科研趋势
历年科研结果应用趋势一目了然
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全尺寸钢轨上激光熔覆与激光-感应复合熔覆涂层微观结构及力学性能的比较
摘要： 随着高速重载列车的快速发展，钢轨表面损伤问题日益严重，如何高效提升钢轨表面强度并延长其使用寿命变得至关重要。激光熔覆（LC）技术因热影响区（HAZ）小、稀释率低，成为钢轨表面硬化与修复的新兴手段。但传统LC工艺应用于全尺寸钢轨存在两大障碍：一是如何防止涂层在快速加热冷却循环中开裂；二是如何消除HAZ中的马氏体组织——该组织因高硬度低断裂韧性可能威胁铁路运输安全，几乎被全球铁路标准明令禁止。本文创新性提出激光-感应复合熔覆（LIHC）技术在钢轨全尺寸表面制备镍基涂层，系统研究了LC、感应预热辅助LIHC（预-LIHC）及感应后热辅助LIHC（后-LIHC）三种工艺下涂层与HAZ的开裂行为、显微组织及力学性能。结果表明：仅后-LIHC工艺能有效抑制HAZ区裂纹与马氏体转变，形成晶块更细小、层间距更低的珠光体组织，从而避免HAZ显微组织与力学性能的突变，显著提升钢轨硬度、强度及韧性。后-LIHC技术展现出全尺寸钢轨表面硬化与修复的应用潜力。
关键词： 马氏体、显微硬度分布、韧性、激光-感应复合熔覆（LIHC）、全尺寸钢轨、强度更新于2025-11-28 14:24:20
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激光熔覆制备的Y?O?掺杂WC增强镍基钛合金复合涂层的微观结构与性能
摘要： 本研究通过激光熔覆技术在Ti-6Al-4V钛合金基体上制备了添加Y2O3的WC增强镍基复合涂层。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、显微硬度计和磨损试验机研究了复合涂层的物相、微观组织、显微硬度和耐磨性。结果表明：复合涂层与基体实现了良好的冶金结合，主要物相为γ-Ni、TiC、TiB2、Ni3B、M23C6和WC。激光熔覆过程中大部分WC分解为细小WC颗粒。复合涂层显微硬度约为钛基体的3倍，耐磨性显著提高。
关键词： 钛合金、微观结构、激光熔覆、Y2O3、WC、镍基复合涂层更新于2025-11-28 14:24:20
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激光原位合成高长径比TiB纤维束增强钛基复合涂层
摘要： 本研究采用激光熔覆技术在钛合金基体上以TiB2粉末（0.5微米、5微米和50微米）为熔覆材料制备涂层，探究了不同TiB2粒径及激光功率对熔覆层组织的影响。结果表明：使用0.5微米TiB2作为熔覆材料并在高激光功率（2.5千瓦）条件下，会形成高长径比TiB纤维束；而采用5微米和50微米TiB2作为熔覆材料时，在不同激光功率条件下均会形成TiB纤维束。通过分析熔覆层组织演变过程，探讨了高长径比TiB纤维束的形成机制。同时，该高长径比TiB纤维束熔覆层具有高硬度和高耐磨性的优势，其主导磨损机制为切削与断裂。
关键词： TiB纤维束、微观结构、磨损、激光熔覆、硬度更新于2025-11-28 14:24:20
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铝合金准连续波激光表面熔凝：析出相形貌、溶质偏聚与耐蚀性
摘要： 对2219铝合金进行准连续波激光表面熔凝处理以提高其耐蚀性。该工艺的快速冷却速率和多向凝固行为将粗大长条状组成相颗粒转变为细小且孤立的圆形析出物，同时缓解了溶质偏析。耐蚀性的提升源于钝化膜缺陷密度降低、腐蚀驱动力减小以及改性表面再钝化能力的改善。粗大长条状组成相颗粒是腐蚀萌生与扩展的首选位置。
关键词： C：偏析，B：极化，C：点蚀，A：铝，B：电子探针显微分析更新于2025-11-28 14:24:20
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激光熔覆制备的镍基合金与TiC复合涂层的显微硬度及耐磨性计算与实验研究
摘要： 研究了加工参数对镍基合金与碳化钛（TiC）复合熔覆层显微硬度和耐磨性的影响。通过控制激光熔覆加工参数，建立了预测熔覆层显微硬度和耐磨性的数学模型。关键加工参数包括激光功率、扫描速度、气体流量和TiC粉末比例。通过方差分析和参数优化验证了模型的有效性。结果表明：显微硬度与激光功率及TiC粉末比例呈正相关，其中TiC粉末比例的影响最为显著；磨损体积随TiC粉末比例增加而减小。加工参数优化的目标设定为显微硬度62HRC和最小磨损体积，模型预测值与实验验证结果在显微硬度和磨损体积方面的偏差分别为1.87%和6.33%。这些模型为优化加工参数以实现预期显微硬度和最大化复合熔覆层耐磨性提供了指导。
