9Ti与Cr18Ni12Mo3Ti阀门零件上熔覆NiCrFeBSi合金，得到了厚2～3.5mm，表面平整光滑，组织细密的合金熔覆层，并结合熔覆试验，分析探讨了激光熔覆层快速凝固过程中的凝固特征，凝固组织及组织控制方法。     

铝合金激光熔覆处理等离子涂层的显微组织

利用５ｋＷＣＯ２激光器,对ＡｌＳｉ合金表面的等离子涂层（ＮｉＣｒＢＳｉ）进行熔覆处理。ＳＥＭ,ＴＥＭ和Ｘ射线衍射分析结果表明,激光合金层中的组织以铝镍金属间化合物（Ａｌ３Ｎｉ,Ａｌ３Ｎｉ２,ＡｌＮｉ和ＡｌＮｉ３）为主。在激光熔化层的表面,有富铝的Ａｌ３Ｎｉ相存在;而在激光熔化层的内部,则有富镍的ＡｌＮｉ３相存在。一些非晶组织出现在激光熔化层亚表层中,使得该区域有较高的硬度（平均ＨＶ９５２）,是原等离子涂层的３倍和铝合金基底的１２倍。     

TiAl金属间化合物碳元素激光表面合金化

利用元素碳对ＴｉＡｌ金属间化合物化合金进行激光表面合金化,制得了以硬质ＴｉＣ为增强相的新型快速凝固“原位”复合材料表面改性层,研究了激光表面合金化工艺参数对激光表面改性显微组织的影响。     

飞秒激光沉积β-FeSi2/Si半导体膜及光学性能研究

采用飞秒脉冲激光沉积法在Si（100）和Si（111）单晶基片上制备了均匀的单相β-FeSi2薄膜;用X射线衍射（XRD）,场扫描电镜（FESEM）,能谱仪（EDX）,傅立叶红外拉曼谱仪（FTRIS）研究了薄膜的结构、组分、表面形貌和光学性能.观察到了β-FeSi2在Si单晶基片上的生长与晶面取向有关的证据,并在室温（20℃）下观测到β-FeSi2薄膜的光致发光,其发光波长为1.53μm;在氩离子514nm激光的激发下,在192.0和243.9cm-1等位置观察到β-FeSi2的拉曼散射峰.     

强激光宽带扫描转镜的傅里叶光学研究

用标量衍射理论对光学系统进行了较详细讨论,并建立了相应的模拟计算软件.对于任意给定的激光及任意给定的输入光束,可以快速计算光束通过光学系统后任意观察区域的瞬时光束功率密度分布;当给定加热工件的运动速度及工件表面对光能的吸收特性后,利用该软件可以模拟给定时间间隔内材料表面吸收的能量分布. 利用任意分布光束作用的激光热处理温度场快速计算方法,可以为光学系统配制相应的热作用计算软件.因此,本研究工作可以作为常用振动镜及各种不同形式扫描转镜光束变换特性深入研究的参考,并为提高宽带扫描转镜及同类光学系统的使用质量提供了方便.(OG8)     

激光表面熔覆层凝固组织特征形成过程

试验研究了激光熔覆层的凝固特征和组织形成规律.结果表明:熔覆层不同位置的凝固特征参数不同.熔覆层底部属于典型的平面外延生长组织,且枝晶粗大;而顶部是较规则的树枝状共晶组织;中部为细小的胞晶和柱状晶;且晶体生长受结晶学各向异性影响.熔覆层组织晶粒形核的非均匀形核特征显著.熔覆层微区成分存在着不均匀性,不同元素沿晶间偏析(富集),是组织不均匀的重要原因.     

硅酸铝短纤维强化铝基复合材料的激光切割

研究探讨了硅酸铝强化铝基复合材料的激光切割工艺对切口宽度及热影响区的影响.研究发现,2000WCO2激光在1～8m/min速度下切割厚度1～4.2mm复合材料时,可以得到全切透、宽度小的切口和较小的热影响区.由于激光切割时的热作用,热影响区显微组织不同于复合材料本体,硅酸铝细微发生了部分熔化,在随后冷却中出现了富硅析出相.     

W_9Mo_3Cr_4V钢脉冲放电强化涂层激光熔覆的研究

采用ＸＲＤ和ＴＥＭ等现代分析手段研究了Ｗ９Ｍｏ３Ｃｒ４Ｖ高速钢脉冲放电ＹＧ８强化涂层激光熔覆后的组织与表面硬度变化。结果表明，经适当的激光熔覆后，试样表面硬度可达ＨＶ０．１１６００～１８００。分析认为，获得如此高硬度的主要原因是Ｗ２Ｃ和ＷＣ等高硬相及纳米晶组织的形成。     

TiAl合金的激光气相氮化

使用激光气相合金化方法，氮气气氛下在铝钛合金表面进行氮化处理。结果发现：氮化层由ＴｉＮ和ＴｉＡｌ相构成，ＴｉＮ以枝晶形式在氮化层均匀分布。材料横截面显微硬度连续变化。氮化程度随作用时间的增加而增加，辐照的激光能量密度越高，氮化层的厚度越大。当激光功率密度、扫描速度、氮气喷射压强分别为３．３５×１０５Ｗ·ｃｍ－２，３００ｍｍ·ｍｉｎ－１，０．３５ＭＰａ时，表面显微硬度为ＨＶ７００，氮化层的厚度达到２００μｍ。比较表明，相同条件时，铝钛合金的氮化程度和氮化层厚度均小于金属钛。     

脉冲激光沉积β-FeSi2/Si(111)薄膜的工艺条件

用FeSi2合金靶作为靶材,采用准分子激光沉积法在Si(111)单晶基片上制备了单相的-βFeSi2薄膜,并将飞秒脉冲激光沉积法(PLD)引入到-βFeSi2薄膜的制备工艺中;用X射线衍射仪(XRD),场扫描电镜(FSEM),能谱仪(EDS),紫外可见光光谱仪研究了薄膜的结构、组分、表面形貌和光学性能。基片温度为500℃,采用KrF准分子脉冲激光沉积法可获得单相的-βFeSi2薄膜。衬底温度为550℃时,-βFeSi2出现迷津状薄层。采用飞秒脉冲激光法-βFeSi2薄膜的合成温度比准分子脉冲激光沉积法制备温度低50~100℃;薄膜的晶粒分布均匀连续,没有微米级的微滴;飞秒脉冲激光沉积效率比准分子激光的高1000倍以上,是一种快速高效的-βFeSi2薄膜沉积技术。