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因科镍718在定向凝固镍基高温合金上外延激光熔覆沉积过程中的外延生长与新杂晶形成机制
摘要： 研究了定向凝固（DS）高温合金在外延激光熔覆沉积（E-LMD）过程中沉积层的外延行为及杂散晶粒（SGs）的形成。通过在外延凝固的DS基体上获得了柱状枝晶结构，沉积层也保持了基体的取向。熔合界面处难以消除的杂散晶粒归因于不同的形成机制，根据分布特征将其分为晶界杂散晶粒（GB-SGs）和碳化物周围杂散晶粒（MC-SGs）。GB-SGs位于低角度和高角度晶界，其形成机制为反复空间变化加热和冷却下热应变与应力累积诱发动态再结晶。MC-SGs围绕碳化物形成，与固液界面形状变化导致的取向偏离胞状晶形成有关，柱状晶向等轴晶转变（CET）是MC-SGs形成的另一机制。
关键词： 散粒，镍基高温合金，激光金属沉积，再结晶，动态，外延，微观结构
更新于2025-11-28 14:24:20
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激波诱导苯偶姻晶体光学性能的增强
摘要： 本文展示了冲击波对苯偶姻晶体材料光学特性影响实验研究的结果。实验所用苯偶姻晶体采用Sankaranarayana-Ramasamy法沿[100]晶面生长。本研究通过压力驱动激波管产生马赫数为1.7的功能性冲击波，利用紫外-可见分光光度计在200至800纳米波长范围内测试样品的光学特性。观测结果表明：吸收光谱强度与冲击波暴露次数成反比。通过分析冲击波加载前后样品的光吸收光谱，测定了直接/间接光学带隙能(Eg)和乌尔巴赫尾能(Ug)，发现经冲击波处理的测试晶体具有更高带隙能。我们研究了消光系数、介电常数实部与虚部、趋肤深度、光学密度、光学电导率和电导率等光学常数，并将700纳米入射光条件下冲击波加载后苯偶姻晶体的测定结果进行对比。这些结果对后续将要详细讨论的冲击波恢复实验具有重要参考价值。
关键词： 传输、冲击波、再结晶、苯偶姻晶体、光学性质
更新于2025-09-23 15:23:52
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激光表面熔融对Ti-30Nb-4Sn合金晶体织构、微观结构、弹性模量及硬度的影响
摘要： 骨科植入物的生物相容性与其弹性模量和表面特性密切相关。本研究旨在确定冷轧、再结晶和激光表面熔凝（LSM）对双相（α″+β）Ti?30Nb?4Sn合金微观结构和力学性能的影响。冷轧基体的X射线衍射（XRD）织构分析显示存在[302]α″//ND织构组分，而再结晶基体分析则呈现[302]α″//ND和[110]α″//ND组分。虽然XRD无法直接测量β相织构，但通过考虑α″与β相的取向关系，成功预测了[111]β//ND织构组分的存在。纳米压痕测试表明，冷轧基体的弹性模量（63 GPa）低于再结晶基体（74 GPa）。结合现有文献及本研究结果，认为这种差异源于冷变形过程中引入的晶体缺陷。联合纳米压痕/电子背散射衍射（EBSD）分析显示，纳米压痕结果不受晶体取向影响。对变形合金进行LSM处理后，其硬度、弹性模量和晶体学织构的变化与再结晶热处理产生的效果相似，在表层与基体间形成了刚度梯度。
关键词： 激光表面熔化、刚度梯度材料、晶体织构、冷轧、钛合金、再结晶
更新于2025-09-23 15:21:01
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铜基铌膜激光退火用于射频超导腔的研究
摘要： 采用铌溅射铜腔体被视为一种极具前景的下一代超导腔体，但在高加速梯度下仍面临Q斜率效应的挑战。现有解决方案聚焦于提升薄膜质量使其更趋近块体材料特性，这需要更高的衬底温度。然而受限于铜衬底的熔点，沉积工艺与退火工艺均无法在高温下进行。本文所述的激光退火技术以纳秒脉冲激光为热源，可在铌膜厚度尺度内形成局部温场，在不影响铜衬底的前提下实现薄膜退火。北京大学已建立激光退火系统，并开展了铜基铌薄膜（Nb/Cu）样品实验，对比分析了退火前后样品的超导性能、表面形貌等特性。结果表明铌薄膜发生了再结晶，且多种可能引发Q斜率的因素得到抑制。这些发现证实了激光退火技术的有效性及其未来应用于铌溅射铜腔体的可能性。