关键词： Ni35A + TiC复合材料，激光熔覆，中心复合设计，耐磨性，显微硬度更新于2025-11-28 14:24:20
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激光熔覆制备的铜基高熵FeMnCoCr合金/TiC/CaF2自润滑复合涂层在连铸结晶器中的微观结构演变与耐磨性能
摘要： 在连续铸造结晶器用Cu-Zr-Cr合金表面通过激光熔覆成功制备了FeMnCoCr高熵合金/TiC/CaF2自润滑涂层以提高耐磨性。研究发现激光熔覆的FeMnCoCr主要由面心立方和密排六方固溶体相组成。熔覆过程中，FeMnCoCr/TiC或FeMnCoCr/TiC/CaF2与铜基体充分混合，而FeMnCoCr因不溶于铜呈现球状形貌。FeMnCoCr/TiC/CaF2自润滑高熵合金涂层的平均硬度是纯FeMnCoCr高熵合金涂层的2倍。添加TiC后摩擦系数和磨损率分别从0.35和3.68×10?15 mm3/m降至0.27和3.06×10?15 mm3/m；进一步添加CaF2后，摩擦系数和磨损率分别降至0.16和2.16×10?15 mm3/m，较纯FeMnCoCr高熵合金涂层降低54%。FeMnCoCr涂层主要磨损机制为磨粒磨损，FeMnCoCr/TiC涂层为磨粒磨损与粘着磨损并存，而FeMnCoCr/TiC/CaF2涂层以粘着磨损为主导。
更新于2025-11-28 14:24:20
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一种简便制备新型三维多孔硅/金结构用于表面增强拉曼散射的方法
摘要： 基于硅的表面增强拉曼散射（SERS）传感技术是检测各类化学和生物物质的有力工具。进一步提升硅基SERS平台的简易性、稳定性、灵敏度及低成本特性仍对实际应用具有重要需求。本研究报道了一种具有优异SERS性能的三维（3D）多孔硅/金SERS平台的简易制备方法。该方法通过在铝硅铸造合金表面诱导激光生成枝晶状微结构，随后从激光处理表面脱合金去除铝元素，形成三维枝晶状多孔硅基底。通过溅射工艺在该基底上镀覆金膜，从而构建三维多孔硅/金SERS平台。该平台展现出高灵敏度SERS性能，可实现对罗丹明6G分子低至10^-15 M浓度的超灵敏检测，增强因子达到10^11至10^12量级。随机选取15组SERS光谱测得相对标准偏差为6.2%，证实了所制备三维多孔硅/金SERS平台具有卓越的重复性。
关键词： 激光，多孔硅/金，表面增强拉曼散射，去合金化更新于2025-11-28 14:24:20
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激光熔覆Co06涂层在高速列车制动盘上的高温耐磨性能
摘要： 冬季时高速列车制动盘表面有时会出现异常磨损。本文采用激光熔覆技术沉积钴基合金粉末以提高制动盘的耐磨性。通过室温、200℃、400℃和600℃下的滑动磨损实验研究其磨损行为，并分析了Co06熔覆层的显微组织、硬度及物相组成。结果表明：Co06熔覆层比基体具有更优异的耐磨性，且高温下存在不同磨损机制；同时抗高温氧化性能也优于基体。Cr23C6在减摩过程中发挥了重要作用。
关键词： 高温磨损行为、激光熔覆、高速列车、制动盘更新于2025-11-28 14:24:20
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受污染光学元件早期失效的物理成因
摘要： 激光诱导光学击穿常在远低于超短脉冲激光实验预测值的光强下意外发生，通常归因于污染物影响。为探究物理机制，研究人员用碳和钢微粒污染光学镀膜，并采用17千瓦连续波激光进行应力测试。结果显示，洁净原始材料需极高光强才会发生的击穿现象，在受污染样品中于低数个数量级的光强水平即出现。损伤阈值与薄膜带隙能量呈现强相关性。通过建立包含粒子吸收、界面传热及自由载流子吸收的热力学模型，该研究成功解释了观测数据——表明激光加热表面污染物会在薄膜中热致生成自由载流子。这种带隙依赖特性与连续波/长脉冲照射下洁净样品的表现截然相反，却意外地与洁净样品的超短脉冲击穿行为存在相似性（尽管物理机制完全不同）。
