微离子束:用预定数目的离子对细胞中指定位置进行手术的工具

微离子束提供了对选定的细胞注入预定数目的离子并精确地注入到指定位置的技术。这种方法可用来研究传统方法所不能解决的一系列重要的辐射生物学问题。采用瞄准器法可以得到微束。微离子束的实质在于它具有以下两个特点 :定点辐射 ,定量辐射。其中定点到微米量级 ,注入的离子个数为 1至几百个范围内。辐射位置和辐射剂量的精确度主要取决于瞄准器和探测器的设计和安装。目前世界上最有效的瞄准器是“V”形槽瞄准器和厚壁玻璃毛细管瞄准器 ,细胞前最佳探测器为NE10 2a聚乙烯甲苯聚合物闪烁体探测器 ,它们均由英国的Gray实验室研制的。实验结果束径为 2～ 5μm ,探测效率大于 99%。

混频超声波导入复方利多卡因乳膏在微等离子束治疗面部瘢痕中的镇痛效果研究

目的比较混频超声波导入与封包复方利多卡因乳膏的镇痛效果。方法选择2021年9月至2022年4月在广西医科大学第一附属医院就诊的50例面部瘢痕为研究对象。将患者面部两侧随机分为观察组和对照组,分别行混频超声波导入或封包,对比疼痛评分、不良反应、术中伴随症状、满意度。结果观察组术中VAS、术后5 min VAS、术中NRS、术中FPS-R的疼痛评分低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组不良反应率、术中伴随症状发生率低于对照组,差异无统计学意义(P>0.05);观察组满意度高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论混频超声波导入复方利多卡因乳膏较局部封包在微等离子束治疗面部瘢痕中提高镇痛效果,未增加不良反应,提高患者满意度。

基于弧压反馈的叶片微束等离子焊接修复弧长跟踪控制

在损伤航空发动机涡轮叶片微束等离子增材修复过程中,多层堆焊后熔覆层面不平整导致凸起形貌产生,使得待修复表面与熔覆层上表面一致性差。提出一种基于弧压反馈的弧长跟踪控制方法,提高弧长稳定性,以解决上述问题。利用电弧电压信号间接表征电弧弧长,并提出变分模态分解与中位值平均滤波融合算法以去除噪声信号。在此基础上,设计一种变论域模糊PID与PID并联的控制器,调节焊枪的高度以实现弧压稳定,并进行仿真优化。最后搭建弧压采集与弧长控制平台,进行弧压信号去噪实验和表面凸起试片焊接实验。结果表明,此方法能显著提高弧长稳定性,且凸起表面与熔覆层上表面一致性好。

航空发动机叶片微束等离子堆焊转角焊缝模型研究

航空发动机叶片修复时,将受损部位切除后在新平面上进行多层多道焊接,在焊缝转角区域特别是转角点,因焊接工艺难以匹配导致过多熔滴进入熔池增加了焊缝熔高与熔宽,造成焊缝凸起,影响焊接质量。针对微束等离子焊接叶片转角区域焊缝的这种特征,建立了转角区域焊缝模型。首先利用抛物线曲线拟合建立了单道焊缝模型,并通过实验验证该模型能准确地表征单缝外形轮廓。然后提出了一种双焊缝转角重叠的焊缝成型模型。实验表明,采用该转角焊缝模型能够极大地降低转角区域焊缝的凸起,能满足航空发动机叶片修复精度的要求。

Inconel 713LC铸造高温合金微束等离子弧焊接裂纹形成机理及抑制

针对Inconel 713LC铸造高温合金焊接增材时热影响区易产生裂纹这一问题,采用微束等离子弧焊接技术,运用扫描电镜和能谱仪对裂纹的微观形貌、合金元素分布进行分析,探究合金热影响区焊接裂纹的形成机理,研究裂纹抑制技术.结果表明,热影响区焊接裂纹的出现主要是受焊接热输入作用晶间碳化物发生部分溶解和液化形成液相,同时晶粒受热长大推动原始晶界发生移动后与液相交汇形成更大面积的液相,晶粒及晶界中的Nb元素、Mo元素和Ti元素等合金元素向液相偏聚,液相冷却凝固后形成尺寸超过10μm的碳化物,在焊接热应力作用下裂纹萌生于碳化物周围并沿晶界扩展,焊接裂纹数量和尺寸均随着热输入的增大而增大.通过脉冲焊接降低焊接热输入,热影响区的高温停留时间变短,降低焊接过程中热影响区合金元素的偏聚,减少合金中有害碳化物的长大,抑制裂纹生成;对铸态母材进行固溶处理后,合金元素偏聚得到均匀化处理,母材硬度下降,塑性得以改善,减弱了合金元素的富集倾向,降低了焊接时的裂纹敏感性.

