曲面基底工件激光熔覆温度场与应力场数值模拟

目的 研究曲面基底工件激光熔覆的温度场和应力场分布情况。方法 采用数值模拟的方法模拟激光熔覆及冷却过程中的温度场和应力场。通过Ansys软件,采用高斯热源模型模拟圆环柱曲面基底外表面上的激光熔覆过程。在加工过程中,激光头与基底的相对运动为螺旋运动。分析不同功率和扫描速度对温度场和残余应力的影响,以及应力场随时间的变化和残余应力的分布情况。结果 扫描速度对温度场的影响较大,功率和扫描速度对残余应力无明显直接影响,不同功率和扫描速度的残余应力最大值都出现工件外壁中部。在XZ轴面上的径向应力呈现出漏斗形,四周高,中间低,大部分都在–20-20 MPa,起伏较小;周向应力在XZ轴面对角线方向上呈近似抛物线,两端高,中间低,最高值为100 MPa,最低值为–50 MPa,起伏较大;厚度方向的应力分布呈近似半圆锥三维形状,在Z轴方向上为近似直线,在X轴方向上为近似半抛物线,呈现出一端高、一端低、中间部分逐渐下降的趋势,最高值为110 MPa,最低值为–30 MPa,起伏较大。结论 成功研究了曲面基底工件激光熔覆的温度场和应力场分布情况,对曲面基底激光熔覆的工艺参数优化和提高产品质量有一定指导作用。

利用化学气相沉积法在SiO_2小球基底上制备纳米碳管的研究(英文)

利用匀胶机将经过超声混合的二氧化硅小球的酒精溶液旋涂在洗净的硅片上,获得了具有曲面的纳米碳管生长基底。利用以二茂铁和二甲苯作为反应前驱体的化学气相沉积法在该基底上实现了碳管在二氧化硅与硅之间的选择性生长,并在不同的沉积温度条件下,可以分别获得球状和束状碳管产物。通过扫描电镜观察分析经过退火处理的原始基底的表面形貌,讨论了碳管产物与反应温度之间的关系。

静电场诱导光刻技术实现曲面光栅结构的制备

利用软光刻技术在凸面基底上制备了光栅结构.以此凸面基底上制备的光栅结构作为模板,利用静电场诱导光刻技术实现了凹面基底上光栅结构的制备.光栅模板结构的高度为5.3μm,线宽是6.25μm,高宽比达到0.85∶1.诱导成形光栅结构的高度为42μm,线宽是13.35μm,高宽比高于3∶1.结果表明借助静电场诱导光刻技术可以在曲面基底上利用小高宽比的微结构模板制备出大高宽比的微结构.

纳米尺度下基底弯曲曲率对飞秒激光与银纳米结构作用的影响

针对曲面沉积基底影响银纳米粒子近场增强、介导效果的问题,设计了一种沉积在曲面基底上的Ag/SiO2芯/壳纳米结构模型,对该纳米结构介导飞秒激光击穿介质过程中涉及的电磁场、双温模型、等离子体等物理场进行了耦合计算。结果表明,银纳米粒子沉积基底的弯曲曲率及其空间分布影响银纳米粒子的近场增强效果,进而影响飞秒激光对纳米粒子邻域介质的击穿能量。在此新型纳米结构的介导下,环境介质水在被电离击穿时,银纳米粒子芯部未达到熔点,理论上可保持完整,这对于银纳米粒子在实践中的重复利用有重要意义。