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oe1(光电查) - 科学论文

8 条数据
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  • Zr基块体金属玻璃选择性激光熔化工艺参数的开发

    摘要： 已开发出Zr59.3Cu28.8Al10.4Nb1.5（商品名AMZ4）选区激光熔化参数，可制备无裂纹、低孔隙率的块体金属玻璃。研究发现相形成过程受激光加热功率显著影响：当激光功率等于或低于75W时可获得X射线衍射非晶态样品。经测试发现，加工后的块体金属玻璃通过两阶段结晶过程发生脱?；?，其中氧元素的存在被证实起关键作用。当激光功率超过75W时，观察到的晶粒为立方相（Cu2Zr4O）。测试表明，加工样品的硬度和杨氏模量会随晶体相比例增加而轻微提升。

    关键词： 选择性激光熔化，AMZ4，块体金属玻璃

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过纳秒激光表面纹理化技术在Zr基块体金属玻璃上制备润湿性调控表面图案的研究

    摘要： 激光纹理化技术此前已被用于提升金属合金的润湿性。相关研究表明，表面润湿性的改变源于其形貌与化学性质的共同变化。本文报道了针对该领域较少研究的材料类型所开展的激光诱导表面润湿性改性研究——采用纳秒(ns)激光工艺在名为Vitreloy 105的锆基块体金属玻璃(BMG)表面构建了凹坑与沟槽两种纹理图案。研究重点在于阐明表面形貌与化学改性对原始表面润湿性变化的协同作用机制。静态接触角测量显示：沟槽图案增强了原始BMG的亲水性，而凹坑图案则削弱了亲水性?；谌砻嫘蚊膊饬坑隭PS数据推断：凹坑纹理表面亲水性降低源于激光处理后亲水性C=O与O=C-O键的减少；虽然沟槽纹理表面的这些键同样减少，但由于激光辐照诱导产生的更大表面粗糙度起主导作用，其亲水性仍得以提升。

    关键词： 表面形貌、块体金属玻璃、纳秒激光表面纹理化、表面化学、润湿性

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 采用激光粉末床熔融技术制备Fe-Co-B-Si-Nb块体金属玻璃：微观结构与性能

    摘要： 本研究采用激光粉末床熔融（LPBF）技术制备{(Fe0.6Co0.4)0.75B0.2Si0.05}96Nb4块体金属玻璃（BMGs）。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、电子探针显微分析（EPMA）、电子背散射衍射（EBSD）、差示扫描量热法（DSC）和纳米压痕等技术，系统研究了不同激光功率与扫描速度下LPBF样品的微观结构演变、热稳定性及力学性能。结果表明：低区域能量输入有利于形成具有大非晶相比例的Fe-Co-B-Si-Nb BMGs。当区域能量密度为1.25 J/mm2（激光功率60 W，扫描速度600 mm/s）时，LPBF样品呈现近乎全非晶的微观结构（非晶相比例约99%），且LPBF样品的特征性能与工艺参数密切相关。本工作证实LPBF是制备全非晶Fe-Co-B-Si-Nb BMGs的有效方法，其结果为增材制造具有特定微观结构和优异性能的BMGs及其复合材料提供了关键依据。

    关键词： 块体金属玻璃、激光粉末床熔融、非晶分数、结晶、微观结构、纳米压痕

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 飞秒激光纳米结构化降低锆基金属玻璃的细菌粘附

    摘要： 作为高性能材料，块体金属玻璃因其生物医学应用潜力而备受关注。本研究评估了四种锆基块体金属玻璃经飞秒激光纳米结构化处理后的表面细菌黏附特性。通过不同能量强度（0.23和2.3 J/mm2）的飞秒激光辐照，制备出激光诱导周期性表面结构与纳米颗粒结构。研究分析了飞秒激光处理后的表面形貌、粗糙度、润湿性及表面能，并以大肠杆菌（革兰氏阴性菌代表）和金黄色葡萄球菌（革兰氏阳性菌代表）考察表面细菌黏附特性，采用4',6-二脒基-2-苯基吲哚荧光染色表征细菌表面覆盖率。通过MC3T3-E1细胞评估抛光与激光纳米结构化表面的体外细胞毒性。结果表明：飞秒激光纳米结构化处理既保持了锆基块体金属玻璃的非晶结构，又较抛光表面显著降低了细菌黏附量；经24小时细菌培养后，激光诱导周期性表面结构对细菌黏附的抑制效果优于纳米结构化表面；此外，该处理未明显影响锆基块体金属玻璃的细胞毒性。