面向微束等离子选区熔化的在线检测系统

为解决微束等离子选区熔化过程中的自动化检测问题,开发出一套面向微束等离子选区熔化的在线检测系统.该系统以每一层的成形金属为研究对象,基于深度学习目标检测原理,对金属成形表面进行缺陷检测,并根据检测结果控制设备启停,确保每一层成形质量达到要求.同时,通过双目相机与线激光相配合,利用线阵扫描方式对成形表面形貌进行三维重建,并显示在自主开发的可视化软件上,实现缺陷检测和三维重建相结合的检测方案.实验结果表明,该系统能够快速、精确地检测出成形过程中产生的缺陷,实时性强、漏检率低,并可将结果及时反馈到系统,实现成形过程的主动、有效调控.

微束等离子粉末熔覆金属零件直接快速成形研究

对微束等离子熔覆金属零件直接快速成形技术进行了初步研究。构建了该成形系统的软、硬件实施。利用该系统制造了一个由80层熔覆层堆积而成的简单空心筒状零件,其直径误差小于5%,高度和垂直度误差小于2%。对成形件的组织分析表明,成形件中部典型组织表现为短小枝晶,层与层结合处可看到明显的组织分界,结合处组织向等轴晶转变。熔覆率为132 g/h,粉末利用率为85%～90%。硬度测试表明,成形件硬度主要分布在200～260 HV,上部和底部硬度值略高于中部,硬度值为260～320 HV。

微束等离子喷涂Mo涂层

采用微束等离子喷涂方法在Q235上制备了Mo涂层。研究喷涂电流、喷涂距离对涂层组织结构和性能的影响。采用光学显微镜观察涂层的组织结构并计算孔隙率,测试涂层的显微硬度和结合强度,并记录粉末沉积率。结果表明,在本试验条件下微束等离子喷涂电流与喷涂距离对涂层组织和性能产生较大的影响。适当工艺参数条件下粉末沉积率高于80%,可以获得显微硬大于400HV0.1,平均结合强度仍然大于40MPa的涂层。

微等离子束联合积雪苷霜软膏治疗凹陷性痤疮瘢痕疗效观察

目的:探讨凹陷性痤疮瘢痕应用微等离子束联合积雪苷霜软膏治疗的临床价值。方法:将40例凹陷性痤疮瘢痕患者随机分为微等离子束联合积雪苷霜软膏治疗的观察组和微等离子束治疗的对照组,每组20例,对比两组的临床疗效和安全性。结果:两组治疗前的ECCA评分比较未见统计学差异(P>0.05),经治疗后两组ECCA评分均较治疗前明显下降(P<0.05),两组降低差值比较未见统计学差异(P>0.05)。观察组与对照组总有效率均为85%。两组停工期比较,观察组明显低于对照组(P<0.05)。结论:微等离子束技术治疗凹陷性痤疮瘢痕安全有效,联合使用积雪苷霜软膏可有效缩短停工期,值得推广。

微等离子束对豚鼠皮肤超微结构分析和羟脯氨酸测定

目的观察微等离子束对豚鼠皮肤胶原组织作用效应的组织学和超微结构变化及羟脯氨酸含量测定,探讨微等离子束的作用机理。方法选择15只豚鼠,每只豚鼠背部划分为实验侧和空白对照侧2个等分区域,给予60W/10 kJ微等离子束照射,于作用后即刻、1周后和1月后分别切取实验侧及空白对照部位皮肤行组织病理维多利亚-立春红染色,透射电镜分析和羟脯氨酸检测试剂盒进行含量测定。结果 60 W/10 kJ即刻表现为表皮局灶性出现点阵状改变,部分表皮出现汽化缺失或者坏死变性,真皮浅层胶原组织出现点阵化表现和明显均质化;特殊染色显示微等离子束主要影响真皮胶原纤维,形成局灶性胶原纤维凝集和变性。1周后皮肤浅层胶原组织结构逐渐致密,排列有序,有少量组织细胞。1月后皮肤浅层胶原组织明显增厚,胶原纤维增粗并排列致密,弹力纤维呈局灶性增粗。透射电镜显示微等离子束作用后表皮细胞较完整,细胞间结构正常,但真皮胶原丧失正常结构,细胞结构消失,大量细胞凋亡明显,1月后仍可见少量细胞凋亡的表现但胶原结构逐渐恢复,浅层胶原纤维排列明显致密。羟脯氨酸测定显示微等离子束作用1周后羟脯氨酸含量要高于作用之前,但是差异性不具有统计学意义(P>0.05);1月后羟脯氨酸含量要明显高于作用前,差异性具有统计学意义(P<0.05)。结论微等离子束对豚鼠皮肤胶原组织作用有明显的刺激效应,其主要靶组织为真皮胶原组织,可以明显促进皮肤新生胶原的增生。

微等离子束激光治疗面部痤疮瘢痕的临床研究

目的：观察微等离子束激光治疗面部痤疮瘢痕的疗效及安全性。方法：以85例痤疮瘢痕患者为研究对象，采用以色列飞顿闪耀微等离子束技术治疗，每次间隔时间为6～8周。共治疗3～5次，通过治疗前后统一衡量标准对比来进行疗效评估。结果：85例痤疮瘢痕患者总有效率94．12％。结论：微等离子束治疗痤疮瘢痕疗效好，治疗过程安全，临床值得推广应用。

