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oe1(光电查) - 科学论文

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出版时间
  • 2020
  • 2019
  • 2018
  • 2017
  • 2016
  • 2015
  • 2014
研究主题
  • 量子点
  • 光催化
  • 钙钛矿太阳能电池
  • 石墨烯
  • 光致发光
  • 太阳能电池
  • 薄膜
  • 二氧化钛
  • 染料敏化太阳能电池
  • 密度泛函理论
应用领域
  • 光电信息科学与工程
  • 材料科学与工程
  • 物理学
  • 光电信息材料与器件
  • 纳米材料与技术
  • 电气工程及其自动化
  • 电子科学与技术
  • 化学
  • 高分子材料与工程
  • 精密仪器
机构单位
  • Chinese Academy of Sciences
  • Huazhong University of Science and Technology
  • Jilin University
  • University of Electronic Science and Technology of China
  • Zhejiang University
  • Tsinghua University
  • University of Chinese Academy of Sciences
  • University of Science and Technology of China
  • Peking University
  • Shanghai Jiao Tong University
63345 条数据
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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?；诰湫魏?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

  • 通过光学相干断层扫描实现远程激光束焊接的工艺控制与质量保证

    摘要： 远程激光束焊接在灵活性和生产效率方面显著优于传统连接技术。该工艺尤其受益于高度聚焦的激光辐射，从而实现精准可控的热输入。然而高亮度激光光源的小光斑尺寸要求光束具备高度动态的精确定位能力。同时，此类工艺通常采用的高激光强度会导致剧烈的过程动态变化，因此需要确保焊缝质量的方法。本研究采用基于光学相干断层扫描（OCT）的新型远程激光加工传感器概念，同时实现质量监控与边缘跟踪功能。该OCT传感器集成于配备独立内部扫描器的3D扫描头中，可使测量光束与加工光束分离偏转。通过该系统可记录加工区域及其周边表面的形貌特征。研究团队对铝、铜及镀锌钢等材料开展了基础实验，首先评估了材料特性、入射角度、扫描场内焊接位置及温度对OCT测量信号的影响，在此基础上开发并验证了边缘跟踪测量策略。实验证明：在加工区域前方设置正交测量线可可靠追踪角焊缝边缘；通过记录加工区域后方的表面形貌，能够评估焊缝质量。与显微测量结果对比显示，该系统能清晰识别焊缝特征参数。此外，根据测量信号质量还可观察到焊接过程对热影响区表面特性的影响。

    关键词： 在线质量保证、光学相干断层扫描、远程激光束焊接、过程控制

    更新于2025-11-28 14:24:20

  • 激光直接沉积制备的85W-15Ni合金工艺参数对其显微组织和拉伸性能的影响

    摘要： 采用激光直接沉积技术，通过不同工艺参数（激光功率与扫描速度）制备了板状85W-15Ni部件。研究了工艺参数及其对应的激光能量密度对85W-15Ni试样微观组织特征、相组成及拉伸性能的影响。结果表明：试样相对密度随激光能量密度增加而提升，当激光能量密度达到380-400 J/mm3时致密化趋势开始减缓，但最高密度值出现在425 J/mm3激光能量条件下。随着激光能量密度增大，沉积层结合区域出现更多无序细小的W枝晶，层中心区域形成更多W-W晶界。不同工艺参数制备的85W-15Ni试样均由W相和γ-Ni相构成。为改善拉伸性能，需提高激光能量密度以获得更致密结构并减少残余孔隙或间隙，但过高的激光能量密度会导致更多不利于拉伸性能的W-W晶界形成。最佳拉伸性能在395 J/mm3激光能量密度下获得。

    关键词： 85W-15Ni，激光直接沉积，拉伸性能，激光能量密度，微观组织表征

    更新于2025-11-28 14:24:20

  • 铝合金激光焊接中形核机制的识别

    摘要： 铝合金激光焊接中的形核机制尚不明确。本研究首次采用搭接焊接工艺确定了该机制，并以常用5083铝合金为例。通过电子背散射衍射表征了不同搭接焊接条件下晶粒结构和晶粒尺寸的变化。结果表明，形核机制为异质形核，而非晶粒脱落和枝晶破碎。此外，利用能谱仪和透射电子显微镜测试了异质形核的化学成分和相结构，证实其为D022 Al3Ti相。本研究为铝合金激光焊接的晶粒细化提供了理论依据，具有重要学术价值。

