激光辐照环境对金属材料反射特性的影响

利用积分球绝对测量法,对在20 Pa真空缺氧、1 000 Pa空气,105 Pa空气及1 000 Pa氧气环境下,1 064 nm波长连续激光辐照30CrMnSiA碳钢材料过程中的反射光信号进行了测量,得到了30CrMnSiA碳钢在4种辐照环境下的反射率和温度变化曲线。结果表明：在空气组分辐照环境的低压到105 Pa范围内,材料初始反射率随压力增大而增大;在缺氧和富氧环境的激光辐照过程中,缺氧环境下材料反射率变化缓慢,且变化拐点温度高于富氧环境,富氧环境下材料被加热后的快速氧化反应有利于材料对激光能量的吸收;不同辐照环境（缺氧和富氧）相同材料温度条件下,材料反射率并不相同。     

激光辐照环境对金属材料反射特性的影响

 利用积分球绝对测量法,对在20 Pa真空缺氧、1 000 Pa空气,10⁵ Pa空气及1 000 Pa氧气环境下,1 064 nm波长连续激光辐照30CrMnSiA碳钢材料过程中的反射光信号进行了测量,得到了30CrMnSiA碳钢在4种辐照环境下的反射率和温度变化曲线。结果表明：在空气组分辐照环境的低压到10⁵ Pa范围内,材料初始反射率随压力增大而增大;在缺氧和富氧环境的激光辐照过程中,缺氧环境下材料反射率变化缓慢,且变化拐点温度高于富氧环境,富氧环境下材料被加热后的快速氧化反应有利于材料对激光能量的吸收;不同辐照环境（缺氧和富氧）相同材料温度条件下,材料反射率并不相同。     

热处理对TbDyFe薄膜性能的影响

采用磁控溅射方法利用镶嵌靶材制备非晶TbDyFe薄膜,然后分别在150,300,450,550℃下退火,研究了热处理对TbDyFe薄膜性能的影响.结果显示,550℃温度下退火的样品出现RFe2相.随着退火温度的升高,晶粒逐渐长大,空洞网络变短而宽.薄膜的磁特性显示,其矫顽力及矩磁比均在出现RFe2相的550℃退火的样品中达到最大值.随着退火温度的增加,薄膜的易磁化轴从垂直膜面方向向平行膜面方向转动.     

真空热处理对陶瓷涂层性能的影响

等离子喷涂所获得的涂层结合强度高，并且能够加工高熔点的金属和陶瓷材料，但在喷涂过程中，容易产生热应力、孔隙度较高、表面熔凝不好、颗粒凸出、光洁度不高等现象。为此，研究了通过真空热处理过程来消除涂层热应力、并在一定程度上提高涂层结合强度与致密度，同时在真空中高温熔凝，提高涂层光洁度。     

金属材料的激光吸收率研究

针对菲涅耳公式计算金属材料激光吸收率所得的结果与实际测得的吸收率值存在一定的误差这一问题,在详细分析了激光热处理中金属材料吸收率影响因素的基础上,通过数值模拟,改进了金属材料激光吸收率的计算模型,并利用此激光吸收率计算模型(以铝、铜、铂、铁4种金属材料为例)进行激光吸收率的计算和分析,进而计算了3Cr13不锈钢激光吸收率的理论值,该值与用集总参数法测得的3Cr13不锈钢材料激光吸收率结果相吻合,从而验证了该改进的金属材料激光吸收率计算公式的正确性。     

热处理温度对流量计振动管性能的影响

采用真空熔炼的方法制备了铁镍金属振动管,采用XRD对振动管的晶体结构及热处理温度等对振动管晶体结构的影响进行了分析;用阿基米德密度测量方法对金属管的密度进行了测量,用显微硬度计测量了振动管的维氏硬度;采用共振的方法测量了振动管的振动频率及热处理温度对振动频率的影响。结果表明,随着热处理温度的增加,振动管的显微硬度增加、振动管的振动频率也相应增加。     

热处理对纳米金刚石涂层场发射性能的影响

用旋涂法在金属钛衬底上涂敷纳米金刚石,经过适当的热处理形成金刚石涂层与金属钛衬底的化学键合,即形成衬底与涂层之间的过渡层,从而为纳米金刚石颗粒提供电子,使其成为有效的发射体。用扫描电镜、原子力显微镜、X射线衍射和拉曼散射等手段分析了温度对键合效果以及场发射性能的影响,温度过高或过低都不利于提高纳米金刚石涂层的场发射性能,只有在700℃左右对样品进行热处理,才能得到较好的键合状态。改变涂膜时旋涂的次数以获得不同涂层厚度的样品,对其在700℃的相同温度下进行热处理,发现涂层过厚或过薄都不利于样品发射性能的提高。旋涂9次并于700℃热处理的样品具有较好的场发射性能,其发射阈值场强可达4.6V/μm,而15.3V/μm场强下的电流密度为59.7μA/cm2。     

