形状和原子数对纳米晶表面能的影响

确定了德拜温度与原子相互作用势的相互关系以及直角形纳米晶原子的平均配位数与形状和 原子数的关系.应用统计物理理论得到直角形纳米晶的表面能随温度、原子数和形状的变化 规律.以Ar纳米晶为例，讨论了形状和原子数对纳米晶表面能的影响. 关键词： 纳米晶 表面能 形状和线度     

模具钢表面激光毛化工艺的试验研究

以模具工业45^#钢摩擦学设计及性能要求为基础,分析了激光毛化模具钢表面形貌的形成机理及其关键的影响因素。采用灯泵浦Nd：YAG脉冲激光器在试样表面进行激光毛化工艺试验,获得了合理的激光毛化参数范围：激光峰值功率0．8～1．6kW,离焦量-1．4～-0．4mm、＋0．4～4-1．4mm,辅助气体压力〉0．2MPa,脉宽1．8ms。采用功率增益和氧气保护,可加工出预先设定的微火山口状毛化形貌。微凹坑形貌的成功获得对于提高拉伸模具的摩擦磨损性能,进一步掌握激光毛化参数与材料的作用规律,提供了有效的数据参考。     

面曝光选区激光熔化成形形状精度研究

主要研究面曝光选区激光熔化单层成形时,激光光斑搭接率和电流对形状精度的影响。实验通过控制变量法研究搭接率、曝光时间、电流等工艺参数对激光光斑、熔道、圆环、尖角等成形形状精度的影响。实验结果表明：一定范围内,电流越大,激光光斑更均匀,成形一致性更好;搭接率38.4%能够获得最低的形状误差的熔道;搭接率一定,圆环成形误差随电流的增加而增加;尖角成形误差随着电流增加,呈现先增后减的趋势;搭接率为46.1%、38.4%时,零级衍射带来的形状误差降低。     

金属材料表面渗硼后的激光重熔

通过对#20低碳钢和5CrNiMo模具钢渗硼后进行激光重熔，分析渗硼剂成份对渗硼层深度和硬度、激光工艺方案对重熔层深度和微观硬度的影响，研究了重熔后表面渗硼层组织结构和形态、合金元素的分布、表面脆性、抗热冲击性能、耐磨性能的变化趋势和原因。     

模具钢的激光表面改性研究

在Cr12MoV模具钢表面进行了激光熔覆试验，探讨了工艺参数对熔覆层深度影响、显微硬度和合金元素分布、表面耐磨性能的变化的趋势，为激光重熔技术的应用提供依据。     

基于线激光视觉的机器人焊缝跟踪鲁棒控制方法

为了解决机器人在高速状态下进行焊缝跟踪时在拐角处产生的失真变形问题,提出了一种基于线激光视觉的机器人焊缝跟踪鲁棒控制方法。该方法通过视觉系统的预测量获得焊缝轮廓信息,对焊缝拐点进行识别并辨认拐角区域,对不同的轮廓部分采用不同的控制策略,同时引入自动校正过程,校正实际生产过程中的装配误差。实验结果表明该方法可以实现可靠的检测与跟踪,解决了高速状态下的运动轨迹失真问题,有效地提高了机器人焊缝跟踪的速度与精度,并确保系统在外界干扰的情况下仍能保持准确和稳定的运动,增强了系统的鲁棒性。     

金属纳米颗粒的局域表面等离子体共振与面形状关系研究

采用三维时域有限差分法,数值研究了等高、等体积下不同形状金属纳米颗粒的局域表面等离子体的共振性质及其规律,得到了面形状因子对共振波长的影响关系。研究表明,沿偏振方向的形状变化对共振波长偏移有重要贡献,在空气中,确定金属纳米结构局域表面等离子体共振波长的形状参数L可采用偏振方向上的纵横比和面形状因子描述,L可以拟合为纵横比和面形状因子乘积的线性函数。得到了等高、等体积下不同形状金属纳米颗粒的局域表面等离子体共振的电场能量和共振波长的关系,面形状因子越小,形状越尖锐,电场能量越高,共振波长红移。研究结果为进一步了解金属纳米颗粒的局域表面等离子体共振性质提供有益的参考。     

梯度表面能材料表面上液滴形状的数值模拟

本文建立了固体表面上静止液滴的势能方程,根据能量最小化原理,当系统总势能取得最小值时,液滴将处于平衡状态.采用有限元方法,将初始自由液面离散化,通过曲面上节点的虚拟位移,改变自由液面的拓扑结构,使系统总势能取得最小值,从而得到静止液滴的形状.并应用该方法对均质表面和梯度表面能材料表面上的液滴界面进行了数值模拟,得到了均质材料表面和梯度表面能材料表面上静止液滴的界面形状及分布.     

