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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 飞秒激光改性Ti6Al4V合金的体外生物活性与生物相容性

    摘要： 本研究探讨了飞秒（fs）激光表面改性Ti6Al4V合金（钛合金）的生物活性与生物相容性。采用波长800 nm的钛宝石脉冲飞秒激光照射时，钛合金表面形成了自排列的锥形微结构。通过掠入射X射线衍射（GIXRD）技术和显微拉曼光谱分析了飞秒激光辐照导致的钛合金表面化学成分变化，检测到辐照后表面生成了钛亚氧化物相，使样品表面氧空位增多。体外生物活性测试中，将未处理和飞秒激光处理的样品浸入模拟体液两周。扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDX）、GIXRD、傅里叶变换红外光谱（FTIR）及显微拉曼光谱证实，两种样品表面均出现羟基磷灰石沉积。与未处理表面相比，飞秒激光改性的钛合金表面羟基磷灰石生长更显著。通过研究人骨肉瘤细胞系（U2OS）在材料表面的锚定与生长评估激光处理钛合金的生物相容性，采用MTT法测定未处理与激光处理样品共培养时的细胞存活率和增殖潜力。结果显示两种表面均未影响细胞活性与生长。共聚焦显微镜观察进一步表明，相比未处理表面，飞秒激光处理的钛合金表面具有更高效的细胞附着能力。

    关键词： 生物相容性、羟基磷灰石、表面改性、Ti6Al4V合金、飞秒激光、生物活性

    更新于2025-11-21 11:08:12

  • Ti6Al4V合金激光粉末床熔融制造过程中的热动力学计算评估及相关微观结构演变

    摘要： 尽管激光粉末床熔融（LPBF）增材制造工艺产生的合金近非平衡微观结构正被快速报道，但整个过程的可解释热动力学却鲜少研究。为利用该增材制造工艺实现构建材料的理想性能，理解与之相关的热动力学至关重要。为此，我们基于有限元法开发了三维热动力学模型，以关联增材制造Ti6Al4V合金中演变的微观结构。该计算模型得出了单层多次激光扫描及多层堆叠构建整体部件时特定位置经历的热分布模式。X射线分析证实构建平面内存在(002)织构的针状马氏体(α′)相。通过计算预测增材制造Ti6Al4V合金不同方向(X、Y和Z)的热梯度大小，有助于理解原始β晶粒中针状马氏体晶粒形貌与取向的演变。合金的扫描电镜观察揭示了马氏体相内析出相的独特形貌，而其存在机制则通过预测热历史得以阐明。

    关键词： 热动力学、增材制造、微观组织演变、激光粉末床熔融、Ti6Al4V合金

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 生长TiO?纳米管对锻造Ti?Al?V合金和选择性激光烧结Ti?Al?V合金表面在环境和医疗应用中的影响

    摘要： 该论文阐述了通过阳极氧化法在钛表面生长TiO?纳米管对环境和医疗应用的影响，重点分析了TiAl6V合金冶金状态对阳极氧化生长TiO?纳米管的重要性?；诨竦肨iO?纳米管的可能性，研究采用含0.4%HF的电解液，以石墨为阴极、两种工艺（冷塑性变形和选择性激光烧结增材制造）制备的钛合金试样为阳极，通过电化学阳极氧化法制备TiO?纳米管，并利用扫描电子显微镜进行表征。本文旨在对比两种试样表面TiO?的电化学形成过程——鉴于钛合金及其氧化物在生物医学和环境领域的广泛应用，揭示纳米管特性为这些领域带来的发展机遇。

    关键词： 医疗应用、二氧化钛纳米管、环境应用、阳极氧化、Ti6Al4V合金

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 利用人工智能技术预测激光钻孔的质量特性

    摘要： 激光微钻孔技术在航空航天、汽车和生物医学领域广泛应用，用于获取具有精确几何质量且表面无裂纹的微孔。为经济高效地在难加工材料上实现目标质量的微孔加工，计算智能方法被用于精准预测钻孔工艺的性能指标。本研究采用脉冲毫秒级Nd:YAG激光器，在相同加工条件下通过改变电流、脉冲宽度、脉冲频率和气体压力等参数，对钛合金和不锈钢进行微钻孔实验。运用自适应神经模糊推理系统(ANFIS)和多基因遗传编程(MGGP)等人工智能技术预测入口/出口圆度、热影响区、飞溅区域和锥度等性能指标。实验数据的70%作为训练集，剩余30%作为测试集。结果表明：加工钛合金工件时，ANFIS模型与MGGP模型的测试数据均方根误差(RMSE)范围分别为8.17-24.17%和4.04-18.34%；加工不锈钢工件时，两模型的RMSE范围分别为13.08-20.45%和6.35-10.74%。对比分析显示MGGP模型在激光钻孔工艺中对性能指标的预测更优，具有精准预测加工输出的潜在应用价值。

    关键词： 激光钻孔、自适应神经模糊推理系统（ANFIS）、遗传编程、不锈钢、人工智能、Ti6Al4V合金、表面裂纹

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 激光粉末床熔融Ti6Al4V合金表面形貌对疲劳行为的影响

    摘要： 本文研究了表面形貌对激光粉末床熔融（LPBF）制备的Ti6Al4V合金试样疲劳行为的影响。所有试样采用相同的激光参数和扫描策略，使样品致密度高于99.5%。通过使用试样的顶面和侧面获得两种不同的表面形貌。采用光学表面轮廓仪和变焦显微镜研究了表面形貌和微观结构。分别以顶面和侧面作为最大应力表面，对试样进行了四点弯曲疲劳试验，并以机加工试样作为参照。通过变焦显微镜和扫描电子显微镜（SEM）分析了断口特征，如裂纹萌生和扩展。将疲劳试验结果与断口分析相关联，并结合表面形貌、微观结构及制造参数进行讨论。

    关键词： 激光粉末床熔融、表面形貌、Ti6Al4V合金、疲劳试验、断裂机制

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 激光加工参数对Ti6Al4V合金表面纹理的影响

    摘要： 采用纳秒激光对Ti6Al4V合金样品进行表面微加工。通过超景深显微镜、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)等技术分析了微织构形貌、织构深度及熔覆沉积物的化学成分。采用单因素法研究了不同激光参数对织构深度和微观形貌的影响。结果表明：随着平均功率(11-20.9W)增加，织构深度先增大后减?。坏鄙杷俣却?0mm/s提升至40mm/s时，织构深度急剧减小；重复频率对织构深度影响较小?？捎叛〕鲈诓唤档椭贡砻嬷柿康那疤嵯禄竦貌煌股疃鹊募す饧庸げ问楹稀?

    关键词： 激光加工参数、微观形貌、Ti6Al4V合金、纹理深度、表面纹理

    更新于2025-09-12 10:27:22