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激光透射焊接及石墨烯薄膜表面改性在柔性超级电容器中的应用
摘要： 当石墨烯薄膜涂覆在柔性聚合物基底上时，弱粘附力会导致薄膜在机械弯曲时发生分层。此外，随着每层石墨烯重新堆叠，其作为超级电容器电极的性能会受到限制。本研究展示了通过简便的激光焊接和表面改性工艺来克服这些限制。首先，将连续波激光束作用于涂覆石墨烯与底层透明聚碳酸酯基底的界面。该焊接工艺显著提高了它们的粘附性并实现了优异的机械弯曲性能。其次，在环境条件下通过纳秒脉冲激光照射石墨烯薄膜表面实现表面改性。使用这些表面改性的石墨烯电极和PVA-H3PO4电解质制备了三明治型超级电容器。研究了激光能量密度对超级电容器性能的影响。在最佳激光功率下，实现了4.7 mF/cm2的面电容。
关键词： 激光透射焊接、石墨烯、柔性器件、超级电容器、脉冲激光
更新于2025-11-25 10:30:42
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等离子体纳米颗粒悬浮液中的表面气泡生长
摘要： 理解等离子体加热产生的微气泡生长动力学可广泛应用于微流控、催化、微图案化和光热能量转换等领域。通常，表面等离子体气泡是在激光加热作用下，于预先沉积在表面的等离子体结构上生成的。本工作研究了等离子体纳米颗粒（NP）悬浮液中生成的表面微气泡的生长动力学。我们观察到，与具有表面等离子体结构的纯水体系相比，这些气泡的生长速率快得多。分析表明，悬浮液中纳米颗粒的存在导致表面气泡周围产生体积加热效应，这是解释该差异的关键因素。这种体积加热比表面加热更有效地提高了表面气泡周围的温度，从而增强了溶解气体的排出。我们还发现，除了激光功率和溶解气体浓度外，通过改变纳米颗粒的浓度，还可以在很宽的范围内调节气泡生长速率。
关键词： 气泡生长动力学、等离子体共振、金纳米粒子（NPs）、体积加热、微气泡、脉冲激光、光热效应
更新于2025-09-23 15:21:01
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脉冲激光表面处理Ti-6Al-4V薄板的显微组织与硬度特征及关联性研究
摘要： 一块热轧Ti64（Tie6Ale4V）钛合金板材采用两种不同功率（100W和200W）的脉冲激光进行表面处理，系统研究了激光表面处理（LST）前后的微观组织特征与硬度变化。结果表明：两种功率处理后均形成两个具有显著差异的改性区域——靠近激光束中心的熔化区（MZ），完全由细小马氏体板条构成，其内部密集分布着{10e11}纳米孪晶；远离激光束中心的热影响区（HAZ），包含短棒状β相粒子、马氏体板条及未转变的α基体晶粒的混合结构。硬度测试显示LST后钛合金板材硬度显著提升（尤其在MZ区）。深入分析表明：MZ区硬度提高源于晶粒细化、纳米孪晶存在及合金元素固溶作用的共同贡献，而HAZ区硬化仅来自细小板条结构的结构细化效应。对比两个LST试样发现，将激光功率从100W提升至200W能有效扩大激光改性区（包括MZ和HAZ）并同步细化板条结构，从而进一步增加强度。
关键词： Ti-6Al-4V，霍尔-佩奇关系，硬度，电子背散射衍射，脉冲激光
更新于2025-09-23 15:19:57
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激光清洗在剥离聚丙烯酸酯树脂涂料中的性能与机理
摘要： 激光清洗是一种高效、新兴且环保的技术。去除飞机蒙皮上的油漆是该技术的重要应用之一。本文描述了如何利用1064纳米高重复频率光纤激光器去除飞机蒙皮（LY12铝合金板）上50微米厚的聚丙烯酸树脂底漆层。通过改变扫描速度、脉冲频率、扫描线间距和激光功率等工艺参数进行实验，研究了清洗性能。研究发现，选择合适的扫描速度与脉冲频率组合可提升清洗质量与效率。单脉冲激光剥离的油漆量随激光功率增加而增多。通过对清洗表面及过程中收集的颗粒物分析，我们提出了三种可能的剥离机制：燃烧反应、热应力振动效应和等离子体冲击效应。
关键词： 法律，聚丙烯酸酯树脂，脱漆，机理，脉冲激光
更新于2025-09-23 15:19:57
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纳米颗粒敏化的RDX晶体的脉冲激光辐照
摘要： 与采用起爆药的传统点火系统相比，激光引爆炸药在战术、安全和环保方面具有优势。本文首次研究了掺杂金纳米粒子（GNPs）的环三亚甲基三硝胺（RDX）晶体的脉冲激光直接点火/引燃。使用纳秒脉冲激光在金纳米粒子表面等离子体共振波长532 nm处直接辐照晶体。通过含GNPs溶液重结晶RDX晶体，并通过显微观察表征其表面包覆和体相掺杂情况。采用高速摄像机结合新型分类方法，观测并记录了掺杂GNPs的RDX晶体与脉冲激光相互作用的模式，确定了引燃和引爆的激光能量密度阈值。该选定波长下，GNPs使RDX对脉冲激光的敏感度较纯RDX提升三个数量级。当激光能量密度为0.04 J/cm2时，掺杂GNPs的RDX晶体实现直接引爆并完全消耗，该现象在纯RDX中无法复现。结果表明：GNPs能有效作为光学敏化剂，实现低功率脉冲激光对RDX晶体的直接引爆。