旁路耦合微束等离子弧增材制造

在分析旁路耦合电弧焊的基础上,提出了旁路耦合微束等离子弧焊(DE-MPAW)方法.该方法以微束等离子弧焊炬为主路,填充焊丝为旁路,通过可调电阻调节旁路电流大小.在不降低成形效率的基础上,减小成形件的热输入,从而有利于电弧增材制造.在此基础上开展了DE-MPAW焊接方法的初步研究.在DE-MPAW焊实验系统及测控的基础上,对比研究了不同旁路电流下DE-MPAW焊熔滴过渡情况;分析了母材热输入随旁路电流的变化规律,研究了焊缝成形的变化情况;初步开展了DE-MPAW增材制造单道多层的堆垛研究.结果表明:随着旁路电流的增大,其熔滴过渡频率、母材热输入、熔深都相应地减小,且DE-MPAW方法能够较好适用于增材制造.

熔覆枪扫描速度对镍基微束等离子熔覆层性能的影响

在低碳钢圆管表面使用微束等离子弧熔覆了Ni基合金。采用扫描电镜、X射线衍射和显微硬度计研究了不同扫描速度熔覆层的组织形貌、结构、成分与性能。结果表明,随着扫描速度的增大,熔池趋向不稳定,粉末利用率下降,同时热影响区减小,组织细化,稀释率降低。

微束等离子焊接电弧光学特征的试验研究

在大量试验的基础上,给出了超小电流微束等离子焊接电弧形态特征及光谱的频域测试结果.根据试验结果可以看出,焊接电弧形态变化取决于焊接参数的变化,谱线的波长范围在750~850 nm;微束等离子焊接电弧光谱分布并不随焊接规范的变化而变化.但是,随着焊接电流强度的增加,电弧中出现近紫外线谱线.

微等离子束治疗面部痤疮后凹陷性瘢痕的疗效观察

目的观察微等离子束治疗面部痤疮后凹陷性瘢痕的临床疗效。方法选取82例面部痤疮后凹陷性瘢痕患者随机分入观察组和对照组各41例,观察组使用微等离子束治疗,对照组使用超脉冲二氧化碳点阵激光治疗,每次治疗间隔6 w,共3次,每次治疗结束后6 w均比较两组的疗效及不良反应。结果两组总有效率差异无统计学意义,且治疗次数增加,治疗效果越好。观察组副作用较小,主要不良反应的持续时间较对照组更短,差异有统计学意义。结论微等离子束治疗面部痤疮后凹陷性瘢痕效果好,副作用小,值得临床推广应用。

微束等离子弧焊焊接不锈钢筛网的研究

不锈钢筛网是由不锈钢丝线编制而成,由于材料丝径细且界面多,焊接工艺上有一定的难度。TIG焊、激光焊、钎焊等焊接方法由于工艺、成本等原因都不是筛网焊接的最佳选择,而微束等离子弧焊具有拘束度高、能量密度高等特点,特别适合不锈钢筛网的焊接。实验中采用自主研制的微束等离子弧焊接系统,在主弧电流小于3A下,进行了不同焊炬高度和不同焊接速度的对接试验,最终取得了良好的不锈钢筛网焊接效果。在此基础上,分析了焊接速度和焊炬高度等因素对焊接质量的影响。

重离子微束单粒子翻转与单粒子烧毁效应数值模拟

用束径0 4μm的微束重离子数值模拟了单粒子翻转SEU和单粒子烧毁效应SEB.单粒子翻转给出了不同离子注入后漏区的电压(电流)随时间变化规律;计算了CMOSSRAM电路的单粒子翻转;给出了收集电荷随LET值的变化曲线并给出了某一结构器件的临界电荷;VDMOS器件单粒子烧毁给出了不同时刻沿离子径迹场强、电位线、电流和碰撞离化率的变化.

基于微束等离子熔覆的直接金属快速成形系统设计

金属零件直接制造技术目前已成为快速成形技术的研究热点和重要发展方向。提出一种基于微束等离子熔覆工艺的直接金属成形方法,介绍该方法的工作原理和系统构成,设计并开发基于等离子熔覆的金属零件直接制造软、硬件系统,并采用该系统进行中空零件成形实验。实验结果表明,并采用微束等离子熔覆直接制造系统可以得到成形良好、组织细密的金属零件。

基于微束等离子弧的焊缝跟踪

进行了基于微束等离子弧的焊缝跟踪传感可行性研究。利用微束等离子弧发生器产生非转移等离子弧,测量喷嘴与工件之间的等离子焰流的等效电阻,试验发现,该等效电阻与喷嘴距工件的高度之间有明确的对应关系,配合适当的扫描装置,可实现焊缝位置检测功能。进行了维弧电流、喷嘴结构、电极直径、离子气流量等参数对该等效电阻的影响试验,为这种传感方式在实际应用中的各参数选择,提供了试验依据。