    更新于2025-11-28 14:24:20

  • 热输入对粉末冶金钼合金纤维激光焊接承插接头气孔缺陷的影响

    摘要： 由于粉末冶金工艺带来的预存内部缺陷，多孔性缺陷仍是钼及其合金熔焊中的棘手问题。本研究采用光纤激光焊接纳米结构高强度钼（NS-Mo）合金端塞与包壳管，重点考察了焊接热输入的作用。通过计算机断层扫描（CT）和扫描电子显微镜（SEM）分析了焊缝中多孔缺陷的分布与形貌。初步结果表明：低热输入条件下激光焊接NS-Mo能显著减少熔合区多孔缺陷。CT检测显示当焊接热输入从3600 J/cm（即1200 W，0.2 m/min）降至250 J/cm（即2500 W，6 m/min）时，NS-Mo接头多孔率从10.7%降至2.1%。高热输入下的显著多孔缺陷与小孔失稳、熔池气泡膨胀合并有关，其中小孔失稳起主导作用；而低热输入时的多孔缺陷源于粉末冶金基材（BM）释放的气泡未及溢出逃逸。

    关键词： 光纤激光焊接，钼合金，气孔缺陷，热输入

    更新于2025-11-28 14:24:20

  • 激光熔覆原位合成(Ti3Al + TiB)/Ti复合材料的抗高温氧化与耐磨性能

    摘要： 采用激光熔覆技术在Ti6Al4V基体上制备了(Ti3Al + TiB)/Ti复合材料。分析了涂层显微组织，研究了涂层的高温磨损与氧化性能并与Ti6Al4V进行对比。Ti3Al和TiB颗粒通过Ti与AlB2反应原位生成，增强相与α-Ti基体呈现特定晶体学取向关系，形成半共格界面(Ti3Al)或共格界面(TiB)。在相同实验参数下，涂层在各温度-时间组合条件下的增重仅为Ti6Al4V的20%-30%。相较于Ti6Al4V表面的TiO2层，形成了更致密且结合良好的TiO2+Al2O3复合层，有效阻碍氧扩散。EBSD结果显示Al2O3主要聚集成团簇并靠近界面分布，而氧化层外区以TiO2为主。在300-750℃范围内，涂层的摩擦系数和磨损量均低于基体材料。高温氧化是影响磨损性能的关键因素，TiO2+Al2O3?；げ愕淖饔眉澳ッ孀颇さ男纬晒餐嵘送坎愕哪湍バ浴?

    关键词： 钛基复合材料，激光熔覆，耐磨性，原位合成，高温氧化，Ti3Al相，钛

    更新于2025-11-28 14:24:20

  • 激光熔覆过程中的高光谱与热温度估算

    摘要： 尽管激光金属沉积等金属增材制造技术无疑具有巨大的工业潜力，但该技术在达到工业成熟度之前仍需克服一些固有的质量挑战。对工件温度演变进行非接触式原位监测，可提供实施自动化闭环过程控制系统和优化制造工艺所需的信息，从而为这些问题提供稳健的解决方案。然而，测量绝对温度并非显而易见：波长相关的发射率值在固态、液态和糊状金属区域之间变化，需要光谱信息和专门的后期处理来将发射的红外辐射量与材料温度相关联。本文比较了在316L钢样品激光熔覆过程中，采用可见光和近红外高光谱线阵相机与传统短波红外（SWIR）热像仪获得的温度估算结果。两种方法对熔池内部温度分布的测量结果一致，而SWIR相机还能将温度测量范围延伸至熔池边界之外的固态区域。