柯恩达表面形状对环量控制涡轮叶型性能影响

采用商业软件ANSYS CFX研究了具有圆形和椭圆形柯恩达表面的环量控制叶型在不同射流速度下的流场和性能。结果表明:小的射流速度和大的柯恩达表面型线曲率是导致射流分离的主要因素,采用高速射流绕流大曲率柯恩达表面能够获得较大气流角和膨胀比,但同时带来较大的能量损失,叶栅气动性能与柯恩达表面形状和射流条件密切相关。     

利用环形激光视觉传感的焊缝三维恢复

为了实现复杂条件下的焊缝检测与跟踪,通过激光扫描技术,开发了环形激光视觉传感器,与机器人手爪一起构成焊接机器人"手-眼"系统,从而获得焊缝三维信息。改善了传统的点状或线条状激光视觉传感器信息量少、解释模糊以及跟踪方向单一等问题。研究了用于焊缝定位与跟踪的环形激光视觉传感器系统的内外参量标定,提出了实现焊缝三维计算的模型,最后,以对接接头、搭接接头、角接接头为对象进行了试验验证,并对标定精度进行了分析。结果表明:环形激光在不同的焊缝表现了不同的形态,结合标定试验结果,能够计算被检测焊缝的三维坐标,计算精度能够满足试验要求。     

热塑性塑料的激光焊接实验研究

建立了半导体激光焊接系统，在此系统上进行了热塑性塑料的激光焊接实验，研究了不同颜料有机玻璃材料组合的激光焊接可行性，进行了有机玻璃的激光焊接实验，并对焊接样品的焊接强度进行了测试。     

等离子弧焊接熔池演变过程的模拟和验证

本文建立了描述等离子弧焊接熔池相变传热与流动的三维数理模型,考虑表面张力、电磁力和浮升力的作用,并针对等离子弧焊接特点,改进组合式体积热源模型,上部采用双椭球热源,下部采用圆锥体热源。重点分析了焊接熔池形状和温度场的演变过程,熔合线的模拟形状与实验焊缝吻合,较好地呈现了焊缝的凸起和熔池宽度,验证了数学模型和热源模型的正确性。本文还进一步开展了焊接功率和焊接速度的影响分析。研究结果表明,流动对焊缝形状的影响不容忽略,而表面张力在三个流动驱动力中占主导地位;焊接功率越大,焊接速度越小,越有利于焊件焊透,数值模拟得到优化的焊接功率和速度有益于实际焊接生产质量及效率。     

激光焊接熔透特征信号同轴增效提取方法研究

熔透检测是实现高功率激光焊接质量在线控制的重要环节,但由于介观尺度下的低辐值熔透特征信号产生于激光匙孔底部被匙孔喷射物质和周围干扰信号完全掩盖,熔透状态难以被直接获取,常规检测多以间接测量为主。将光谱透视技术、红外显微成像技术、光电传感技术及空间定位提取技术相结合,提出一种激光焊接熔透特征信号同轴增效提取方法。以高功率激光在匙孔内壁激发的荧光辐射源作为直接检测信号,利用不同发光体的谱段特性在红外谱段有效分离并抑制激光焊接匙孔上方的等离子体、金属蒸汽焰、粒子团簇等强干扰信号,使红外荧光信号得到有效增强,实现光谱透视显像效果。同时采用自行研制的激光焊接同轴显微光路系统,利用红外显微成像原理提取到匙孔内壁受激辐射荧光的红外显微实像。并以此为基础对高功率激光焊接熔透状态与匙孔内部影像特征进行关联研究,发现与熔透状态直接相关的低辐射值特征现象及特征区域的存在。通过视觉辅助定位调节和熔透特征位置试验矫正等寻位方式,依次提高定位精度,直至将传感器光电感应芯片高精度定位至荧光辐射实像中的熔透特征区域。由此通过光谱透视-显微成像-介观寻位萃取的逐层光学分离方式,实现了对匙孔熔透特征数据的精准提取和最大化增强。试验结果表明,基于多种光谱及光学处理技术复合应用的大功率固体激光焊熔透特征同轴增效提取方法对激光熔透特征信号增强效果显著,可作为一种新型的高功率激光焊接熔透在线检测手段。     

Optical Measuring Method for Quality Monitoring Purpose in Laser Welding of Tin－plates

ＯｐｔｉｃａｌＭｅａｓｕｒｉｎｇＭｅｔｈｏｄｆｏｒＱｕａｌｉｔｙＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＰｕｒｐｏｓｅｉｎＬａｓｅｒＷｅｌｄｉｎｇｏｆＴｉｎ－ｐｌａｔｅｓ￥ＬＵＯＨｏｎｇ；ＨＵＬｕｎｊｉ；ＨＵＡＮＧＳｈｕｈｕａｉ；ＬＩＺｈｉｙｕａｎ；ＨＵＸｉｙｕａｎ（Ｈ...     

