含羟基结构熔石英光电性质的第一性原理研究

熔石英是高功率激光装置中广泛使用的激光透镜材料,采用第一性原理结合平面波赝势方法,研究了熔石英材料中羟基结构的生成模式,系统计算了材料的电子态密度、差分电荷密度、原子电荷布居分布,分析了包含羟基熔石英材料的光学跃迁模式,研究结果表明:熔石英中的三配位硅原子缺陷在禁带中生成了两条缺陷能级,分别位于7.8和8.8 eV;研究还发现氢原子与五配位硅原子发生相互作用生成羟基结构,该反应还使三配位硅原子的杂化方式由sp~2变为sp~3,这种羟基结构会影响体系的电子结构,使原有的7.8和8.8ev缺陷能级消失,并在费米面上生成一条半占据态缺陷能级,引起激发能为6.2 eV的光学跃迁。     

CO_2激光光栅式扫描修复熔石英表面缺陷的实验研究与数值模拟

基于熔石英材料对波长为10.6μm的CO2激光具有强吸收作用这一特点,提出采用CO2激光光栅式多次扫描修复熔石英光学元件表面密集分布的划痕和抛光点等缺陷的方法.实验结果表明,在合理的扫描参数下,元件表面的划痕和抛光点等缺陷可被充分地消除.损伤阈值测试结果表明,表面划痕和抛光点等缺陷被完全消除的元件的损伤阈值可回复到或超过基底的损伤阈值.同时结合有限元软件Ansys的模拟结果分析了CO2激光扫描修复及消除元件表面划痕和抛光点等缺陷的过程.本文为消除元件表面划痕和抛光点等缺陷提供了非常有意义的参考.     

新型大尺寸透中红外氧氟化物光学玻璃研究

红外光学玻璃是很多重要军、民用系统的关键窗口材料之一,但其高性能化、大尺寸化制备面临重要挑战。针对氟化物玻璃易挥发、抗析晶性能较差等特点,通过向含TeO2的氟铝酸盐玻璃中引入碱土金属氧化物BaO,显著降低了玻璃在熔制中的挥发,同时提高了玻璃的热稳定性。通过Raman光谱的分析,发现BaO的增加抑制了富TeO2玻璃分相,有利于碲酸盐玻璃与氟铝酸盐玻璃之间的融合,促进了玻璃网络结构的稳定。所得的氧氟化物红外光学玻璃有优异的红外透射性能,和氟化钙晶体性能对比,显示出低成本优势和更强的环境适应性。     

镍基合金激光熔覆数值模拟及凝固参数预测

本文采用有限体积法对激光熔覆过程的温度场分布和熔体流动进行了数值模拟。基于CALPHAD相图法计算了基体和粉末的热物理性质,采用三维热源精确预测了凝固过程和温度分布,研究了Marangoni对流对熔池尺寸的影响。在熔池凝固过程中模拟所得出的温度梯度和凝固速度,预测了熔覆层凝固组织的演变趋势,相应的显微组织与实验结果吻合较好。     

Al、Nd对Cr12MoV钢表面镍基熔覆层的组织及性能影响

为了解决Cr₁₂MoV钢溶蚀、表面碎裂等问题,利用Al-Ni、Nd-Ni粉末在Cr₁₂MoV钢上进行激光熔覆实验,研究了Al、Nd对镍基覆层的宏微观形貌、组织及表面性能的影响。结果表明:Al可以减少熔覆层裂纹的产生,同时降低覆层硬度,使熔覆层中产生具有减磨作用的硬质相Al₂O₃等,降低覆层磨损量,14%Al覆层磨损量比2%Al的覆层磨损量低44.5%,Al较优质量分数为14%;Nd的晶粒细化作用明显,显著提升覆层显微硬度,2.5%Nd覆层平均硬度比基体平均硬度高36.8%,Nd较优质量分数为2.5%。     

Lu_(2)O_(3)∶Er^(3+)/Yb^(3+)荧光材料的上转换发光及其温度传感特性EI北大核心CSCD

采用CO_(2)激光区熔法制备了Lu_(2)O_(3)∶0.5%Er^(3+)/x%Yb^(3+)(x=1,3,5)上转换荧光材料。X射线衍射结果表明,所制备的Lu_(2)O_(3)∶Er^(3+)/Yb^(3+)荧光材料具有纯Lu_(2)O_(3)晶相。在980 nm激光激发下,样品发出明亮的上转换荧光。光谱测试结果表明,样品上转换荧光强度和荧光中绿光与红光比例随Yb^(3+)离子浓度改变,当Er^(3+)和Yb^(3+)离子浓度分别为0.5%和3%时,样品上转换荧光强度最强。通过荧光强度比(FIR)技术研究了样品Lu_(2)O_(3)∶0.5%Er^(3+)/3%Yb^(3+)在298~873 K温度范围内上转换荧光温度传感特性,在532.8 K时最大绝对灵敏度为0.0060 K^(-1),在298 K时最大相对灵敏度为0.0090 K^(-1)。结果表明,Lu_(2)O_(3)∶Er^(3+)/Yb^(3+)荧光材料非常适合用于宽温度范围荧光温度传感。     

SiCp/Y112铝基复合材料制备工艺及性能

3种不同铸造工艺条件下铝基复合材料的微观组织,并对其硬度进行了测定.研究表明:与全液态铸造法和半固态铸造法相比,搅熔铸造制备的SiCp/Y112铝基复合材料,其增强相SiC颗粒分布均匀,气孔率较少.是一种较理想的金属基复合材料制备工艺.未增强的Y112基体铝合金的维氏硬度高于其半固态坯料的维氏硬度;而SiCp/Y112铝基复合材料的维氏硬度明显高于基体的维氏硬度,并随着SiC颗粒的体积分数的增加其复合材料的维氏硬度不断提高.     

新的压电薄膜——Ta2O5

据报道,日本Yasuhiko Nakagawa和Yasuo Gomi用磁控反应直流二极管溅射法将Ta_2O_5,沉积在石英基片上,得到了单晶薄膜,并且首次观察到了这种薄膜的压电现象.用叉指换能器在Ta_2O_5薄膜上成功地激发了声表面波.在Ta_2O_5/熔石英基片上,当薄膜厚度h在hk(=2πh/λ)=1.0时,其机电耦合系数k~2=0.5％,它可与熔石英基片上ZnO薄膜的机电耦合系数相比拟. 利用Ta_2O_5单晶的X射线衍射数据,推断出Ta_2O_5     

激光熔覆硬质合金强化化纤切断刀的研究

在机械压制法预置硬质合金WC/Co粉末的条形55Si2Mn弹簧钢上,用激光熔覆方法制备了化纤切断刀.调整熔覆层粉末配方中Al、TiC的加入量,结果表明加适量的Al粉能有效地抑制气孔,加TiC粉末能提高熔覆硬度.通过优化激光熔覆工艺参数,得到了无气孔缺陷、组织性能良好、硬度达到HV0.21250的激光熔覆层,达到了化纤切断刀的性能要求.     

顶部籽晶法生长磁光晶体硼酸铁

本文首次采用顶部籽晶泡生法在敞开体系中生长了出了磁光晶体硼酸铁单晶。选用Ｂ２Ｏ３作自助溶剂，ＬｉＦ作稀释剂，确定了原料配方。对长出的晶体作了初步的物化性能测试。讨论了晶体生长的结果。