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铁碳粉末钢的激光热处理
摘要： 研究了不同孔隙率的烧结ZhGr铁碳粉末钢的激光热处理。测定了该钢材的显微组织和显微硬度，并分析了激光处理过程中产生的缺陷。
关键词： 显微硬度、铁碳钢、孔隙率、激光热处理、粉末冶金、微观结构
更新于2025-09-23 15:19:57
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纯钨的选择性激光熔化与重熔
摘要： 纯钨的加工因其高熔点和固有脆性面临重大挑战。选择性激光熔化（SLM）技术日益普及，为难熔金属提供了优异的加工途径。本文通过优化SLM工艺参数制备出致密纯钨试样，其极限抗压强度约1200 MPa，显著优于其他文献报道值。增加激光能量输入有助于提升钨试样的密度和表面粗糙度。值得注意的是，SLM过程中对已加工层进行额外重熔可改善表面质量和微观结构，实现最高相对密度（98.4%±0.5%）。激光重熔后表面粗糙度降低28%，并形成大量细小晶粒。重熔引发的流体流动对细晶形成和缺陷水平起决定性作用。这些发现为纯钨SLM加工提供了新见解。
关键词： 微观结构、钨、选择性激光熔化、力学性能、激光重熔
更新于2025-09-23 15:19:57
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利用激光微加工实现MEMS微观结构的过程开发与表征
摘要： 本文介绍了利用激光微加工技术在MEMS中实现微观结构的过程开发与表征。激光微加工技术环保、能快速制图，并可避免传统基于光刻的微制造技术中的多步骤流程。本研究聚焦于理解激光束作用于硅晶圆材料时的尺寸特性——微结构即在此制备。矩形可变孔径（RVA-XY）尺寸、脉冲次数、载物台/工作台进给速度和激光能量这四个主要参数对激光烧蚀过程起关键作用。通过AutoCAD或其他CAD软件绘制1厘米长的微通道/线条图案后，再借助激光微加工将该图案转移至硅晶圆。最终采用高倍显微镜（HPM）和触针式轮廓仪作为测量工具，观察分析激光微加工制备的微通道结构的宽度和深度。使用较大尺寸的RVA会导致微通道宽度增大。若改变所有参数值，对微通道深度的影响较小或基本相当。在选择最佳激光烧蚀设置前，还需考虑表面粗糙度测试。
关键词： 微观结构、微加工、激光、参数
更新于2025-09-23 15:19:57
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激光化学气相沉积法制备多孔3C-SiC薄膜的生长机制
摘要： 多孔碳化硅薄膜是适用于极端恶劣环境的坚固型微型超级电容器的优异电极材料。在我们先前的研究中，通过激光化学气相沉积（LCVD）法制备出了具有高面电容和高沉积速率的多孔3C-SiC薄膜。然而，利用LCVD探索多孔结构的形成机制仍十分迫切。本研究采用扫描和透射电子显微镜技术详细分析了LCVD法制备的多孔立方碳化硅薄膜的微观结构，并根据"生长竞争理论"和"阴影效应理论"提出了沉积物的生长机制。
关键词： 生长机制、多孔3C-SiC薄膜、微观结构、激光化学气相沉积（LCVD）
更新于2025-09-23 15:19:57
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激光增材制造Ti-Zr同成分合金的微观组织与性能
摘要： 本工作采用激光增材制造技术在纯钛基板上制备了Ti40Zr（原子百分比）共晶合金及共晶点附近的四种Ti-Zr合金?；谙晕⒆橹?、力学性能、摩擦学性能、耐蚀性和成形性对这些合金进行了对比分析。结果表明：随着Zr含量增加，合金组织依次从40at.%Zr时的魏氏体结构发展为近乎全β-(TiZr)柱状晶，进而形成β-(TiZr)柱状晶与颗粒状α-(TiZr)的复合组织。具有近乎全β-(TiZr)结构的Ti60Zr40共晶合金展现出延展性、耐蚀性与成形性的新颖组合，但与其他共晶点附近Ti-Zr合金相比，其硬度略低、强度稍差且摩擦学性能欠佳。因此，通过合金化开发该共晶合金作为高强度激光增材制造材料具有重要研究价值。
关键词： 同源合金、激光增材制造、钛合金、性能、微观结构
更新于2025-09-23 15:19:57
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通过基体预热消除TA15到Inconel718激光3D打印功能梯度材料的裂纹
摘要： 采用激光3D打印技术制备从TA15到Inconel718（IN718）的功能梯度材料（FGM）具有广阔的航空航天应用前景。然而，激光3D打印制造的线性梯度结构FGM中常出现裂纹。本研究通过基体预热激光3D打印工艺成功制备了无裂纹FGM，并详细分析了其微观组织与力学性能以阐明预热工艺抑制裂纹形成的机理。未预热FGM的微观组织显示裂纹主要形成于60%-80%IN718成分区间。显然，基体预热使内部应力水平低于屈服强度，因此预热样品未产生裂纹。预热FGM的抗拉强度达207MPa，较因裂纹无法测量的未预热样品有显著提升。研究表明，基体预热工艺能有效防止钛基至镍基合金功能梯度材料激光3D打印过程中的裂纹形成。
