激光微加工技术在航空发动机维护和翻修工作中的应用

航空发动机长期处于高温、高频率的工况时,发动机叶片等零部件老化速度较快,需要对发动机定期开展维护和翻修工作。使用激光微加工技术可以进行快速的表面处理,包括进行涂覆层的重构、去除表面污垢等。分析在航空发动机维护和翻修工作中如何使用激光微加工技术进行微纳构造处理、激光清洗,以及如何使用增材制造技术,帮助维修技术人员了解激光微加工技术的特点和应用方法,提高航空发动机维护和翻修工作水平,保证发动机处于正常工作状态。

超短激光微加工数学建模优化分析

超短激光微加工进行优化时涉及到多个参数,而这些参数间往往存在着复杂的相互关系,导致优化方法的优化性能较差。为此,提出超短激光微加工数学建模优化分析方法。首先,基于导热微分方程分析超短激光微加工在表面产生的热累积作用,根据分析结果构建超短激光微加工的数学模型;然后,通过数学模型,分析不同抛光参数对加工过程中的热效应和热应力的影响程度;最后,采用递阶结构对硬化层的分布平均性、表面层深与硬度等目标进行优化,以此构建超短激光微加工数学优化模型,实现优化分析。实验结果表明:运用该模型后平均加工精度高达99%,粗糙度最低时仅为5%,光洁度与均匀性均达到了90%以上,具有较好的实用性。

准分子激光微加工应用研究进展

准分子激光加工技术基于光化学机制.准分子激光具有波长短、重复频率高、单脉冲能量大、输出光斑大且能量分布均匀等特点,在精准和高效微加工领域有着独特的优势.准分子激光微加工可以减小热影响区(Heat affected zone, HAZ),有效避免产生裂纹等缺陷,在材料精细加工领域有很好的应用前景。介绍了准分子激光微加工的研究进展,及准分子激光微加工应用于微电子集成电路封装、微机电系统(Micro-electro-mechanical system, MEMS)材料加工和生物医疗等领域的研究结果,总结了准分子激光微加工技术的发展趋势。

飞秒激光在材料微加工中的应用

本文介绍了飞秒激光的特性以及超短脉冲激光与材料相互作用的机理,并着重指出了其与长脉冲激光的区别。飞秒激光可产生超高光强、具有精确的损伤阈值(并且损伤阈值较低较低)、很小的热影响区、几乎可精密加工所有种类材料,并且,加工精度极高,可进行亚微米尺寸的精密加工。通过分析飞秒激光材料微加工的特性,综述超短脉冲激光材料微加工的应用研究现状。

基于硅微加工工艺的微热板传热分析

针对常压和真空两种环境 ,通过三维有限元模拟分析了背面体硅加工型、正面体硅加工型和表面加工型三种微热板 (MHP)的传热主渠道和加热功率 .制作了背面体硅加工型和表面加工型MHP ,并对两者在常压及 13 3Pa气压下的加热功率进行了测试 .实验值与有限元分析结果一致 ,表明虽然真空中表面加工型MHP热功耗小于背面体硅加工型MHP ,但薄层空气导热使表面加工型MHP在大气中的功耗大幅增加 。

太赫兹真空电子器件微加工技术及后处理方法

太赫兹频段真空电子器件的尺寸很小,其加工精度和表面质量要求很高,需要采用微加工技术及其一些特殊的加工工艺。本文主要介绍了几种常用于制作太赫兹真空电子器件的微加工方法,主要讨论了微机械加工、微细电火花加工、LIG-A/UV-LIGA和DRIE等加工技术的特点及适用范围。为了提高器件的表面质量,讨论了清洗、净化及表面化学抛光技术等后处理技术。此外,太赫兹器件的设计结构特征也会限制微加工技术的选择,由此文中分析了几种常见太赫兹真空器件的特点及其可采用的加工方法和工艺。