关键词： 表面形貌、表面粗糙度、再结晶、铌薄膜、超导腔、激光退火
更新于2025-09-23 15:19:57
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一个用于进行高温退火测试的高功率激光设施
摘要： 材料特性及其高温行为的相关知识在众多领域具有至关重要的意义。例如，材料热机械加工过程中出现的退火现象（如再结晶），长期以来既被视为具有科学价值，又具有重要技术意义。目前采用多种方法研究退火现象并对金属施加热载荷。本研究展示了一套基于激光的退火测试装置设计方案与研发成果。该实验平台能以实验室规模开展研究，并具有高度灵活性，可为样品施加各种空间和时间加热模式。由于可对样品进行光学观测，激光加热能与红外成像等多种非接触式诊断技术结合，用于控制和分析温度梯度。作为案例研究，我们展示了一组研究钨再结晶动力学的实验。实验证明：样品可在2000K以上温度环境中以最高约2000K/s的加热速率线性升温，持续时间可达数秒至数小时，温度测量典型误差约1%（主要取决于样品发射率的测定）。此类研究对核聚变领域具有关键价值，因为国际热核聚变实验堆将采用全钨偏滤器运行。
关键词： 钨、激光退火、核聚变、高温、再结晶
更新于2025-09-19 17:13:59
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硅片表面激光扫描精加工
摘要： 本研究采用YAG连续波激光对硅晶圆表面进行精炼处理。激光扫描过程中，晶圆受照区域经历熔融及随后的再结晶，导致熔池中金属杂质沿深度方向重新分布。受照晶圆的截面显微图像显示清晰边界，证实了再结晶过程的发生，且熔融区深度取决于扫描参数与晶圆尺寸。通过二次离子质谱测量表征金属杂质浓度，金属杂质重新分布后，在近表面区域形成了最终相对纯净区。SIMS测量表明该纯净区的金属杂质浓度显著降低。研究定性分析了熔池中金属杂质重新分布过程的机理。所有实验结果证实，连续波激光扫描技术能有效精炼硅晶圆特定表面，该技术在太阳能电池领域具有重大应用潜力。
关键词： 硅晶圆，激光扫描，精炼，金属杂质，再结晶
更新于2025-09-16 10:30:52
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AIP会议录 [AIP出版社《2019年用于新技术与可靠结构的具有层级结构先进材料国际会议论文集》- 俄罗斯托木斯克（2019年10月1-5日）] 《2019年用于新技术与可靠结构的具有层级结构先进材料国际会议论文集》- 超细晶不锈钢、铜及铝合金严重摩擦的红外热成像检测
摘要： 摩擦生热是决定滑动摩擦条件稳定性的重要因素，因此在采用超细晶材料进行摩擦学应用时必须予以考虑。必须研究这些材料在摩擦滑动条件下的热稳定性，首要方法是确定磨损表面下方的温度分布。为此，我们使用安装在摩擦实验装置上的红外热像仪，并选取三种不同导热系数的材料作为试样：AISI 321不锈钢、5052铝合金和C11000铜。结果表明，即使实测温度低于标准再结晶起始温度，由于严重的摩擦诱发次表面变形，再结晶仍可能发生。
关键词： 红外热成像、滑动摩擦、再结晶、热稳定性、超细晶材料
更新于2025-09-16 10:30:52
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采用多脉冲纳秒激光退火实现超高剂量磷注入硅的再结晶与激活
摘要： 研究了高磷掺杂硅源/漏极，通过降低其电阻并向沟道施加应变来提升N型金属-氧化物-半导体场效应晶体管的性能。为寻找激活源/漏极中磷元素的有效高温退火方法，我们对高磷掺杂硅施加单脉冲与多脉冲纳秒激光退火处理，并分析了激光退火前后高磷掺杂硅的微观结构、应变及电学特性。结果表明：采用600 mJ cm?2能量密度的10脉冲退火时，再结晶硅区域与射程末端缺陷均减少，同时实现了磷元素激活率的显著提升。
关键词： 纳秒激光退火、应变工程、激活、磷掺杂硅、再结晶
更新于2025-09-16 10:30:52