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oe1(光电查) - 科学论文

246 条数据
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  • 锂掺杂对喷雾热解法制备的ZnO薄膜微观结构、形貌、纳米力学性能及腐蚀行为的影响

    摘要： 采用化学喷雾热解法在460°C温度下于玻璃基底制备了锂掺杂氧化锌(ZnO:Li)薄膜，并研究了锂含量对掺杂薄膜微观结构、形貌及力学特性的影响。X射线衍射分析显示薄膜具有明显的c轴择优取向，呈六方纤锌矿结构，主要沿c轴方向生长并呈现(002)晶面择优取向。通过原子力显微镜(AFM)和扫描电镜(SEM)观察薄膜形貌，SEM结果显示喷涂薄膜具有均匀协调的织构；ZnO:Li薄膜呈现均匀球状晶粒，平均尺寸约200纳米。AFM表征表明ZnO:Li薄膜表面粗糙度得到改善。纳米压痕实验研究了ZnO:Li薄膜的力学特性，发现锂掺杂可提升薄膜硬度和杨氏模量。此外，在氯化物溶液中测试了锂掺杂薄膜的耐蚀行为，电化学实验证实锂掺杂能改善其抗腐蚀性能。

    关键词： 纳米力学性能、形貌、微观结构、喷雾热解法、薄膜、锂掺杂氧化锌、腐蚀行为

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 连接GeTe基内联相变开关中的脉冲后电学与微观结构特征

    摘要： 采用平面扫描透射电子显微镜研究了集成相变开关器件中微观结构与器件电阻的关联。研究发现相变过程中GeTe发生显著结构变化：最明显的是沿器件中心线形成空隙群，以及"活性区域"两侧出现大尺寸GeTe晶粒。此类结构重构与导通态电阻随脉冲次数增加的变化相关——初始多孔细晶（10-20纳米）GeTe逐渐转变为占据射频间隙主体（400-700纳米）的大晶畴。我们提出一个唯象模型：关断脉冲会熔融特定宽度的GeTe层，冷却后熔区外的结晶材料作为模板促使向内生长的结晶前沿扩展。通过串联电阻模型发现，器件中心线空隙与关断态电阻升高、导通态相对稳定（随脉冲次数增加）存在关联?；诖朔治?，建议将关断态电阻作为器件可靠性的早期指标。改进后的GeTe沉积工艺有效抑制了空隙形成，使器件关断态电阻随脉冲次数增加保持更稳定的特性。

    关键词： 器件电阻、空位形成、微观结构、锗碲、相变开关

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • WO3和WO3-NiO粉末的氢还原行为及微观结构特征

    摘要： 对由WO3和WO3-NiO制备的粉末混合物的氢还原与烧结行为进行了表征与机理研究。通过球磨结合氢气还原氧化粉末的方法制备出纳米级W和W-Ni粉末。采用不同升温速率的程序升温还原法在Ar-10% H2气氛中分析其还原行为。X射线衍射分析表明：氧化粉末经800℃氢气还原1小时后转变为平均粒径约100 nm的W和W-Ni粉末。通过升温速率引起的峰位偏移评估氢还原动力学，根据Kissinger曲线斜率测算纯WO3和WO3-NiO还原过程的活化能分别为87.4-117.4 kJ/mol（随还原阶段而异）。放电等离子烧结制备的W-Ni块体因镍添加促进质量传输，呈现相对致密的大晶粒及显著颈缩生长。这些结果有助于优化粉末合成工艺，并深入理解与粉末及烧结体显微组织相关的氢还原行为及镍添加效应。

    关键词： 氢还原行为、微观结构、金属氧化物、钨与钨镍合金、放电等离子烧结

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 激光表面熔凝处理的MoSi2-Mo5Si3共晶复合材料的微观结构与力学性能

    摘要： 对MoSi2-Mo5Si3共晶复合材料单晶基体进行激光表面熔凝（LSM）处理，旨在验证通过增材制造工艺利用扫描激光束实现组织细化和共晶复合材料在籽晶单晶顶部外延生长的力学性能改善可行性。研究表明，LSM能够获得既保持共晶板条状组织特征、又维持基体单晶晶体取向的共晶复合材料。经LSM处理后，共晶板条状组织从基体的数微米显著细化至数十纳米量级（43±7 nm），同时保持取向关系。由于组织细化，硬度从基体的11.60±0.04 GPa提升约38%至LSM处理区的15.96±0.42 GPa，断裂韧性从基体的3.8±0.3 MPa·m1/2提高约34%至LSM处理区的5.1±1.5 MPa·m1/2。

    关键词： 机械性能、微观结构、硅化钼、激光加工、共晶复合材料

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 原子探针断层扫描技术在激光增材制造样品复杂微观结构中的应用

    摘要： 增材制造（AM）技术已在从生物医学到航空航天等多个工业领域获得日益广泛的关注。该技术不仅用于原型制作，还应用于模具制造及最终零部件生产。这种计算机控制的逐层堆叠工艺提供了更大的设计自由度，几乎能够制造任何形状的部件。其额外优势包括潜在的资源效率提升、产品定制化程度提高以及轻量化设计。两种主流的金属激光增材制造（LAM）技术是激光粉末床熔融（LPBF）和激光金属沉积（LMD）。在LPBF工艺中，聚焦激光束扫描填充金属粉末的粉床，局部熔化并融合粉末以制造全致密金属部件，随后铺展新粉层并再次进行激光扫描。LMD则是基于喷嘴的增材制造工艺，通过聚焦激光束在构建表面形成熔池，再经喷嘴向熔池注入金属粉末，通过喷嘴/激光组件逐道次、逐层向前移动来构建三维部件。 LAM制造的金属材料具有独特的热历史：材料最初在熔池中从液态快速冷却，随后在LAM过程中因相邻轨迹及后续层沉积而经历循环再加热（即所谓本征热处理IHT）。这种热历史导致的后果极为复杂，有时会形成从纳米到毫米尺度存在不均匀性的层级微观结构。要全面理解和表征这些微观结构极具挑战性，需要综合运用从光学显微镜（LOM）到电子显微镜直至原子探针断层扫描（APT）等覆盖相似尺度范围的技术手段。本文通过实例展示APT如何提供复杂微观结构的关键信息，以深入理解不同金属合金中的本征热处理、快速凝固及相分离现象，具体包括钢、铝/镍基高温合金以及高熵合金（HEA）的案例分析。