    关键词： 温度估算、激光熔覆、高光谱成像、增材制造、热监测

    更新于2025-11-28 14:24:20

  • 高反射率材料红外激光焊接中功率调制对能量耦合效率影响的机理研究

    摘要： 高反射率材料（如镁、铜和铝）会导致其红外激光焊接过程的热效率较低。本研究选用AZ31镁合金来探究功率调制对高反射率材料激光焊接中能量耦合效率的影响，建立了能量耦合效率与调制参数之间的关系模型。优化后的调制功率激光焊接，其能量耦合效率约为恒定功率焊接的1.58倍。通过分析焊接过程中小孔演化及沿小孔壁产生的压力分布，探究了其作用机理。采用半夹层法结合高速摄像技术，观察了常规材料（Q345钢，反射率65%）与高反射率材料（AZ31，反射率85%）在激光连续焊接过程中的小孔演化情况。结果表明：通过功率调制提高高反射率材料激光焊接过程能量耦合效率的关键在于形成深小孔并延长其存在时间。当瞬时功率从峰值下降时，小孔底部仍保持足够的反冲压力以抵抗液态金属的表面张力和静水压力，这是大深度小孔能够长时间存在的根本原因。

    关键词： 激光焊接、镁合金、反冲压力、小孔效应、高反射性材料、功率调制

    更新于2025-11-28 14:24:20

  • 激光喷嘴与基体之间的倾斜角度对多轴激光熔覆中熔道形貌的影响

    摘要： 激光熔覆技术因其高凝固速率和小热影响区等独特优势，已越来越多地应用于关键高价值部件的修复与再制造。在激光熔覆过程中，激光喷嘴与基材之间的倾斜角度对熔覆道形貌具有重要影响。为确保熔覆质量，本研究探究了倾斜角度对熔覆道形貌的影响。通过建立解析模型预测三种倾斜姿态下的熔覆道形状：第一种情况基材保持水平而喷嘴倾斜，熔覆道宽度、高度及峰值点偏移量均受激光功率分布影响；第二种情况基材倾斜而喷嘴保持与基材法线同轴，峰值点偏移量会随倾斜角增大（重力效应）而上升；第三种情况喷嘴保持垂直而基材倾斜，这将导致熔覆宽度、高度特别是峰值点位移值发生变化，这些参数取决于重力和激光功率分布的综合效应。实验验证了该模型的有效性，研究表明该预测模型能准确计算熔覆宽度和高度随倾斜角度的变化规律，且当倾斜角小于30°时峰值点位移值通常不超过熔覆宽度的5%。这些发现表明，通过控制激光喷嘴与基材间可接受的倾斜角度范围，可优化多轴激光熔覆的轨迹规划。

    关键词： 珠粒形态、激光束功率分布、激光熔覆、倾斜姿态、重力效应

    更新于2025-11-28 14:24:20

  • 功率调制、多次重熔及锆添加对薄壁钼合金端塞激光密封焊接气孔缺陷的影响

    摘要： 为解决纳米级Ce2O3掺杂钼合金(NC-Mo)薄壁管与端塞激光环缝焊接中的严重气孔缺陷问题，实验研究了激光功率调制、多道重熔及锆(Zr)添加对气孔数量、尺寸和分布的影响。通过X射线计算机断层扫描(XCT)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、透射电子显微镜(TEM)和拉曼光谱(RS)分析了不同工艺条件下焊缝的气孔特征。结果表明：焊接循环次数对熔合区(FZ)气孔率影响显著，而激光功率波形幅值和频率影响较小。当焊接循环次数从2次增至8次时，FZ气孔率从约1.00%降至约0.48%，最大及平均气孔直径分别减小约53%和27%。熔池中添加微量Zr可使FZ气孔率进一步降至约0.35%。分析表明FZ气孔可分为不规则形匙孔诱导气孔和球形冶金诱导气孔，后者可能源于母材(BM)中预存的杂质元素(O和H)。增加焊接循环次数可促进熔池气体上浮逸出，显著降低气孔率。此外，熔池中添加的Zr会优先与O反应生成ZrO2，抑制挥发性MoO2析出从而减少冶金诱导气孔产生。

    关键词： 钼合金，多次重熔，功率调制激光焊接，锆添加，气孔

    更新于2025-11-28 14:24:20