深水爆炸冲击波作用下圆柱壳动态响应影响因素的数值模拟研究

 运用通用有限元程序ABAQUS,对圆柱壳在深水爆炸冲击波作用下的动态响应进行了数值模拟,研究了圆柱壳所处深度、爆心方位和预应力对于圆柱壳动态响应的影响。研究结果表明：在同样的水下爆炸冲击波作用下,随着深度的增大,圆柱壳的毁伤逐渐加重,而且响应过程中的变形逐渐增大,低频响应阶段的速度曲线趋于平坦;爆距不变时,不同的爆心方位在不同深度上的毁伤效果存在一定差异;预应力的存在使圆柱壳的毁伤加重,并且预应力对圆柱壳动态响应的影响与爆心方位有关。研究结果对于潜体结构的生命力评估具有一定参考价值。     

激光输出不稳定性对激光与物质热作用的影响

研究了激光与物质相互作用中激光输出不稳定性对材料中温度场颁的影响以及减少这种影响的途径。首次在激光热传导方程中引入噪声项,推导了噪声影响下该激光热传导方程的解。研究发现,温度场的分布受噪声的影响,材料表面温度的涨落较大,而材料的深处涨落较小;温度场的涨落还和激光加热的过程有关,随激光加热时间的增长,温度场的涨落增大。此外,材料的热传导系数、热扩散率和发射率均对温度场的涨落有影响。文中还提出了减小激     

不同焊接位置对5A90铝锂合金激光焊接质量的影响(英)

针对铝锂合金激光焊接产生的成形不良和气孔缺陷,探究不同焊接位置对焊缝成形及气孔的影响,并对比分析不同焊接位置熔池受力状态、熔融金属流动和小孔动态行为,解释缺陷形成及其抑制机理。研究发现：不同焊接位置熔池受力状态和熔融金属流动决定焊缝成形。平焊时焊缝成形差、下榻严重;横焊时背面焊缝不连续,有飞溅;立向上焊时背面焊缝内凹严重;立向下焊可得到最优焊缝成形和最优的气孔缺陷。焊缝气孔受小孔动态行为影响,不同焊接位置气孔随热输入的变化规律一致,气孔先增后减,在仅熔池透状态下有气孔最大值。立上焊时小孔不稳定,焊缝气孔多且分布杂乱;立向下焊时小孔稳定性高,气孔最少,主要分布在焊缝中心线上。     

激光诱导等离子体中Al原子共振双线时-空演化的实验研究

通过测定激光诱导等离子体中Ａｌ人振双线３９６．１５ｎｍ和３９４．４０ｎｍ强度的时－空演化特性，对激光诱导等离子体中共振双线的演化规律及其机理进行了讨论，使用的气体是空气气压为１０１ｋＰａ。     

激光光刻中的超分辨现象研究

激光光刻是加工微光学及二元光学掩模的主要手段。光刻的最细线宽对所加工的二元微器件性能起决定作用。本文导出了会聚的高斯光束用于激光光刻时在光刻胶内的光场近似上此可判断出能光刻线条的分辨力。若入射高斯光束受到振中相位调制时,胶层内的光强分布将发生变化,从而影响曝光线条的线宽和质量。计算看出：当入射光中心环受到遮拦时,可以得到超光刻物镜极限分辨的线条宽度（０．６μｍ）,但此时对曝光能量控制要求很高。在激     

Si衬底上生长的GaAs薄膜中深中心发光的温度效应

测量了Ｓｉ衬底上生长的ＧａＡｓ薄膜中与深中心有关的发光带的变温光谱，研究了０．７８ｅＶ、０．８４ｅＶ和０．９３ｅＶ发光带的峰值位置和发光强度随着温度的变化关系，发现它们的发光强度随温度的变化服从描述非晶半导体中局域态发光的公式。最后讨论了这些发光带的来源。