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通过巧妙结合激光诱导热裂纹扩展与激光热熔技术实现夹层玻璃高效分离的研究
摘要： 夹层玻璃应用广泛，但切割工艺过于繁琐。本文首次巧妙结合激光诱导热裂纹扩展与激光热熔技术，提出一种新型激光复合分离方法，实现夹层玻璃一次性分离，并将切割流程从五步简化为两步。该方法产生三个激光焦点，每个焦点分别作用于夹层玻璃的一层，通过玻璃层的激光诱导热裂纹扩展与PVB层的激光热熔分离复合机制，完成整片夹层玻璃的分离。实验成功采用该激光复合分离技术对5+0.38+5mm厚度的夹层玻璃进行加工，分离侧壁极为光滑（玻璃层粗糙度达10.24纳米），且无崩边、微裂纹或亚表面损伤等缺陷。研究同时建立了数学模型分析分离机理。
关键词： 激光熔化、数值模拟、激光诱导热裂纹扩展、激光分离、夹层玻璃
更新于2025-09-23 15:21:01
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利用双激光微加工提高材料去除效率
摘要： 与文献报道的激光烧蚀工艺相比，采用连续波熔化激光与纳秒喷射激光相结合的方式可使材料去除效率提升2至8倍。复合激光所需能量降低主要源于对熔化过程中辐照时间的优化——该阶段消耗了总能耗的主要部分。本研究所用激光器在9毫秒熔化时间下获得了最高熔化效率的最优作用时长，该数值与一维加热模型推导结果进行了对比。通过展示纯熔化冶金图像及引入喷射脉冲后高效熔化状态下形成的孔洞，为熔体喷射现象提供了实证依据。结果表明约90%的熔池被喷射排出，且孔洞周边仅有少量材料再沉积。
关键词： 束流-物质相互作用，短脉冲激光，激光材料加工，激光熔化
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过液相脉冲激光后处理调控钇铁石榴石纳米粒子的尺寸与相组成
摘要： 通过激光合成与胶体处理技术调控分散于液体中的磁性氧化物纳米材料的尺寸与相组成，对生物医学、催化及纳米颗粒-聚合物复合材料应用具有重要价值。然而采用盐类和配体等常规添加剂控制三元氧化物的这些特性具有挑战性，可能导致非目标副产物及多相生成。本研究表明：采用355 nm波长高重复频率、高功率脉冲激光后处理（LPP）技术，在无添加剂条件下通过调节激光能量密度与施加剂量，可实现胶体钇铁氧纳米颗粒的相转变与石榴石结构相纯化。此外，LPP技术能将颗粒尺寸控制在5 nm（皮秒激光）至20 nm（纳秒激光）范围，并显著提升单分散性。研究团队系统考察了所得胶体纳米颗粒的尺寸、结构及温度依赖性磁学性能。
关键词： 激光熔化、氧化钇铁、单分散、激光破碎、相变、石榴石、钙钛矿、激光烧蚀、铁磁性纳米颗粒
更新于2025-09-23 15:19:57
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模拟相对论强度激光与纳米结构固体靶相互作用中放大的自发辐射基座的效应
摘要： 我们研究了不同能量密度的亚纳秒激光辐射聚焦作用于超强激光等离子体实验中使用的平面与纳米结构靶材表面的效应。为此，我们模拟了预脉冲（即放大自发辐射基座）的作用——这种通常存在于相对论强度（峰值强度超过10^18 W/cm2）且自然对比度受限的激光脉冲中的现象。研究发现亚波长尺度结构材料的熔融阈值被显著降低：当能量密度约为0.2 J/cm2及以下时（比平面基底熔融阈值低3-5倍），即可观察到导致初始结构畸变的局部熔融现象。研究同时表明，该阈值降低效应与结构制备方法相关，这可能源于吸收增强和向材料内部的热传导抑制。
关键词： 高强度激光相互作用、放大自发辐射基座、激光熔化、亚纳秒脉冲、纳米结构
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过原位X射线成像技术可视化奥氏体不锈钢激光熔化过程中的钥匙孔动力学与形貌