铝合金电刷镀与激光微加工耦合制备超疏水表面及其特性

通过电刷镀与激光微加工技术相耦合的方法,在铝合金表面制备出一种微观尺度凸包与沟槽相互排列的特殊结构。未经任何疏水修饰的情况下,得到了一种低黏附性的超疏水表面,其静态接触角达到156°,滚动角约为4.8°,并且表面在滚动性方面表现出各向(平行沟槽方向和垂直沟槽方向)异性。所制备的表面对高温环境具有较好的稳定性,低温条件下也保持在接近138°较大接触角的疏水状态,且在抗结冰方面表现出优异的性能。通过3.5%(质量分数)NaCl溶液的Tafel曲线测量发现,基体被耦合方法处理后腐蚀阻抗平均提高3个数量级。

飞秒激光微加工的研究进展

综述了近年来国内外利用飞秒激光微加工的研究进展。飞秒激光脉冲作为材料微纳加工的一项工具,已经从实验室进入到工业化阶段。介绍了飞秒激光在微纳加工领域的一些研究情况,分别就飞秒激光烧蚀微加工以及双光子聚合加工进行了阐述。最后分析了飞秒激光微加工目前存在的问题及未来发展的主要方向。

飞秒激光微加工Au膜

飞秒激光微加工薄膜对于MEMS设备的制造是一个急需的技术。文章使用波长为775nm的Ti:sapphire飞秒激光器(脉宽约为130fs,频率为1000Hz)研究厚度为4μm的Au薄膜,在不同加工参数下的结构特性,发现单脉冲消融时消融直径随着脉冲能量的增大而增大。当单脉冲能量一定时,消融直径随着脉冲的个数变化不大。计算得到Au膜的单脉冲消融阈值为Fth=0.7J.cm-2,使用脉冲能量略大于阈值时,在薄膜上所划出的线为凸起状;当超过阈值时所得直线为凹起状。同时发现在脉冲能量一定时所得线宽随着加工速度的增加而减小;当加工速度一定时线宽随着能量的增加而增大。

热处理对微加工茭白的质构与色泽的影响

研究了热水处理对茭白的嫩度、表皮色泽、叶绿素含量的影响 .结果表明 :38℃热水处理 1h可保持茭白的嫩度、抑制表皮中叶绿素的合成、抑制细胞质膜相对透性的增加 ,研究还表明茭白采后无呼吸高峰出现 .

水辅助准分子激光微加工硅的实验研究

为了研究脉冲激光在不同介质中的刻蚀特性,采用20ns短脉冲、248nm准分子激光(能量为150m J^250m J)分别在水和空气两种介质中对半导体单晶S i片进行微刻蚀实验研究。在实验的基础上,研究了两种介质中准分子激光刻蚀S i的刻蚀孔的基本形貌和刻蚀速率,并对结果进行了对比分析。研究结果表明,水辅助激光微加工时,熔屑易从加工区排出,有助于提高加工的表面质量;同时,水的约束提高了冲击作用,使得刻蚀速率加快。

医用钛表面激光显微加工工艺参数的优化

为了改善医用钛的表面性能,增强植入物与骨组织之间的结合强度,采用400 WNd:YAG激光器,在压缩空气辅助条件下,对纯Ti进行激光微加工试验,并研究了激光加工工艺参数对微孔形状的影响.实验结果表明,随着激光辐照脉冲能量、脉冲宽度、脉冲次数的增加,微孔的孔径和孔深增加.激光辐射脉冲频率增加,微孔孔径加大,而孔深基本不变.采用优化的激光微加工工艺参数,对纯钛样品进行激光显微加工,可获得表面排布有规律的微孔,从而有利于扩大医用钛的临床应用范围.

