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- 铝基复合材料
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- 粉末床熔融
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- 增材制造工程
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- 材料科学与工程
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选区激光熔化增材制造的TiB?/AlSi10Mg复合材料的致密化行为、微观组织演变及拉伸性能
摘要: 通过选择性激光熔化(SLM)增材制造技术制备了TiB2/AlSi10Mg复合材料。研究了激光工艺参数对SLM成型复合材料致密化行为、显微组织演变及拉伸性能的影响。随着激光体积能量密度增加,致密化率提升,在激光扫描速度为1000 mm/s时达到99%。同时,TiB2颗粒随激光体积能量升高呈现部分熔化行为(凝固部分形成不规则形貌)和完全熔化状态(增强颗粒表面光滑)。当采用117 J/mm3激光能量密度时,高冷却速率与增强颗粒作为异质形核位点的完全熔化效应,使制备复合材料的胞状-枝晶显微组织及共晶相宽度显著细化。在此工艺条件下获得的TiB2/AlSi10Mg复合材料显微硬度(131.3 HV0.2)、抗拉强度(375 MPa)、屈服强度(260 MPa)和延伸率(3.1%)均显著高于未增强AlSi10Mg合金。
关键词: 拉伸性能、铝基复合材料、选择性激光熔化、微观组织演变
更新于2025-09-23 15:21:01
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可见光波段的金刚石布里渊激光器
摘要: 能提供极窄线宽的布里渊激光器正成为微波光子学、相干通信、量子处理器和光谱学领域的强大工具。迄今为止,相关研究仅针对少数特定材料,并采用微谐振腔、光纤和芯片波导等导波结构进行激光性能与应用探索。本研究报道了一种基于极端光学材料自由空间激光作用的布里渊激光器。通过金刚石双共振环形腔,我们实现了从532纳米泵浦光产生167吉赫兹频移的连续波激光输出,获得受泵浦功率限制的11瓦输出功率。测得该布里渊增益系数为79厘米/吉瓦,线宽为12兆赫。结合其异常高的布里渊频率和宽透射范围,金刚石布里渊激光器有望成为具有窄线宽输出和毫米波拍频信号的高功率光源。
关键词: 窄线宽、量子处理器、微波光子学、金刚石、布里渊激光器、光谱学、相干通信
更新于2025-09-19 17:13:59
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选择性激光熔化的原位光学发射光谱分析
摘要: 选择性激光熔化(SLM)作为一种粉末床增材制造工艺,其局部加工条件的差异可能导致缺陷并引发零件失效。SLM工艺特性允许对加工过程中从零件表面发射的辐射信号(包括激发合金元素的光学发射)进行原位监测。通过光学发射光谱(OES)测量发射光的频谱成分,可以深入了解SLM加工过程中汽化激发物种的化学组成及相对强度。本文报道了研究利用原位OES获取SLM加工局部条件信息的贡献:将光谱仪分光至SLM系统激光束路径中,测量304L不锈钢加工时熔池和羽流发射的可见光。该在线配置可不受激光扫描位置影响实现信号采集。通过关联光谱信息与不同构建条件(即工艺参数、构建腔室气氛类型及压力)下SLM试样的熔池尺寸特征,本文讨论了特定构建腔室条件下实施OES的局限性。这些成果是OES应用于SLM零件质量评定与控制领域的初步进展。
关键词: 金属增材制造、光学发射光谱、原位监测、粉末床熔融
更新于2025-09-19 17:13:59
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激光3D打印仿生抗冲击结构:压缩载荷下的失效机制
摘要: 本研究基于螳螂虾尾节的结构特征,对双向波纹(DCP)结构开展了全面的失效机理研究。采用AlSi10Mg粉末通过选择性激光熔化(SLM)工艺制备DCP结构,系统探究了关键结构参数——波数(N)对SLM成型DCP构件压缩行为、应力分布、变形模式及断裂机制的影响。结果表明:随着波数(N)增加,结构膨胀效应愈发明显,导致压缩力-位移曲线平台区消失、比吸能(SEA)增长率降低及单周期单元吸能减少;观测到三种变形模式,分别为全折叠模式(N=4)、过渡模式(N=5)和整体屈曲模式(N=6);断裂形貌分析揭示,随着波数增加,断裂机制由韧性断裂转变为脆性断裂。
关键词: 双向波纹板、失效机制、选择性激光熔化、能量吸收、仿生学
更新于2025-09-16 10:30:52
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激光抛光过程中初始表面形貌的影响:统计分析
摘要: 表面光洁度是制造构件最重要的质量特性之一。激光抛光(LP)是近年来发展起来的一种先进制造表面处理技术,通过熔化并重新分布薄层熔融材料实现表面平滑,在不损害整体结构形态的前提下有效提升表面质量。本文重点研究了初始表面形貌对激光抛光过程的影响,通过统计分析方法进行深入探讨。实验采用平面研磨初始表面,对原始轮廓与抛光后轮廓进行对比统计分析,系统比较了其轮廓几何特征及粗糙度等表面质量指标。此外,研究将激光抛光过程视为由传递函数表示的热力学算子,并采用相干函数进行实验验证。
关键词: 统计分析、初始形貌、激光抛光、行进速度、激光功率、表面质量、粗糙度
更新于2025-09-12 10:27:22