靶面激光光斑尺寸原位测量的研究

提供了一种简便易行的靶面激光光斑尺寸原位测量的方法。从高斯光束的横向光强分布特性出发,建立了激光烧蚀斑半径与辐照激光能量、光斑尺寸、烧蚀阈值间的关系式,模拟分析发现辐照激光光斑尺寸对烧蚀斑半径随辐照能量变化曲线有较大影响。对于脉宽为2 ms,波长为1064 nm的激光,实验测量了不同能量激光辐照下相纸烧蚀斑半径,并用推导出的关系式拟合测量数据,获得了靶面处光斑尺寸和样品烧蚀阈值。同时,也测量了不同位置处的光斑尺寸和样品烧蚀阈值,对高斯光束束腰位置和样品烧蚀阈值的光斑尺寸效应进行了验证。研究结果表明该技术结果可靠,简单高效。该技术可以为高能激光与固体物质相互作用的基础研究和激光加工等应用领域中实现简单方便地测量靶面光斑尺寸提供帮助。     

激光功率对激光熔覆FeCoNiCr高熵合金涂层组织结构及腐蚀性能的影响EI北大核心CSCD

针对激光熔覆高熵合金涂层的成分设计已有较多探究,但激光工艺参数对涂层结构与性能的影响尚缺乏系统研究。采用激光熔覆技术在316L不锈钢基体表面制备Fe Co Ni Cr高熵合金涂层,系统探究激光功率(1.2~2.0 kW)对Fe Co Ni Cr高熵合金涂层的组织结构以及耐腐蚀性能的影响规律。不同激光功率制备的Fe Co Ni Cr涂层均由典型的单一面心立方结构(FCC)组成,但随着激光功率的增大,涂层逐渐出现择优取向。Fe Co Ni Cr涂层呈现典型的双层组织结构特征,底部为柱状晶,顶部为等轴晶,但随着激光功率增加,顶部等轴晶逐渐向柱状晶转变。随着激光功率的增加,Fe Co Ni Cr涂层混合熵值逐渐下降。Fe Co Ni Cr涂层具有优异的耐腐蚀性能,但随激光功率的增加而逐渐减弱。其中,当功率为1.2 kW时,涂层的自腐蚀电流密度最小,自腐蚀电压最大且涂层表面无腐蚀坑,具有最佳的耐腐蚀性能,优于316L基体以及Stellite6和Ni60等常规激光熔覆涂层。通过优化激光功率获得具有良好耐腐蚀性能的激光熔覆Fe Co Ni Cr高熵合金涂层,可对该类涂层的开发、制备和应用提供一定的理论指导和技术支持。     

电缆成型模具激光再制造工艺分析和应用

采用激光同轴送粉熔覆技术,在电线电缆成型模具内锥孔表面沉积制造了激光熔覆层,系统测试了熔覆层的组织和性能,形成了完整的成型模具产品,并进行了现场试用和经济效益评价。结果表明,激光熔覆层与基体达到冶金结合,热影响区小,层内没有缺陷;激光熔覆后模具其他部位不会产生变形,熔覆部位后加工性能良好,精度和表面要求能够满足电缆生产的要求;激光再制造电缆成型模具工艺时间短、经济效益高,是一种短流程、节约资源的技术。     

激光熔覆硬质颗粒增强高熵合金复合涂层研究进展

高熵合金因其独特的合金设计理念及优异的综合性能,逐渐成为表面工程领域的热门涂层材料之一,而激光熔覆技术已成为高熵合金涂层制备的主要手段之一．目前,激光熔覆制备的面心立方（FCC）或体心立方（BCC）单相的高熵合金涂层,由于强度-塑性不匹配而导致涂层综合性能不佳,限制了其工程应用．由于硬质颗粒增强FCC结构高熵合金涂层是解决强度?塑性匹配的重要途径,成为国内外学者研究热点之一．重点介绍了直接添加和原位合成硬质颗粒增强高熵合金熔覆涂层的研究现状,分析了硬质颗粒增强高熵合金复合涂层性能的主要影响因素,并对未来硬质颗粒增强高熵合金涂层研究方向进行了展望．      

扫描间距对激光选区熔化NiTi形状记忆合金相变行为及力学性能的影响

激光选区熔化(SLM)增材制造技术为NiTi形状记忆合金复杂结构件的制造开辟了新途径,已成为智能材料领域的研究热点之一.本课题组采用光学显微镜、电子显微镜、X射线衍射仪、差式扫描量热仪、万能材料试验机等,重点研究了扫描间距h对SLM成形NiTi合金相对密度、组织结构、相变行为及力学性能的影响.结果 表明:线能量密度在100～250 J/m范围内时,可以获得连续且稳定的单熔道试样;随着扫描间距h从115 μm减小到64 μm,SLM成形的NiTi合金块体中的NiTi(B2)相含量有所减少,相对密度增大,表面粗糙度减小,相变温度Ms呈逐渐升高的趋势.扫描间距h=77 μm时成形的NiTi块体试样的综合性能最佳:相对密度为98.5％,抗压强度和抗拉强度分别为3351MPa和839MPa,第1次压缩循环后的可回复应变为5.99％,应变回复率高达97％,第10、第20次压缩循环后的可回复应变分别为5.77％和5.75％.     

