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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 预存晶核对Zr基金属玻璃激光焊接过程中结晶的影响

    摘要： 本研究中，对Zr基（Zr52.5Ti5Al10Ni14Cu17.9）块体金属玻璃（BMG）进行激光焊接实验，发现预存晶核密度对其结晶行为具有显著影响。基于经典形核/生长理论得出：少量预存晶核可使BMG的时间-温度-转变（TTT）曲线从经典的"C形"转变为"ε形"。该结论揭示了相同BMG在加热与冷却过程中TTT曲线形态差异的机理基础。研究定义了两个质量因子来表征预存晶核密度的影响，并通过将经典形核/生长理论与传热模型相结合，研究了含预存晶核BMG在激光焊接过程中的晶相演变规律，模型预测结果与实验数据吻合良好。

    关键词： 结晶、成核与生长、激光加工、金属玻璃、非晶合金

    更新于2025-11-28 14:24:20

  • 超细Cu2O/CuO纳米片阵列与NPC/BMG复合棒集成用于光催化降解

    摘要： 通过简单的两步合成策略（包括去合金化和阳极氧化），成功制备了一种具有多模态分级多孔结构的独立式Cu2O/CuO@纳米多孔铜/块体金属玻璃（Cu2O/CuO@NPC/BMG）复合棒。首先通过Cu50Zr45Al5 BMG棒的脱合金化制备NPC/BMG复合材料，随后对NPC/BMG棒进行阳极氧化并热处理，合成了超细Cu2O/CuO纳米片阵列。所得Cu2O/CuO@NPC/BMG复合材料具有包含微米、介观到宏观尺寸相互连通孔隙的多模态分级多孔结构。值得注意的是，复合材料表面存在若干未生长纳米片的"贫瘠区域"。进一步分析表明，基体材料的微观结构不仅主导Cu2O/CuO片层的尺寸，还影响其成核与生长过程。同时提出了Cu2O/CuO纳米片的可能形成机制。因此，得益于多模态分级多孔结构、整个NPC中分布的超细Cu2O/CuO纳米片以及集成设计策略，该复合棒对罗丹明B表现出显著优异的光催化降解性能和循环稳定性。

    关键词： 金属玻璃，脱合金，纳米多孔，阳极氧化，纳米片

    更新于2025-11-14 17:03:37

  • 激光前向转移3D打印过程中金属玻璃的同步形成

    摘要： 近年来，块体金属玻璃（BMGs）因其优异的机械性能和耐腐蚀性而备受研究关注，并展现出工业应用潜力。尽管利用金属玻璃制造微机电系统器件备受关注，但制备此类微米级结构仍存在局限。本研究展示了一种采用激光诱导正向转移（LIFT）技术制备三维金属玻璃结构的新方法。金属LIFT过程中固有的极高冷却速率（约10^10 K/s）使得多种块体金属玻璃（包括各类二元组分）的形成都成为可能。本工作证明，在常压环境下即可实现ZrPd基金属玻璃微结构的LIFT打印。X射线衍射分析显示打印结构中非晶金属相占比超过95%?；诮鹗舨ＡУ奶匦?，我们成功实现了高深宽比金属玻璃柱和微桥的高质量打印。研究还展示了如何通过多材料LIFT打印制备具有特定构型的非晶-晶态复合金属结构。该方法固有的高分辨率特性与无接触、多材料打印能力相结合，使LIFT成为制造金属玻璃基器件的优质增材制造技术。

    关键词： 混合金属结构、3D金属打印、金属玻璃、增材制造

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 金属玻璃的纳秒脉冲激光焊接

    摘要： 本研究探索了纳秒脉冲（ns-pulsed）激光焊接四种成分的金属玻璃（MG）带材：Fe78Si9B13、Zr65Cu15Ni10Al10、La55Ni20Al25和Ce65Al10Cu20Co5。所有金属玻璃均可通过纳秒脉冲激光在空气中实现焊接，且通过合理控制激光参数可避免焊缝结晶。通过调节扫描速度、脉冲持续时间和重复频率，纳秒脉冲激光焊接能以高通量方式快速测定金属玻璃的临界结晶时间。在最佳工艺条件下，焊接金属玻璃带材可保留母材熔体旋轧带70-90%的抗拉强度。力学强度与焊缝形貌密切相关，这为评估焊接质量提供了简便方法?；谑笛榻⒘撕附硬问计?，结论表明单位试样厚度的激光功率密度与相互作用时间是控制焊缝结晶与强度的关键因素。该图谱适用于所有样品厚度范围的多种金属玻璃成分，因此最佳工艺条件可推广至具有同等玻璃形成能力的所有金属玻璃。

    关键词： 强度、金属玻璃、厚度、激光焊接、焊接参数图

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 将激光粉末床增材制造块体金属玻璃的断裂韧性与微柱压缩响应相关联

    摘要： 采用选择性激光熔化（SLM）工艺制备的锆基块体金属玻璃，与相同合金的传统吸铸样品进行对比。通过单边缺口梁弯曲实验分析断裂韧性和破坏机制发现，尽管X射线衍射和显微硬度测试结果一致，但激光加工材料的损伤容限显著降低（KQ值从约138.0±13.1降至28.7±3.7 MPa√m）。单轴准静态微柱压缩实验揭示：铸态样品在低于标称0.2%屈服应力时更易发生剪切转变（表现为离散载荷下降），这与更高的宏观韧性相关。差示扫描量热法表明，SLM材料剪切转变能垒的增加无法用相对弛豫状态解释，而是归因于激光加工材料中更高的溶解氧浓度——这会降低结构中的原子迁移率，从而提高引发剪切转变所需的活化能。

    关键词： 断裂韧性、金属玻璃、非晶材料、增材制造、选择性激光熔化、微观力学

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 纯铜与Cu80Zr20金属玻璃薄膜经脉冲激光去润湿过程诱导纳米颗粒后的表面共振特性

    摘要： 使用高真空溅射系统在玻璃基板上沉积了厚度为10纳米的纯铜和Cu80Zr20薄膜。随后采用近红外激光系统进行脉冲激光去润湿处理。对于纯铜薄膜，在累积能量密度（AE）为0.6~11 J/cm2范围内产生了纳米颗粒。研究发现颗粒尺寸随扫描速度和重复频率的增加而增大，随功率降低而增大。对于Cu80Zr20薄膜，在所有考虑的AE值下均形成了纳米颗粒。这些纳米颗粒几乎完全由铜构成，锆原子被排斥至纳米颗粒底部及周围区域。在不同去润湿条件下制备的铜膜和Cu80Zr20膜的光学吸收峰波长均位于580~700纳米范围内。由此推断，这两种薄膜中产生的纳米颗粒具有相似的尺寸、形貌和组成。

    关键词： 表面共振特性、脉冲激光去润湿、金属玻璃、纳米粒子

    更新于2025-09-12 10:27:22