    关键词： 激光增材制造，增材制造，相分离，微观结构，原子探针断层扫描，快速凝固，本征热处理

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 采用激光熔覆工艺在Ti-6Al-4V基体上制备SS420微米层的微观结构与磨损行为

    摘要： 由于具有优异性能，Ti-6Al-4V是汽车、航空航天、生物医学和海洋领域常用材料。然而，其较差的摩擦学性能限制了应用。本研究采用大功率Yb:YAG圆盘激光器在Ti-6Al-4V基材上熔覆不锈钢420合金粉末，随后评估熔覆表面的新相形成、硬度变化及耐磨性能提升情况，并研究了不同磨损机制及其对应平均粗糙度。结果表明：激光熔覆试样显微硬度达613HV（基材为303HV），其磨损率较未熔覆试样显著降低。主要磨损机制为磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损，熔覆磨损表面的粗糙度低于基材。

    关键词： 磨损机制、微观结构、Ti-6Al-4V、粗糙度、激光熔覆、SS420

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 钇光纤激光对接焊接Inconel 625与双相不锈钢2205薄板的实验研究

    摘要： 本研究通过不同热输入的镱光纤激光成功实现了超级合金Inconel 625与双相不锈钢2205（DSS 2205）的焊接。随着能量输入降低，焊缝宽度变窄且接头力学性能提升。采用扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）、X射线衍射（XRD）和显微硬度测试对焊缝进行了表征。焊缝金属（WM）显微组织中未观察到凝固裂纹或气孔，主要晶粒类型为胞状树枝晶和柱状树枝晶。在43 J/mm热输入下，焊缝金属枝晶间臂相比21.5 J/mm热输入样品存在更显著的钼和铌偏析。XRD分析显示焊缝界面形成了铬、钼和镍的碳化物。拉伸强度研究表明当热输入较低（21.5 J/mm）时获得最大强度890 MPa，该强度值超过双相不锈钢基材（DSS 2205）。综合结构-性能相关性结果表明，激光束焊接对所述异种合金连接具有有效性。

    关键词： 机械性能、激光束焊接、双相不锈钢2205、微观结构、因科镍625

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 热处理对采用钛合金Ti-6Al-4V进行直接激光沉积制造产品显微组织的影响

    摘要： 钛合金Ti-6Al-4V是航空航天工业中的重要合金。直接激光沉积（DLD）技术能利用该合金制造复杂几何形状的产品，其质量不低于传统方法。先前研究发现，该合金产品的组织结构不符合指定要求，需进行热处理。本研究采用不同工艺参数（包括时间和温度变化）对样品进行退火处理，并分析了产品微观结构。结果表明：在600-650°C退火温度下，组织呈现异质性，β相晶粒仍保持独立存在；当退火温度升至750-900°C时，原始β晶粒界限逐渐模糊。研究发现亚稳态α'相板条长度随温度升高而减小，且其厚度方向收缩更显著。随着晶界迁移时间延长，组织逐渐均匀化。热处理后试样的显微硬度略有下降，维持在300-400 HV0.5范围内。

    关键词： 直接激光沉积、直接金属沉积、微观结构、增材制造、Ti-6Al-4V、热处理

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 确定激光参数极限值用于粉末碳钢表面热处理

    摘要： 研究了不同孔隙率的粉末钢PA-ZhGr与铸钢U10在1千瓦光纤激光氩气?；ぜす獯恚↙T）后表层的微观组织和显微硬度。通过热模拟计算并实验验证了激光作用区形成的几何尺寸，提出了其形成机制。确立了碳粉末钢热处理激光作用参数的积分判据边界值。

    关键词： 热建模、微观结构、激光处理、显微硬度、粉末钢

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 激光成形Nb-Ti-Al合金的显微组织与力学行为研究

    摘要： Nb-Ti-Al合金作为超越镍基高温合金应用范围的高温结构材料候选者备受关注。此前，Nb-Ti-Al合金主要通过电弧熔炼或热压法制备。本研究探索了Nb-23Ti-15Al合金的激光成形工艺，并系统研究了其微观组织与力学行为。结果表明：通过激光成形可获得近乎无缺陷且具有细小枝晶组织的Nb-Ti-Al合金。该合金存在β、δ和Ti(O,C)三相，其中β/δ基体呈现柱状晶结构。Ti(O,C)相作为TiO或TiC的固溶体出现，其源于元素粉末引入的氧和碳元素，具有面心立方(FCC)结构及介于TiO与TiC之间的适中晶格参数。合金中观察到两种形貌的Ti(O,C)：大块鹅卵石状颗粒与细小弥散颗粒。双衍射效应导致δ相出现禁阻反射，同时β相产生轻微超晶格反射。细化β/δ相与弥散分布的小尺寸Ti(O,C)共同提升了合金显微硬度和断裂韧性。简言之，本研究证实激光成形是制备高性能Nb-Ti-Al合金的潜在方法。

    关键词： 激光成形、双衍射、机械性能、Ti(O,C)、Nb-Ti-Al合金、微观结构

    更新于2025-09-23 15:19:57