金属材料激光打孔试验研究

本文通过对激光打孔的有关参数进行统计分析表明,焦距的调整距离、材料厚度及介质压力等参数对成孔形状有明显影响。如何综合考虑来选择这些参数,是激光打孔有待解决的问题。本文作者通过试验来说明对不同材料激光打孔时,其最佳焦距调整值与空气介质和氧气介质的压力大小及材料的厚度之间的关系。试验结果表明,在所有不同的介质压力下,最佳焦距调整值仅随材料厚度的增加而减少。     

热处理温度对铜镍镀层的光谱性能的影响

采用电沉积法在镍表面制备铜镍镀层,并将该铜镍镀层在不同温度下进行热处理。分别用扫描电镜法(SEM)、能谱法(EDAX) 和X衍射法(XRD)等对热处理后的铜镍镀层进行表征,研究热处理温度对铜镍镀层的光谱性能的影响。用电镀的方法获得的铜镍镀层表面是由节瘤组成,热处理温度在25~600 ℃范围,随着热处理温度的升高,铜镍镀层表面的节瘤变小;热处理温度在600~900 ℃范围,随着热处理温度的升高,铜镍镀层表面的节瘤变小,铜镍镀层表面的节瘤间的分界线越不明显。热处理温度在25～900 ℃范围,随着热处理温度的升高,铜镍镀层中铜的含量减小,从82.52 at%减小到78.30 at%;镍的含量增加,从17.48 at%增加到21.70 at%。铜镍镀层为Cu_0.81Ni_0.19立方晶型结构,热处理温度在25～300 ℃范围,随着热处理温度的升高,Cu_0.81Ni_0.19的晶型结构更完整;热处理温度在600～900 ℃范围,铜镍镀层中可能有部分的Cu_0.81Ni_0.19立方晶型结构转变为Cu_3.8Ni立方晶型结构;随着热处理温度的升高,有利于Cu_3.8Ni(311)和Cu_0.81N_i0.19(311) 晶面的生长。     

Fe对掺钕磷酸盐激光玻璃激光性能的影响

 在理论分析的基础上,具体讨论了Fe质量分数小于10^-4对1 053 nm处光吸收损耗和Nd³⁺无辐射跃迁几率的影响规律,发现Fe在1 053 nm处的光吸收损耗和Nd³⁺无辐射跃迁能量转移都与Fe质量分数成平方关系增长, Fe对1 053 nm光吸收的影响较大而Fe与Nd³⁺之间的能量转移不足50 Hz。这对生产过程中Fe含量的控制有重要指导意义。     

激光打孔对氮化铝绝缘性能的影响

氮化铝陶瓷具有优良的绝缘和导热性能,是传导冷却超导电力装置绝缘与导热连接件的首选,激光切割是对其进行加工的最有效方法,但激光切割可能对其绝缘性能产生影响,进而影响超导电力装置的安全运行。基于此,通过对激光打孔前后氮化铝基片孔周区域绝缘电阻的测量、金相结构和扫描电镜成分的比较,分析了激光打孔对氮化铝绝缘性能的影响,并总结了选用氮化铝基片作为超导电力装置电流引线的绝缘与导热垫片应注意的问题。     

Fe对掺钕磷酸盐激光玻璃激光性能的影响

在理论分析的基础上,具体讨论了Fe质量分数小于10-4对1 053 nm处光吸收损耗和Nd3+无辐射跃迁几率的影响规律,发现Fe在1 053 nm处的光吸收损耗和Nd3+无辐射跃迁能量转移都与Fe质量分数成平方关系增长, Fe对1 053 nm光吸收的影响较大而Fe与Nd3+之间的能量转移不足50 Hz。这对生产过程中Fe含量的控制有重要指导意义。     

激光辐照对氧化锌光谱学性能的影响

本文以拉曼光谱,PL光谱等表征手段研究准分子激光辐照氧化锌晶格微结构及其光谱性能的影响。当能量密度超过一定阈值时,会造成晶格畸变,诱导产生附加的拉曼振动模式:布里渊区A点的TA模,位于70cm-1左右以及500～600cm-1之间的LO模。准分子激光辐照与未辐照区之间存在晶格畸变逐渐减弱的过渡区。采用共聚焦的方法,Z-向逐点扫描,可以估算一定激光能量密度下,辐照对氧化锌材料的影响区深度。     

