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热加工工艺 2025年

作者：效益孙文磊肖猛刘东涛吕非新疆大学机械工程学院南京先进激光技术研究院中国科学院上海光学精密机械研究所

为在42CrMo上制备出成型质量及力学性能优异的镍基WC复合涂层，使用田口设计实验方法，以激光功率、送粉速率和扫描速度为影响因子，以稀释率、显微硬度为响应指标，探究了工艺参数对镍基WC复合涂层性能的影响。结果表明：激光功率对复... 详细信息

为在42CrMo上制备出成型质量及力学性能优异的镍基WC复合涂层，使用田口设计实验方法，以激光功率、送粉速率和扫描速度为影响因子，以稀释率、显微硬度为响应指标，探究了工艺参数对镍基WC复合涂层性能的影响。结果表明：激光功率对复合涂层稀释率及显微硬度影响最大，送粉速率次之，扫描速度最小。当激光功率为2000 W、扫描速度为10 mm·s-1、送粉速率为1.4 r·min-1时，涂层微观组织均匀致密，晶间出现W、C、Nb元素偏析现象，WC颗粒附近大量析出W元素。WC、W2C、NbC等其他硬质相碳化物的生成，使得复合涂层显微硬度约为基体的1.7倍，其磨损机理由粘着磨损演变为磨粒磨损，摩擦系数相比基体约下降了0.12，明显改善了42CrMo的力学性能。

关键词：激光熔覆工艺优化复合涂层微观组织力学性能

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脉冲激光与电化学复合的应力刻蚀加工质量研究

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物理学报 2013年第9期62卷 204-210页

作者：张朝阳李中洋秦昌亮印洁张长桃毛卫平冯钦玉江苏大学机械工程学院激光技术研究所镇江212013

脉冲激光电化学复合加工可以有效去除激光辐照区域内的电解产物,提高加工效率,改善加工质量.针对高性能金属材料的微细加工要求,采用脉冲激光电化学复合的应力刻蚀加工方法对铝合金的刻蚀特性进行理论和试验研究.通过比较激光直接刻蚀... 详细信息

脉冲激光电化学复合加工可以有效去除激光辐照区域内的电解产物,提高加工效率,改善加工质量.针对高性能金属材料的微细加工要求,采用脉冲激光电化学复合的应力刻蚀加工方法对铝合金的刻蚀特性进行理论和试验研究.通过比较激光直接刻蚀加工和激光电化学复合加工的特点,应用扫描电子显微镜、光学轮廓仪等检测技术分析了刻蚀区域的形貌特征.根据力学电化学原理,探讨了金属材料微结构加工的应力去除机理.通过加工试验,研究了工艺参数和加工方式对加工质量的影响,采用优化的工艺参数,加工出了质量较好的微结构.试验结果表明,激光电化学复合的连续扫描加工稳定性好,可以有效地降低表面粗糙度,提高加工质量.

关键词：激光电化学应力刻蚀加工质量工艺参数

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激光热力效应对不同材料电化学刻蚀形貌的作用研究

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中国激光 2015年第5期42卷 9-15页

作者：张朝阳冯钦玉周建忠蔡明霞高鑫吴升筌江苏大学机械工程学院激光技术研究所江苏镇江212013

在所构建的纳秒脉冲激光电化学复合加工(LECM)系统中,利用激光辐照和脉冲电化学复合加工的方法,在相同的工艺参数下,分别对304不锈钢、7075铝合金、1060纯铝等金属和脆性材料硅进行了加工试验。探讨了激光热力效应促进电化学加工的机理... 详细信息

在所构建的纳秒脉冲激光电化学复合加工(LECM)系统中,利用激光辐照和脉冲电化学复合加工的方法,在相同的工艺参数下,分别对304不锈钢、7075铝合金、1060纯铝等金属和脆性材料硅进行了加工试验。探讨了激光热力效应促进电化学加工的机理,并对不同金属材料的极化曲线进行了测量。通过扫描电子显微镜(SEM)对比分析了不同材料复合加工表面的微观形貌;并通过超景深三维显微镜对不同材料的加工深度、宽度与深宽比进行了分析。试验结果表明,在激光热力作用下,铝合金的电化学刻蚀质量和表面形貌较好,且可以加工出深宽比较大的微结构;脆性材料则存在微颗粒的冲击崩离。

关键词：激光技术激光电化学热力效应极化曲线加工形貌

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脉冲激光热力冲击效应对电沉积的作用

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红外与激光工程 2015年第1期44卷 65-70页

作者：张长桃张朝阳蔡明霞丁伟毛卫平徐宇蓝江苏大学机械工程学院激光技术研究所江苏镇江212013

脉冲激光电化学复合沉积利用激光的热力冲击效应可以有效提高沉积效率，改善加工质量。在所构建的纳秒脉冲激光电化学沉积加工系统中，利用激光辐照和电化学沉积的方法对铜进行了复合沉积试验。分析了激光的热力冲击效应对电沉积的作用... 详细信息