基于Parylene的柔性微电极阵列微加工工艺研究

基底集成的柔性微电极阵列(MEAs)从一个全新的角度演绎了植入式神经系统,对神经进行电刺激并记录神经电信号。以一种新型聚合物材料聚对二甲苯(parylene)为基底,制备出了用于神经接口的柔性神经微电极阵列。采用MEMS加工技术,设计了一种基于parylene柔性神经微电极阵列的加工工艺方法,并讨论了在流片过程中的关键问题,如掩膜层的选择、电极的剥离及焊接与封装等。该柔性微电极阵列在用于视觉假体的神经接口方面具有独特的应用优势。

微加工薄膜变形镜特性分析

借助测量微加工薄膜变形镜驱动器的面形影响函数,分析了驱动器的电压-位移函数和驱动器之间的线性叠加性;通过对连续面形变形镜拟合像差的理论分析和实验研究,建立了微加工薄膜变形镜电压解耦模型。分析了对前36阶Zernike模式的拟合残差和拟合能力,指出微加工薄膜变形镜仅可用来拟合低级像差并且有较大的拟合能力和较小的拟合残差,而不能拟合高级像差。

微加工西兰花流通保鲜技术研究

比较了两种预冷方式及三种保鲜剂,六种保鲜膜对微加工西兰花的保鲜效果,最终筛选出适 宜其流通保鲜的工艺流程和最佳保鲜剂保鲜膜,使微加工西兰花失重率,黄花率,开花率及腐烂率明 显降低。最终产品经检测维生素C水平较高,同时达到食用安全标准要求。

镁合金表面微结构阵列的电化学微加工

研究了镁合金的约束刻蚀微加工方法.通过对电解过程中电极表面氢离子浓度变化以及刻蚀体系对镁合金的腐蚀速率的测量与分析,对一些可能有刻蚀作用的刻蚀体系进行了研究.选用亚硝酸钠作为产生刻蚀剂(硝酸)的前驱体、氢氧化钠作为捕捉剂、少量硅酸钠作为缓蚀剂的约束刻蚀体系,使用具有规整三维微立方体点阵结构的模板,在金属镁表面加工出具有与模板互补特性的点阵微结构,复制加工的分辨率为亚微米级.并对刻蚀过程机理进行了探讨与分析.

采用激光技术的生物芯片微加工方法

介绍了生物芯片的发展状况和制备技术 ,以及激光微加工技术的发展和特点及其在生物芯片制作领域中的作用。

激光微加工凹坑表面的表征及摩擦特性研究

为了研究激光微加工表面形貌参数对摩擦特性的影响,设计并加工了5组具有相同凹坑面积占有率和深径比的圆盘试样,对微造型试件的表面形貌进行了测量和表征,并在JPM-1型双盘摩擦磨损试验机上进行了线接触摩擦试验。结果表明:滑滚比较小时,摩擦系数随着凹坑直径增大而增大;滑滚比较大时,结果则相反。文中给出了特定的工况下,部分ISO25178三维表征参数与摩擦特性之间的联系。研究结果为表征表面功能特性提供了依据。

准分子激光微加工与熔覆特性的研究进展

介绍了准分子激光微加工的机理、特点和应用。激光微加工具有非接触、有选择性加工、热影响区域小、高精度与高重复率等优点。既可以通过材料去除方式,也可以通过材料加成方式进行微加工成形。探讨了准分子激光的熔覆特性,实验表明:准分子激光瞬时产生很高的功率密度,具有很高的温度梯度。在基体表面发生剧烈的光热交互作用;同时产生巨大的光压和等离子体,形成大量等离子体小颗粒,沉积在熔池周围。另外,由于准分子激光的脉冲作用,熔池中有明显的液相冲击波纹会影响激光熔覆层的表面质量,可以通过优化激光工艺参数改善熔覆层的表面质量。

一种微加工超声传感器的设计

电容式微加工超声传感器(cMUT)是近年来出现的新型器件,具有高灵敏度、频带宽和机电转换效率高等优点,大有取代传统的压电式超声传感器之势.介绍了cMUT的基本结构和工作原理,提出了一种新型传感器结构.针对此结构建立了两个有限元模型,通过对其中的一个三维模型进行模态分析得知,cMUT可工作在一阶频率处,其振动频率为4.582 MHz;利用另一个三维模型进行静态和谐波分析,得出传感器的塌陷电压为213 V,当对cMUT施加45 V直流偏置电压和1.6 V交流电压时,其谐振频率为4.147 MHz,薄膜的最大位移为0.447μm.