关键词： 激光3D打印，功能梯度材料，裂纹，微观结构，预热
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于三元共聚方法结合两个非对称片段实现分子紧密堆积与非辐射能量损失优化的高性能聚合物太阳能电池
摘要： 本研究系统探究了一种结合两种富电子单元——不对称噻吩并苯并二噻吩（TBD）与噻吩并[2,3-f]苯并呋喃（TBF）片段的随机三元共聚物方法。当与1,3-双(2-乙基己基)苯并[1,2-c:4,5-c']二噻吩-4,8-二酮（BDD）共聚时，其协同效应体现在分子堆积与纳米相结构上，在基于IT-4F的非富勒烯聚合物太阳能电池中实现了14.2%的卓越光电转换效率（PCE），优于相应的D-A共聚物。TBD50:IT-4F共混膜平衡的聚集态与更优的互穿网络结构可促进混合区激子解离、抑制载流子复合，并产生高比例长寿命载流子。此外，该方法在多数缺电子体系中的普适性得到成功验证：特别是TBD50/Y6器件展现出15.0%的高PCE及仅0.52 eV的小能量损失（源于0.22 eV的低非辐射能量损失），这些数值是迄今未采用BDT单元的聚合物体系报道的最佳值之一。结果表明，这种通过主链工程设计的卓越三元共聚策略为获得更高PCE带来希望，并丰富了有机光伏材料库。
关键词： 非对称结构、微观结构、无规三元共聚物、非富勒烯太阳能电池、非辐射能量损失、功率转换效率
更新于2025-09-23 15:19:57
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通过实现超细微观结构提升激光增材制造Ti6Al4V合金的硬度和耐磨性能
摘要： 细化钛合金激光增材制造（LAM）的微观结构是一个重要课题。本研究通过采用小光斑直径、低激光功率与高扫描速度组合的低能量密度工艺，实现了LAM制备Ti6Al4V合金的微观结构细化。系统研究了LAM制备Ti6Al4V涂层的微观组织、硬度、耐磨性能及熔池热行为。结果表明：原始β相和α相晶粒尺寸强烈依赖于熔池冷却速率，在75 J·mm?2的低能量密度下，由于熔池具有高冷却速率，获得了细小的原始β晶粒和亚微米级针状α相。此外，具有亚微米级针状α相的Ti6Al4V试样展现出极高的硬度（7.43 GPa）、高弹性模量（133.6 GPa）以及低摩擦系数（0.48）。本研究为提升LAM制备Ti6Al4V合金的微观结构和力学性能提供了有效方法。
关键词： 磨损性能、硬度、激光增材制造、钛合金、微观结构
更新于2025-09-23 15:19:57
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0.95(Na0.5Bi0.5)TiO3–0.05BaTiO3的晶粒形貌与第二相调控下的晶粒生长行为
摘要： 研究了添加过量Bi2O3对0.95(Na0.5Bi0.5)TiO3-0.05BaTiO3（摩尔分数，NBT-5BT）晶粒生长行为的影响。将NBT-5BT粉末压块在1200°C下烧结不同时间，并添加不同含量的Bi2O3（0.1、1.5、4.0和10.0 mol%）。当向圆角立方体NBT-5BT中添加Bi2O3时，晶粒形状转变为更具棱角的立方体，且烧结过程中液相量增加。更具棱角的立方体晶粒形状表明晶粒显著生长所需的临界驱动力增大。然而，在任何添加过量Bi2O3的NBT-5BT样品中均未出现明显的异常晶粒生长。随着Bi2O3含量的增加，液相量增多。因此，通过增加原子扩散距离可降低晶粒生长速率。这些观察结果表明，在晶粒形状和液相量变化过程中，过量Bi2O3的NBT-5BT晶粒生长受通过二维形核晶粒生长机制的晶面生长控制。
关键词： 晶粒生长、晶粒形貌、液相、烧结、NBT-BT、微观结构
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于控制光斑尺寸的曲面零件激光熔覆特性
摘要： 本研究提出了一种基于控制激光光斑尺寸的曲面零件激光熔覆方法，并通过微观组织、显微硬度、结合性能及耐磨性分析对所得涂层进行研究。采用非均匀有理B样条曲面（NURBS）重建方法获取激光熔覆工件几何特征，通过建立数学模型将激光束作用于曲面的过程简化为圆柱体与曲率球的相交问题。随后将光斑尺寸转化为圆柱体与球体的相交面积，通过调节激光头使光斑尺寸控制在阈值范围内并获取插值点。这些插值点确保了激光熔覆轨迹的准确性，并通过实验研究涂层性能。结果表明：涂层平均厚度约1.07毫米，厚度波动不超过0.05毫米；渗透探伤显示层内无裂纹或气孔。扫描电镜观察显示晶粒从层底到层顶依次经历平面晶、胞状晶、树枝晶和等轴晶的转变。经30次热震试验后，熔覆层仍与基体良好结合，其显微硬度和耐磨性分别是基体的2倍和1.4倍。
关键词： 微观结构、弯曲部件、性能、光斑尺寸、激光熔覆
更新于2025-09-23 15:19:57