关键词： 金纳米颗粒，脉冲激光，炸药，激光点火
更新于2025-09-19 17:13:59
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改进的激光烧结接触工艺用于高效PERC太阳能电池
摘要： 激光烧结接触（LFC）工艺是钝化发射极和背面电池（PERC）太阳能电池背面制作局部电接触的技术之一。该工艺需通过单步激光处理同时实现钝化介质层开孔与硅铝合金化，因此会导致铝损耗及硅片激光损伤。本研究提出一种结合传统LFC与激光诱导正向转移（LIFT）的新型多步LFC工艺，其改进方案包含三个步骤：(a)钝化层开孔与铝硅部分合金化；(b)局部接触孔位额外沉积铝层；(c)对转移铝层进行后激光烧结。将该工艺应用于1.0 cm2面积的PERC电池时，在保持低接触电阻的同时显著降低了激光处理晶圆的有效复合速率。采用改进LFC工艺制备的最佳PERC电池效率达19.5%，较传统LFC-PERC电池的18.6%有所提升，其效率增益主要源于开路电压（Voc）与填充因子（FF）的提高。
关键词： 接触电阻、晶体硅太阳能电池、PERC电池、脉冲激光、激光烧结接触、隐含开路电压
更新于2025-09-19 17:13:59
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脉冲激光除漆：理论模拟与机理分析
摘要： 本文研究了利用激光技术去除油漆。通过COMSOL Multiphysics软件建立了有限元模型，分析并验证了清洗过程中产生的温度场。采用光纤激光器研究了激光除漆行为，并结合傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱和扫描电子显微镜研究了其机理。深入分析这一相对较新的技术可为工业应用提供理论基础。研究结果表明，与原始漆层相比，清洁表面的红外吸收光谱出现了两个额外的峰——1333.36 cm?1和678.82 cm?1。此外，处理后的表面C元素含量减少，O含量增加。此外，由于键的断裂和重排，在清洁表面形成了新的有机化合物和络合物。此外，等离子体冲击产生了不同大小和形状的油漆颗粒。在高能激光照射下，漆层发生燃烧，形成了形状均匀的球形纳米颗粒。
关键词： 等离子体、机制、燃烧、除漆、化学键、脉冲激光
更新于2025-09-19 17:13:59
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不同激光加工铜表面的核态沸腾传热性能
摘要： 本研究报道了利用两种不同激光系统（即脉冲Nd:YAG激光和连续波激光）制备的微结构铜表面的核态池沸腾特性。实验在大气压和饱和温度下以水为池液进行测试。所有激光处理表面均观察到传热系数提升，其中连续波激光和脉冲激光制备的微结构表面相比参考光滑表面，传热系数最大增幅分别达到136%和93%。微结构表面传热性能的提升源于激光熔融过程产生的表面孔隙、沟槽及微腔体结构。
关键词： 微腔、连续波激光、激光烧蚀、Nd:YAG、核态池沸腾、脉冲激光
更新于2025-09-16 10:30:52
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皮秒脉冲激光诱导金属多层介质光栅的损伤机制与过程
摘要： 本文在金膜层上制备了多层光栅。采用波长800纳米、脉宽450皮秒的激光脉冲测试了光栅的激光损伤阈值与损伤形貌，测得光栅激光损伤阈值为0.95焦耳/平方厘米?；谑挡馑鹕颂匦约凹扑慊竦玫墓庹の露瘸∮胗αΤ。治隽斯庹に鹕嘶?。理论计算中考虑了光栅介质层的电离过程以及介质吸收系数的分布与演化，可得出光栅损伤过程以热烧蚀作用为主导的结论。
关键词： 脉冲激光，金属多层介质光栅，激光损伤
更新于2025-09-16 10:30:52
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激光能量、偏置和辐照位置对InP HBT单粒子瞬态的影响
摘要： 基于脉冲激光实验，研究了不同激光能量、集电极偏置和辐照位置下磷化铟异质结双极晶体管中单粒子瞬态的机理。激光轨迹中和的耗尽区面积决定了漏斗区的范围，并影响集电极收集的总电荷量QTotal。总电荷收集由耗尽区收集的电荷、漏斗区收集的电荷以及扩散电荷组成。中和的耗尽区面积越大，漏斗区面积就越大，从而收集的电子-空穴对数量越多。详细研究并讨论了激光能量、集电极偏置和辐照位置对总电荷收集的影响。
关键词： 瞬态电流、单粒子瞬态、电荷收集机制、脉冲激光
更新于2025-09-16 10:30:52