脉冲激光电化学复合沉积利用激光的热力冲击效应可以有效提高沉积效率，改善加工质量。在所构建的纳秒脉冲激光电化学沉积加工系统中，利用激光辐照和电化学沉积的方法对铜进行了复合沉积试验。分析了激光的热力冲击效应对电沉积的作用机理，激光产生的力效应使阴极基片发生弹性变形，改变了电极电势和电流密度，提高了电沉积质量。通过加工试验，研究了激光平均功率密度对沉积质量和沉积效率的影响，并进行了讨论。试验结果表明，激光平均功率密度介于100-400 kW/cm^2时可以获得较好的沉积层质量。激光平均功率密度在200 kW/cm^2左右，沉积速率取得最大值。

关键词：脉冲激光热力冲击电沉积复合加工

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脉冲激光冲击效应对定域电沉积铜晶粒及其表面形貌的影响

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中国激光 2017年第4期44卷 129-135页

作者：聂昕张朝阳刘皋陆海强庄鸿武戴学仁焦健江苏大学机械工程学院激光技术研究所江苏镇江212013

为了研究脉冲激光冲击效应对定域电沉积铜晶粒及其表面形貌的影响,搭建了脉冲激光电化学复合沉积实验系统,并进行了理论分析和实验验证。对沉积过程中的冲击效应进行了检测,采用扫描电子显微镜观察沉积体的表面形貌。结果表明,利用脉冲... 详细信息

为了研究脉冲激光冲击效应对定域电沉积铜晶粒及其表面形貌的影响,搭建了脉冲激光电化学复合沉积实验系统,并进行了理论分析和实验验证。对沉积过程中的冲击效应进行了检测,采用扫描电子显微镜观察沉积体的表面形貌。结果表明,利用脉冲激光与电沉积液的相互作用,可细化定域电沉积晶粒。此外,激光能量增大时,沉积体晶粒细化,宽度增大,沉积体表面形貌更加平整,内部气孔减少。

关键词：激光技术脉冲激光复合沉积冲击效应阴极过电位晶粒细化表面形貌

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冲击波在膜基结构材料中传输的研究

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中国激光 2016年第5期43卷 45-52页

作者：叶云霞赵抒怡左慧江苏大学机械工程学院江苏镇江212013 江苏大学激光技术研究所江苏镇江212013

将Abaqus模拟与实验相结合,研究了激光诱导冲击波在膜基结构材料中的传输及其对膜层-基体结合强度的影响。建立不同声阻抗匹配模式的膜基结构模型,改变膜层厚度,分别进行模拟和实验。分析不同时刻深度方向的应力分布,膜层脱落的凸起形貌... 详细信息

将Abaqus模拟与实验相结合,研究了激光诱导冲击波在膜基结构材料中的传输及其对膜层-基体结合强度的影响。建立不同声阻抗匹配模式的膜基结构模型,改变膜层厚度,分别进行模拟和实验。分析不同时刻深度方向的应力分布,膜层脱落的凸起形貌,不同膜层厚度对应的最大应力值、持续时间。结果发现:当膜层声阻抗小于基体时,膜层表面覆盖合适的约束层,可以避免膜层-基体界面处形成拉应力,两者结合强度不会减弱,材料表面性能得到强化;当膜层声阻抗大于基体时,应根据加工要求,决定是否可以进行激光冲击;当拉应力不可避免时,膜层厚度需慎重选择,既要考虑材料表面的强化效果,也要减小界面处拉应力强度。

关键词：激光技术激光冲击膜基结构冲击波传输结合强度数值模拟

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一种高量子效率Nd^(3+)有机配合物的合成、表征及发光性能研究

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光电子．激光 2013年第6期24卷 1120-1125页

作者：叶云霞魏丽花盛维琛张瑜花银群江苏大学机械工程学院江苏镇江212013 江苏大学激光技术研究所江苏镇江212013 江苏大学材料学院江苏镇江212013

合成一种新型Nd3+有机配合物,以不含C-H的五氟丙酸(C3F5COOH)为第1配体,仅含4个C-H的2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶(Tfpy)为第2配体。配合物的紫外(UV)谱、红外(FT-IR)谱和核磁共振H(1 H HMR)谱表明,所有配体和Nd3+成功配位。制备了配合... 详细信息

合成一种新型Nd3+有机配合物,以不含C-H的五氟丙酸(C3F5COOH)为第1配体,仅含4个C-H的2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶(Tfpy)为第2配体。配合物的紫外(UV)谱、红外(FT-IR)谱和核磁共振H(1 H HMR)谱表明,所有配体和Nd3+成功配位。制备了配合物溶于氘代二甲亚砜(DMSO-d6)的溶液,测试了溶液的紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)吸收谱、荧光谱以及荧光寿命,并对溶液体系进行Judd-Ofelt(J-O)计算,得到3个强度参数Ωt(t=2,4,6)、激发态寿命τr和受激辐射截面σem。Ω2=1.083×10-20 cm2,表明配合物中Nd3+与配体的配位键离子性较强。配合物实测荧光寿命τ=8.3μs,激发态寿命τr=541μs,因此Nd3+在这种有机液体体系中荧光量子效率可达1.53%。1 064nm处受激辐射截面σem约2.696×10-20 cm2。相对于同类Nd3+有机液体激光材料,此体系的实测荧光寿命、量子效率和受激辐射截面均较高,可以和文献报道的无机材料相媲美。研究表明,此材料将是非常有潜力的液体激光介质。