热处理条件对PVA薄膜阻氢性能的影响

采用XRD测定了PVA薄膜在不同热处理条件下的结晶度,并用自行设计的渗氢系数测量系统研究了在不同热处理条件下的PVA薄膜阻氢性能的变化规律。结果表明,PVA薄膜的热处理温度越高,其结晶度越高,越有利于提高PVA薄膜的阻氢性能,但热处理温度宜选择在180℃以下,以防止PVA薄膜热降解,另一方面,在PVA的玻璃化转变温度以下进行热处理同样能够提高PVA薄膜的阻氢性能,而醇解度较低的PVA薄膜在玻璃化转变温度以下经热处理后的阻氢性能提高的幅度较大。     

热处理温度对ZnO：Al薄膜性能的影响

利用溶胶-凝胶技术在玻璃衬底上制备了ZnO:Al薄膜,表征了薄膜的结构、光透过和光致发光特性,探讨了热处理温度对薄膜晶体结构和光学性质的影响.结果表明,在热分解温度400 ℃和退火温度600 ℃时,ZnO:Al薄膜的C轴择优取向明显,透过率较高.在热处理温度400 ℃情况下,激发波长340 nm的光致发光谱中有三个发光中心,紫外发光强度随退火温度的升高先升高后下降,500 ℃时发光强度最强.其它两个发光峰的强度随退火温度的升高而降低甚至消失.激发波长不同,ZnO:Al薄膜的发光中心和强度均发生变化.     

热处理温度对ZnO∶Al薄膜性能的影响

利用溶胶-凝胶技术在玻璃衬底上制备了ZnO∶Al薄膜,表征了薄膜的结构、光透过和光致发光特性,探讨了热处理温度对薄膜晶体结构和光学性质的影响.结果表明,在热分解温度400 ℃和退火温度600 ℃时,ZnO∶Al薄膜的C轴择优取向明显,透过率较高.在热处理温度400 ℃情况下,激发波长340 nm的光致发光谱中有三个发光中心,紫外发光强度随退火温度的升高先升高后下降,500 ℃时发光强度最强.其它两个发光峰的强度随退火温度的升高而降低甚至消失.激发波长不同,ZnO∶Al薄膜的发光中心和强度均发生变化.     

热处理条件对PVA薄膜阻氢性能的影响

 采用XRD测定了PVA薄膜在不同热处理条件下的结晶度，并用自行设计的渗氢系数测量系统研究了在不同热处理条件下的PVA薄膜阻氢性能的变化规律。结果表明，PVA薄膜的热处理温度越高，其结晶度越高，越有利于提高PVA薄膜的阻氢性能，但热处理温度宜选择在180℃以下，以防止PVA薄膜热降解，另一方面，在PVA的玻璃化转变温度以下进行热处理同样能够提高PVA薄膜的阻氢性能，而醇解度较低的PVA薄膜在玻璃化转变温度以下经热处理后的阻氢性能提高的幅度较大。     

整形飞秒激光金属材料精细加工

实验通过二极管记录透射光信号随脉冲个数变化关系以及观测样品烧蚀形貌来研究不同实验条件对激光烧蚀的影响。使用的样品是厚度为50 m铝箔。实验中通过研究不同变量:激光焦点与样品的相对位置、激光的能量、背景气体压强以及脉冲形状对烧蚀加工过程和结果的影响,从而获得较好烧蚀效果的条件,达到控制烧蚀加工过程的目的。特别是通过使用不同形状的脉冲和具有一定规律的脉冲序列对样品进行烧蚀,发现某些形状的整形脉冲烧蚀结果明显优于变换极限脉冲。说明脉冲整形作为一种新的技术可以在激光精细钻孔领域得到更深入的研究和应用。     

激光光源线宽对外差探测性能的影响

本文根据统计理论分析了激光线宽对外差探测结果的影响, 并讨论了激光线宽对杨氏干涉条纹对比度的影响. 本文基于解析结果做了数值仿真, 所得结果表明激光线宽增加时, 外差探测方式仍可以检测到中频信号, 但在线宽较大时, 受噪声影响无法准确地提取到中频频率. 为验证理论分析结果, 使用线宽为1 MHz的激光光源进行了8.1 km外场实验, 实验结果与数值分析结论一致, 即不会因为线宽增加而无法检测到中频信号. 文中所得结论对于外差探测光源的选择有重要指导意义, 因此根据测量目标的特性和测量要求, 可按照文中结论评估光源的线宽指标.