激光和等离子体混合法氮化钛表面

采用激光和氮等离子体混合方法在大气气氛下对钛样品表面进行处理,获得了钛氮化合物表层。利用X射线衍射仪(XRD)对氮化处理后的样品测试,得到了样品的相结构。分别使用该方法与普通激光氮化方法,在相同条件下对样品表面进行氮化处理,结果表明通过混合方法提高了氮化物含量,并有效地抑制了氧化发生。讨论了氮等离子体流量对混合法氮化效果的影响。随着氮等离子体流量的增加,氮化物含量增加;但是当氮等离子体流量>0.8m3/h后,氮化所需活化氮达到饱和,氮化物含量不再增加。

用于大气环境中的氮等离子体枪束流模拟

为了对等离子体应用设计提供依据，在局部热力学平衡条件下，应用差分网格法，通过解RNG k-ε方程模拟了用于大气环境中的氮等离子体枪的束流，得到了与实验测得的基本一致的等离子体束型．计算了不同气体流量条件下等离子体束流的温度场，并通过描绘等离子体束流中温度为600K的边界得到了等离子体束型．结果表明：当流量F〈0.8m^3／h时，随着流量的减少，束型变小；当F〉0、8m^3／h时，等离子体束型分布趋于稳定，此时能够为等离子体的应用提供较好的离子源．等离子束径在7～8mm处达到最大，此处应为等离子体应用的最佳范围．

缓冲层对LBO晶体上1064nm,532nm二倍频增透膜的激光损伤阈值的影响

采用电子束蒸发方法在LBO晶体上制备了无缓冲层和具有不同缓冲层的1064nm,532nm二倍频增透膜.利用Lambda900分光光度计和调Q脉冲激光装置对样品的光学性能和抗激光损伤性能进行了测试分析.结果表明,所有样品在1064nm和532nm波长的剩余反射率都分别小于0.1%和0.2%.与无缓冲层样品相比,采用SiO2和MgF2缓冲层薄膜的激光损伤阈值分别提高了23.1%和25.8%,而Al2O3缓冲层的插入却导致薄膜的激光损伤阈值降低.通过观察薄膜的激光损伤形貌,分析破斑的深度信息和电场分布,表明LBO晶体上1064nm,532nm二倍频增透膜的激光损伤破坏主要表现为膜层剥落,激光产生的热冲击应力使薄膜应力发生很大变化,超过膜层之间的结合而引起膜层之间的分离.采用SiO2或MgF2缓冲层可改进Al2O3膜层的质量,从而有利于提高薄膜的激光损伤阈值.

氮等离子体枪中电子输运行为的蒙特卡罗模拟

采用蒙特卡罗模拟,对氮等离子体枪的两个环形电极间的氮气辉光放电过程中电子的输运过程进行研究.计算在不同平均电场与粒子数密度的比值(E/N)下,电子与氮分子发生不同碰撞的概率、出射电子的平均能量、方向角分布和电子的能量分布.结果表明,电子能量近似服从玻尔兹曼分布.随着E/N的升高,电子平均能量升高,发生激发、离化、电离和离化电离碰撞的概率增大;非均匀分布的电场使分子获得更高的离化率,同时显著增强出射电子的能量.模拟结果为等离子体应用设计提供了参考依据.

LBO晶体上1064nm,532nm二倍频增透膜的制备和性能

采用电子束蒸发方法在三硼酸锂(LBO)晶体上制备了1064 nm,532 nm二倍频增透膜。利用Lambda900分光光度计、MTS Nano Indenter纳米力学综合测试系统以及调Q脉冲激光装置对样品的光学性能、附着力和激光损伤阈值进行了分析测试。结果表明,通过多次实验,不断改进薄膜沉积工艺条件,在LBO晶体上获得了综合性能优异的二倍频增透膜。样品在1064 nm,532 nm波长的剩余反射率分别为0.07%和0.16%,薄膜粘附失效的临界附着力和激光损伤阈值分别为137.4 mN和15.14 J/cm2,薄膜激光损伤发生在Al2O3膜层。

在大气气氛下应用激光和等离子体混合方法制备氮化钛

在大气气氛下，采用连续CO2激光和氮等离子体混合法（LPN）对工业纯钛样品表面进行处理，获得了氮化钛膜层。用扫描电镜（SEM），X射线衍射（XRD）对样品的形貌和结构进行了表征，结果表明在合适的条件下可以获得满意的氮化效果。在激光功率密度2．0×10^3～1．0×10^6W／cm^2，扫描速度200～1000mm／min的区间内，激光功率密度越高，扫描速度越低，氮化效果越好。工业纯钛样品的氮化深度最佳可达80μm。在有效氮化区域内，氮含量随深度变化迅速，而在过渡区域内，氮含量变化缓慢。

缓冲层对LiB_3O_5晶体上1064nm,532nm倍频增透膜性能的影响

采用电子束蒸发方法在LiB3O5(LBO)晶体上制备了无缓冲层和具有不同缓冲层的1064nm,532nm倍频增透膜。利用Lambda900分光光度计、MTS Nano Indenter纳米力学综合测试系统以及调Q脉冲激光装置对样品的光学性能、附着力和激光损伤阈值进行了测试分析。结果表明,所有样品在1064nm和532nm波长的剩余反射率都分别小于0.1%和0.2%。与无缓冲层样品相比,预镀Al2O3缓冲层的样品的附着力提高了43%,具有Si O2缓冲层的样品的附着力显著提高。激光损伤阈值分析表明,采用Si O2缓冲层改进了薄膜的抗激光损伤性能,但是Al2O3缓冲层的插入却导致薄膜的激光损伤阈值降低。

激光和等离子体混合法氮化铁表面

采用激光和氮等离子体混合方法在大气气氛下对铁样品表面进行处理,获得了铁氮化合物表层。利用X射线衍射仪(XRD)对氮化处理样品测试,得到样品的相结构。分别使用混合方法与普通激光氮化方法,在相同条件下对样品表面进行氮化处理,结果表明通过混合方法提高了氮化物含量,并有效地抑制了氧化发生。利用扫描电镜(SEM)测量氮化后样品得出氮的最大质量分数可达34.44%,有效氮化层深度可达11.21μm。讨论激光功率密度、氮等离子体流量、扫描速度等参数对混合法氮化效果的影响。在实验条件下,激光功率密度和扫描速度分别与氮化物衍射峰相对强度成线性递增关系和二次方递减关系。而随着氮等离子体流量的增加,氮化物含量增加;但是当氮等离子体流量大于0.9 m3/h后,氮化所需活化氮达到饱和,氮化物含量不再增加。另外,氮化后样品的硬度得到了增强。