关键词： Nd3+ 有机配合物 Judd-Ofelt(J-O)理论量子效率荧光寿命

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基于神经网络遗传算法的激光熔钎焊参数优化

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光学技术 2016年第5期42卷 431-434,440页

作者：刘皋张朝阳黄磊姜雨佳聂昕陆海强庄鸿武江苏大学机械工程学院激光技术研究所江苏镇江212013

针对激光钎焊熔深难以控制的问题,选取激光焊接功率、焊接速度等激光焊接过程中所涉及的控制参数建立基于BP人工神经网络的激光钎焊模型。根据激光钎焊模拟实验的历史数据对焊接熔深进行预测,采用遗传算法对控制参数进行优化,得到目标... 详细信息

针对激光钎焊熔深难以控制的问题,选取激光焊接功率、焊接速度等激光焊接过程中所涉及的控制参数建立基于BP人工神经网络的激光钎焊模型。根据激光钎焊模拟实验的历史数据对焊接熔深进行预测,采用遗传算法对控制参数进行优化,得到目标焊接熔深。运用MATLAB软件建立了针对铝合金/镀锌钢的激光熔钎焊过程的参数的BP人工神经网络模型,并利用遗传算法的并行和群体搜索策略,对其控制参数进行了优化,使得焊接熔深能通过过程参数精确控制,提高了接头性能。

关键词：激光技术激光熔钎焊 MATLAB BP人工神经网络工艺参数遗传算法

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HT250灰铸铁纳秒脉冲激光除漆工艺研究

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中国激光 2019年第10期46卷 183-189页

作者：郭召恒周建忠孟宪凯孙奇朱明杨嘉年付强江苏大学机械工程学院江苏镇江212013 南京先进激光技术研究院江苏南京210038

为揭示激光参数对纳秒脉冲激光除漆后表面形貌的影响规律,采用纳秒脉冲激光器对HT250铸铁表面水性防锈漆层进行激光清洗试验;研究了激光除漆后的表面形貌与氧含量的关系,以及激光除漆后表面的三维形貌、表面粗糙度;最后测量了残余漆层... 详细信息

为揭示激光参数对纳秒脉冲激光除漆后表面形貌的影响规律,采用纳秒脉冲激光器对HT250铸铁表面水性防锈漆层进行激光清洗试验;研究了激光除漆后的表面形貌与氧含量的关系,以及激光除漆后表面的三维形貌、表面粗糙度;最后测量了残余漆层的面积,以此表征除漆率。结果发现:表面粗糙度随着激光功率的增大而增大,并随着除漆速度降低而呈现先减小后增大的趋势;随着脉冲频率的增大漆层发生焦化现象,清洗速度的减小使除漆机制由振动和烧蚀效应转变为以烧蚀效应为主,导致清洗率呈现先减小后增大的趋势;在本试验条件下,当激光功率为50 W、脉冲频率为90 kHz、除漆速度为7000 mm/s时,除漆效果最佳,除漆率为99.4%。

关键词：激光技术激光除漆工艺参数表面形貌表面粗糙度除漆率

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基于清洗表面形貌的AH32钢激光除锈机制

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光学精密工程 2019年第8期27卷 1754-1764页

作者：周建忠李华婷孙奇孟宪凯付强江苏大学机械工程学院江苏镇江212013 南京先进激光技术研究院江苏南京210038

为了获得纳秒激光除锈工艺规律并揭示除锈机理,研究了不同工艺参数下激光除锈后AH32船用钢的表面形貌与粗糙度。采用纳秒脉冲激光器在不同工艺参数下对试样表面锈层进行激光清洗,使用激光共聚焦显微镜测量清洗表面粗糙度,基于扫描电镜... 详细信息

为了获得纳秒激光除锈工艺规律并揭示除锈机理,研究了不同工艺参数下激光除锈后AH32船用钢的表面形貌与粗糙度。采用纳秒脉冲激光器在不同工艺参数下对试样表面锈层进行激光清洗,使用激光共聚焦显微镜测量清洗表面粗糙度,基于扫描电镜观察清洗表面微观形貌,借助能谱分析仪进行清洗表面元素分析。最后,结合试验结果揭示了AH32船用钢的纳秒激光除锈机制。试验结果表明:在3 000 mm/s的扫描速度下分别采用30.6 J/cm^2和10.2 J/cm^2的激光能量密度对AH32船用钢表面锈层进行分步激光清洗,可以显著改善清洗形貌并降低表面粗糙度。微观形貌分析发现在上述清洗条件下,基体表面呈现微熔状态,光斑内部光滑均匀,边缘分布枝晶状乳突结构。分步激光清洗工艺可以获得较好的清洗效果和较高的清洗效率,其除锈机制主要包括孔洞爆破机制和烧蚀蒸发机制。

关键词：激光技术激光清洗除锈 AH32船用钢表面粗糙度

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