摘要： 采用原位X射线观测技术研究了工艺条件对奥氏体不锈钢激光熔覆过程中小孔行为的影响。结果表明：随着激光功率增大，小孔深度和宽度增加，而小孔深度波动减?。晃薇；て迨毙】咨疃炔ǘ灾?，推测这是由于激光与金属蒸气相互作用导致激光功率衰减及光束质量变化所致。研究发现，当激光扫描速度相对于小孔形成速度提高时，小孔倾斜度减小且宽度和开口扩大；随着离焦距离增加，小孔倾斜度降低且深度波动增大。在预定时间内降低激光功率时，激光熔覆部分的熔深未发生变化，当激光功率降低时间为1毫秒时小孔深度保持稳定。这些结果将有助于提升增材制造、激光焊接与切割等涉及小孔形成的激光熔覆工艺的质量与效率。
关键词： X射线观察，钥匙孔，激光熔化，不锈钢
更新于2025-09-19 17:13:59
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表面张力对激光熔化中熔池形态的影响
摘要： 表面张力在激光熔化过程中对熔池形态的分布与演化起着重要作用。本文基于光滑粒子流体动力学（SPH）理论，建立了考虑熔池温度变化的表面张力对熔池形态影响的数学模型。采用SPH方法，在特定工艺参数下模拟了熔池的纵向形态及其形成过程，并深入分析了不同工艺参数下熔池长度与深度的分布规律。结果表明：由于表面张力的影响，沿凝固轨迹纵截面变化的熔池纵向形态呈现曲线特征；同时发现马兰戈尼力对液态金属流动及热量传递具有显著影响。模拟中熔池纵向形态呈现波浪状，且其变形分布会随激光功率增大或扫描速度减小而加剧。通过实验观测了凝固熔池的纵向形态，发现实验结果与计算结果高度吻合。
关键词： 加工参数，激光熔化，光滑粒子流体动力学（SPH），熔池形貌，表面张力
更新于2025-09-16 10:30:52
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点激光熔融诱导的单晶硅晶体缺陷
摘要： 单晶硅的激光加工已成为广泛应用的重要工具。本研究以微秒脉冲激光熔融为模型实验，探究晶体缺陷与残余应力的产生机制。通过显微拉曼光谱、缺陷腐蚀及透射电镜分析发现：当冷却速率超过jdT=dtj ? 2 (cid:2) 107 K/s时，再结晶区域未出现位错且样品保持无残余应力状态；而当冷却速率低于该阈值时，实验显示材料会急剧转变为富含位错与残余应力的缺陷微结构。透射电镜进一步揭示再结晶区内存在位错环、层错四面体及孔洞，表明再结晶过程中本征点缺陷处于过饱和状态。光致发光光谱补充分析显示随冷却速率降低存在三个特征区间：第一区间光谱无线缺陷相关谱线；第二区间出现点缺陷团簇相关谱线；第三区间点缺陷团簇谱线消失但位错相关谱线显现。我们提出定量模型，通过本征点缺陷与位错的相互作用解释了从无位错到富位错再结晶状态的转变机制。
关键词： 单晶硅、透射电子显微镜、激光熔化、微拉曼光谱、晶体缺陷、残余应力、光致发光光谱
更新于2025-09-16 10:30:52
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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
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激光增材制造条件下钛与氮的相互作用
摘要： 为了解如何制备具有所需氮化钛含量的块体钛部件或涂层，本文研究了典型激光增材制造（AM）条件下钛与氮的动态相互作用。在一组含不同氮浓度的气体环境中，分析了典型选区激光熔化（SLM）和激光工程化净成形（LENS）AM扫描条件下形成的钛氮反应产物的成分、相组成及微观结构。通过原位同步辐射X射线衍射（SXRD）测试揭示了钛与氮的高温反应过程。
关键词： 同步辐射X射线衍射，原位相变，氮化钛，激光熔化
更新于2025-09-11 14:15:04