激光淬火+冲击复合强化处理QT800-2的实验研究

对经激光淬火强化处理后的球墨铸铁QT800-2的强化区域再进行激光冲击强化处理进行了研究。结果表明,复合强化处理后的球墨铸铁QT800-2与经激光淬火强化处理区域相比,各项机械性能都得到了较大提高,其中硬度提高了18％,耐磨性提高了100％,尤其是材料内部残余应力全部变成了残余压应力。     

激光强化冲击技术中涂层厚度的理论研究

在激光冲击强化技术中,充当能量转换体的涂层厚度问题是影响激光冲击强化效果的关键技术之一。许多研究者认为激光冲击强化处理技术中的涂层应有一个最佳值。涂层过厚,剩余涂层会对激光冲击波产生损耗;涂层过薄,又使金属表面产生气化,二者均会影响激光冲击强化效果。本文从激光与涂层相互作用的物理机理,研究推导了激光冲击涂层的理论厚度计算公式,并从工件表面状态、涂层和约束层等相关环境因素出发,讨论了它们对涂层厚度理论计算的影响,得到了具体工况条件下激光冲击涂层厚度的理论估算公式。     

水下激光切割质量影响因素的研究

介绍了在水下进行激光切割时影响切割质量的几种因素.激光切割应用得已经比较普遍,但是用于水下作业的情况还是比较少.水下激光切割时,不同的激光波长和不同的水层深度都会影响到水对激光能量的吸收,从而改变加工效果;水体流动可以加强水的冷却效果和冲刷效果,有助于提高切割质量;由于水对激光的折射作用,会使得焦点位置下移,影响切割质量.     

Study on the laser treatment of electroless Ni-P-SiC composite coatings

Effect of the laser treatment on electroless Ni-P-SiC composite coatings was investigated. The microscopic structure, surface morphology, ingredient, and performance of the Ni-P-SiC composite coatings were synthetically analyzed by the use of X-ray diffraction apparatus, scanning electron microscope, energy distribution spectrometer, micro-hardness tester, wear tester and so on. It was found that the composite coatings did make crystalloblastic transformation after laser heating. Structural analysis confirmed that some new types of phase Ni2Si or Ni3Si compound would emerge in the Ni-P-SiC coatings after laser treatment. The micro-hardness measurement results showed that when the laser power was 450 W with scanning speed of 0.5 m/min, the hardness of the coating was superior to the coating obtained by the conventional furnace heating, and wear resistance of the composite coating after laser treating could also improve.     

不同约束材料对激光冲击强化效果影响的实验研究

分别应用水和自制的自由约束层介质作为激光冲击强化处理的约束层材料,利用脉冲时间为20ns,波长为1.06μm,冲击功率为35～40J,冲击光斑尺寸为5mm的Nd:Glass激光器,对304不锈钢进行了激光冲击处理.首先,利用Taylor Hobson形貌测量仪测量了使用两种不同约束层材料激光冲击处理后冲击强化区的形貌;其次,对激光冲击处理后304不锈钢试样上的自由约束层的破坏行为进行了观察和分析.通过对实验结果的分析与比较,发现使用不同约束层材料对激光冲击强化处理的效果是不相同的.此外,对使用不同约束层材料对激光冲击处理结果影响的机理进行了理论探讨.     

一种高量子效率Nd3＋有机配合物的合成、表征及发光性能研究

合成一种新型Nd3+有机配合物,以不含C-H的五氟丙酸(C3F5COOH)为第1配体,仅含4个C-H的2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶(Tfpy)为第2配体。配合物的紫外(UV)谱、红外(FT-IR)谱和核磁共振H(1 H HMR)谱表明,所有配体和Nd3+成功配位。制备了配合物溶于氘代二甲亚砜(DMSO-d6)的溶液,测试了溶液的紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)吸收谱、荧光谱以及荧光寿命,并对溶液体系进行Judd-Ofelt(J-O)计算,得到3个强度参数Ωt(t=2,4,6)、激发态寿命τr和受激辐射截面σem。Ω2=1.083×10-20 cm2,表明配合物中Nd3+与配体的配位键离子性较强。配合物实测荧光寿命τ=8.3μs,激发态寿命τr=541μs,因此Nd3+在这种有机液体体系中荧光量子效率可达1.53%。1 064nm处受激辐射截面σem约2.696×10-20 cm2。相对于同类Nd3+有机液体激光材料,此体系的实测荧光寿命、量子效率和受激辐射截面均较高,可以和文献报道的无机材料相媲美。研究表明,此材料将是非常有潜力的液体激光介质。     

激光冲击自由约束层理论厚度及实验研究

针对激光冲击强化应用技术中的自由表面约束层厚度的问题,研究了涂层气化、爆炸形成的高强度冲击压力、自由约束层与涂层之间的粘着力和约束层本身性能之间的关系,推导了自由约束层的最佳理论厚度——既能获得最佳冲击强化效果,又可达到一次性高效安全地自清除自由约束层的目的,并从实验上得到了验证。     

激光冲击诱导残余应力预测方法研究

研究基于激光冲击诱导残余应力产生原理,把激光冲击诱导的最终稳定的残余应力看成激光冲击引起的残余应力与为满足平衡而产生的残余应力的代数和,提出了残余应力预测方法.通过激光冲击平板件的残余应力预测发现,模拟结果与实验结果十分接近.说明此方法可实现对工件全尺寸的残余应力预测,为后续的分析提供了条件.另外,对激光冲击处理圆角试样产生的残余应力进行了模拟研究,发现工件的形状对最终稳定的残余应力的分布存在影响,表现为表面应力值和残余压应力的深度发生了变化.说明此方法可能实现激光冲击处理任意形状工件的残余应力预测.     

基于皮秒激光的超疏水镍铝青铜合金表面的制备

利用皮秒激光器在镍铝青铜合金表面制备了具有不同微观形貌的微纳米复合结构,再通过硬脂酸进行表面修饰。采用扫描电镜和X射线衍射仪等表征了所得表面的形貌和化学成分。研究结果表明,经皮秒激光加工和硬脂酸修饰后,表面的接触角都达到150°以上。不同的脉冲能量密度下,试样表面的微观形貌和润湿性不同。随着脉冲能量密度的增大,修饰后的试样表面的滚动角逐渐减小,当脉冲能量密度为6.85 J/cm^2时,滚动角减小到7°,随着脉冲能量密度的进一步增加,滚动角又逐渐增大。耐蚀性测试结果表明:超疏水镍铝青铜合金表面具有更好的耐腐蚀性能。采用优化的工艺参数可以在镍铝青铜合金上加工出超疏水表面,有助于提高其耐腐蚀性能。     

激光冲击波诱发的钢材料残余应力的估算

依据激光冲击强化处理时被处理材料表层产生残余应力这一事实,应用弹塑性力学理论,对激光冲击强化处理过程中材料表层强化产生的残余应力进行了理论分析。并结合实验数据,用数学拟合方法给出了激光冲击处理金属材料表层残余应力估算的经验公式。结果表明该公式估算值与实验测试值有着很好的一致性。同时分析了剪切应力、数学建模、弹性模量、泊松比、残余应力的实验数据处理等对理论估算公式的影响。