    关键词： 飞秒激光、细菌粘附、纳米结构、块体金属玻璃

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 激光束处理后大块金属玻璃的结构与形貌研究

    摘要： 近期，锆基块体金属玻璃（BMGs）因其优异的玻璃形成能力和力学性能受到关注。非晶结构热力学不稳定，易转变为平衡晶态。本研究旨在探究激光束对锆基BMGs表面结构与形貌的影响。实验材料采用高压铜模铸造法制备的Zr55Cu30Ni5Al10合金板状试样（特定尺寸）。实验分别采用单脉冲激光辐照和由系列重叠点作用构成的脉冲模式激光焊接。通过调整不同激光参数发现：显微观测证实热影响区（HAZ）经激光处理后出现非晶-晶态共存结构；高分辨透射电镜分析显示辐照金属玻璃的HAZ内生成少量Zr2Ni型晶相，而熔合区与母材仍保持非晶结构；此外观察到激光频率与能量越高，焊缝熔深越呈现椭圆形态。

    关键词： 锆基合金、块体金属玻璃、激光熔化、表面形貌

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 通过超声波对激光增材制造的金属玻璃进行高通量筛选

    摘要： 激光增材制造（LAM）技术为无尺寸约束地制备块体金属玻璃（BMGs）并实现其大规模应用提供了可能。然而，在LAM过程中总会伴随裂纹、气孔和晶相缺陷的形成，这会严重恶化所得BMGs的力学与物理性能。本研究提出一种利用超声波技术高通量筛选BMG激光增材制造最优工艺参数的新方法：通过连续改变激光功率与扫描速度组合，快速制备由系列矩形BMG试样构成的参数库；以对缺陷敏感的超声衰减因子作为监测指标，筛选LAM制备BMG的最优参数。该方法确定1300W激光功率与600mm/min扫描速度是Zr51Ti5Ni10Cu25Al9（Zr51）BMG激光增材制造的最优参数组合（缺陷最少）。后续制备的大尺寸Zr51 BMG试样呈现非晶相主导的微观结构及足够高的拉伸强度，验证了该最优参数组合的有效性。

    关键词： 高通量筛选，块体金属玻璃，超声波检测，最佳工艺参数，激光增材制造

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 飞秒激光诱导块体金属玻璃表面非中心对称微结构实现液滴单向微位移

    摘要： 无需能量输入的单向液滴运动在多种潜在应用中备受关注。我们报道了通过大入射角飞秒激光制备非常规激光诱导周期性表面结构(LIPSS)以实现液滴单向微位移的研究。为克服PDMS等现有软材料控制液滴时的机械耐久性缺陷，采用锆基块体金属玻璃(Zr-BMG)制备了典型的非中心对称非常规LIPSS——包含微米级椭圆弧形结构与中心空间周期为400纳米的纳米波纹。通过飞秒激光辐照在Zr-BMG上构建非常规LIPSS的斑点与光栅功能表面结构，成功实现了水滴在该材料表面的单向微位移。为深入理解非常规LIPSS的制备过程，通过数值模拟揭示了其形成机理。本研究为微流控领域中金属材料的非中心对称表面微/纳结构制备提供了快速、精确且低成本的单向液滴运动解决方案。

    关键词： 激光表面结构化、单向液滴运动、激光诱导周期性表面结构、块体金属玻璃、超快激光

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 激光箔材打印增材制造制备的Zr基块体金属玻璃部件的力学性能

    摘要： 传统上，块体金属玻璃（BMGs）的应用仅限于小尺寸和简单几何形状的部件，这是因为常规铸造工艺需要快速冷却。本研究展示了一种极具前景的增材制造方法——激光箔材打印技术（LFP），可制备大尺寸、复杂几何形状的高质量BMG部件。通过该技术，研究人员采用逐层激光焊接MG箔材于基体的方式，成功制备了Zr52.5Ti5Al10Ni14.6Cu17.9 BMG部件。研究采用显微压痕、拉伸试验和四点弯曲试验测量了所制BMG部件的力学性能，并与铸态BMG部件进行对比。LFP工艺能实现快速冷却速率，成功制备出完全非晶化、近乎全致密且无裂纹的BMG部件。所制部件的玻璃转变温度、结晶温度和熔融温度与铸态部件基本一致。此外，这些BMG部件展现出与铸态BMG部件相当的力学性能，包括显微硬度、抗拉强度和抗弯强度。

    关键词： 激光加工、增材制造、块体金属玻璃、机械性能

    更新于2025-09-09 09:28:46