激光选区熔化成形YSZ/7075铝合金的显微组织与力学性能

以7075铝合金粉末为原料,采用SLM技术制备了7075铝合金和YSZ/7075复合材料试样,并研究了SLM工艺参数及钇稳定氧化锆（YSZ）添加含量对7075铝合金试样微观组织结构和力学性能的影响．试验结果表明：SLM成形7075铝合金试样的相对密度,随着激光能量密度的增加呈先增大后减小的趋势;SLM成形试样沿晶界分布着网状裂纹,添加钇稳定氧化锆（YSZ）纳米粉体能明显抑制SLM成形7075铝合金的裂纹;当YSZ添加量为2%、激光功率为270 W、扫描速度为800 mm/s时,试样相对密度为96.62%,平均晶粒尺寸由20.4 μm细化至4.26 μm,显微硬度为120 HV,试样的抗拉强度及屈服强度分别为209 MPa和196 MPa,是未添加YSZ试样的5.5倍和2倍,延伸率为4%．     

基于高斯脉冲激光空间分辨测量光学元件表面激光损伤阈值研究

提出一种基于高斯脉冲激光空间分辨测量光学元件表面激光损伤阈值的方法。通过设定激光能量密度差对高斯光斑进行能量密度分区,统计并分析每个能量密度分区的能量密度以及损伤密度分布,设定一个零损伤密度所对应的激光能量密度作为所测样品的激光损伤阈值。同时利用国际标准1-on-1激光损伤阈值测试方法对同一样品进行激光损伤阈值测试,并将两种测试方法获得的损伤阈值进行了比较分析,证明基于高斯脉冲激光空间分辨的激光损伤阈值测试方法,解决了国际标准1-on-1激光损伤阈值测试中将高斯光斑内空间能量密度以及损伤点的不均匀分布等效地视作均匀分布所带来的问题。     

低含量碳化钨对激光熔覆镍基复合涂层性能影响

为研究相对较低含量(质量分数≤15%)碳化钨镍基合金涂层中碳化钨对涂层性能的影响，采用激光熔覆技术在316L不锈钢基体上制备了不同碳化钨含量镍基碳化钨复合涂层，表征其组织形貌，同时对比分析不同碳化钨含量复合涂层的硬度、耐磨性。结果表明，涂层熔道顶部搭接处存在明显的分界线，分界线上侧为细小等轴晶，下侧为粗大的柱状晶；碳化钨颗粒周围微熔形成析出物，同时在熔池底部有聚集趋势，且随碳化钨含量增大聚集趋势增大；镍基复合涂层硬度和耐磨性随添加碳化钨含量增大而提升，15%质量分数碳化钨复合涂层相较于纯镍熔覆涂层硬度提高约12.88%,摩擦因数降低约19.62%,磨痕形貌显示低含量碳化钨复合涂层中硬质颗粒的耐磨支撑作用相对较弱，复合涂层整体硬度提升是耐磨性能增强的主要因素。     

激光工艺参数对H13钢粉末单道成形特性的影响

为了解激光工艺参数对H13钢表面再制造成型H13粉末层几何特征的影响规律,设计研究了工艺参数(激光功率、光斑直径)对单道成形层几何特征(成形层高度、宽度、基体熔化深度与宽度)影响的实验,根据实验结果归纳了工艺参数对成形层几何特征的影响规律,并采用极差分析了各几何特征的主要影响因素,同时利用了激光再制造形成层几何特征模型...     

激光熔覆Hastelloy C276涂层组织及抗热震性能研究

目的 针对微晶玻璃压延辊在服役过程中因表面频繁承受较大的温度梯度而开裂的问题，研究一种抗冷热疲劳性能突出的高性能防护涂层来延长压延辊服役寿命。方法 采用激光熔覆技术，以扫描速度为800 mm/min、送粉量为26 g/min、光斑直径为4 mm、搭接率为50%、激光功率为2 200 W的工艺参数，在2Cr13基体上熔覆Hastelloy C276镍基合金涂层。采用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）研究熔覆涂层的微观组织和热震失效裂纹微观形貌、元素分布以及涂层相组成。利用箱式电阻炉对Hastelloy C276熔覆涂层与2Cr13基体进行热震试验。结果 Hastelloy C276熔覆涂层表面无裂纹、成形良好，涂层与基体之间为冶金结合。涂层由γ-Ni、M6C和M23C6相组成。熔覆涂层从基体结合处至表面依次形成了平面晶、胞状组织、柱状树枝晶以及等轴树枝晶，碳化物相均在树枝晶间析出。Hastelloy C276熔覆涂层抗热震失效次数约为2Cr13基体的3倍，最高抗热震次数可达到202,HastelloyC276熔覆涂层具有良好的抗热震性能。结论 由于Hastell...