更新于2025-11-28 14:24:20
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Al-Si涂层对纤维激光焊接22MnB5钢显微组织和力学性能的影响
摘要： 对原始状态22MnB5钢（带Al-10wt.%Si涂层）进行对接配置的纤维激光焊接。研究了Al-Si涂层对微观结构转变及包括拉伸试验、疲劳试验和Erichsen杯突试验在内的力学性能的影响。发现带涂层焊接接头熔合区(FZ)存在铝富集(1.37wt%)铁素体，占比15%，而去除涂层接头熔合区几乎完全为马氏体结构。由于更高核平均取向差(KAM)值，应变局部化更易在马氏体/马氏体界面而非铁素体/马氏体界面聚集。带涂层焊接接头熔合区显微硬度较去除涂层接头降低50HV，但因断裂发生在母材(BM)，拉伸性能未受影响。带涂层焊接接头疲劳试样表现优于去除涂层试样，表明熔合区铁素体对循环载荷下的疲劳寿命具有积极影响。Erichsen杯突试验显示去除涂层与带涂层焊接接头具有相似的杯突值(5.60mm和5.67mm)。但铁素体对杯突试验产生相反效应：带Al-10wt.%Si涂层时变形所需峰值力下降35%。
关键词： 微观结构，铝硅涂层，力学性能，光纤激光焊接，22MnB5钢更新于2025-11-28 14:24:20
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智能分析： Yokogawa AQ6370D是一款性能卓越的光谱分析仪，适用于光通信领域以及光放大器（EDFA）的测量和评估。其高波长分辨率、精准度和宽动态范围使其成为实验室和工业环境中的理想选择。虽然设备体积较大且预热时间较长，但其丰富的接口和出色的显示屏设计弥补了这些不足，整体是一款值得推荐的光谱分析仪。获取实验方案
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智能分析： ZEISS EVO系列是一款高性能?？榛璧缱酉晕⒕?，适用于材料科学、生命科学及工业质量控制等领域。其先进的技术特性包括高分辨率、广泛加速电压范围和集成EDS系统。该产品操作直观，支持多用户环境，适合科学研究和工业应用。然而，价格信息缺失以及潜在的维护成本可能是其需要注意的方面。总体而言，ZEISS EVO系列表现优秀，值得推荐给专业用户。获取实验方案 -
智能分析： ZEISS Crossbeam系列是蔡司公司推出的一款高端光电分析设备，结合了场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）和聚焦离子束（FIB）的功能，适用于材料科学、纳米技术和半导体行业等多个领域。其高分辨率成像能力和自动化样品制备功能使其成为高通量分析的理想选择。此外，该设备支持多种检测器，具备强大的多功能性，是高精度研究和工业应用的利器。然而，由于其高端定位，设备成本较高且操作需要专业技能。总体而言，该设备表现卓越，为科学研究和工业应用提供了先进的解决方案。获取实验方案 -
智能分析： Axio Observer是一款专为金相学研究设计的倒置显微镜系统，以其高效的设计和蔡司知名的光学技术为特色。它能够快速、灵活地分析大量样品，并支持自动化操作，适用于多种应用场景，包括晶粒尺寸分析、非金属夹杂物检测等。然而，其重量较大且光源寿命较短，可能对使用者提出了额外的维护和空间管理需求。总体而言，这款产品在性能和可靠性方面表现出色，特别适合专业实验室使用。获取实验方案 -
型号：ZEISS LSM 990 Spectral Multiplex
智能分析： ZEISS LSM 990 Spectral Multiplex是一款定位于高端科研机构的光谱成像系统，具有卓越的光谱分辨率和自动化功能，适用于复杂的生物、医学及材料科学实验。其高效的荧光标签分离能力和多功能自动化设计为用户提供了强大的实验支持。然而，高昂的价格和一定的学习曲线可能对中小型实验室构成挑战。总体而言，这是一款性能优越、适应性强的高端实验设备。获取实验方案 -
智能分析： ZEISS Sigma 300 with RISE是蔡司公司推出的一款高端光谱分析仪，集成了拉曼成像和扫描电子显微镜技术，能够提供高质量的化学和结构分析。其功能强大，支持多领域应用，但设备价格较高且操作学习曲线可能较陡。适用于科研机构和高端实验室，是材料科学和生命科学领域的理想选择。获取实验方案
