激光合成HA生物陶瓷涂层的热力学动力学研究

本文介绍了在金属基材上激光合成生物陶瓷复合涂层的新构想。从理论上研究了激光条件下由CaHPO4·2H2O-CaCO3混合粉末合成HA复合涂层的热力学和动力学，提出了相应的教学模型及其数值求解方法。文中还采用SEM、XRD和EDX等手段，对激光涂覆层的形貌、结构和成分等进行了分析。结果表明，选用适宜的激光涂覆工艺，在金属基材上可以合成HA生物陶瓷复合涂层，且涂层具有有利于人体组织长入的网状显微结构和均匀的化学成分分布特征。

激光合成FeAl金属间化合物涂层

用优化的工艺参数,在45钢基体上用激光合成了表面质量好的FeA l金属间化合物涂层。结果表明,多道搭接处理对涂层相组成无影响。涂层外层(约1/3涂层)组织为灰白相间的FeA l及基体上分布少量黑色针状FeA l3,里层只有FeA l。FeA l的组织生长形态为树枝晶,白色枝晶富Fe,灰色枝间富A l。涂层/基体界面清晰,呈凹凸状。能量分散谱仪(EDS)成分线扫描分析结果表明,从1/3涂层处A l、Fe开始缓慢过渡,结合区比合成区成分过渡明显,但梯度不大,涂层/基体间有明显互扩散,为冶金结合。激光合成FeA l涂层的最高硬度为565HV0.025,比基体高1.7倍。

激光合成和制备金属间化合物抗高温氧化涂层

金属间化合物作为高温结构材料,对高温氧化、磨损和腐蚀有很好的防护效果。本工作对激光合成和制备金属间化合物抗高温氧化涂层进行了研究,采用Ni包Al粉末,通过基体稀释过渡Fe,基于低激光功率、慢扫描速度和大束斑尺寸的工艺原则,直接合成了Ni30Al20Fe金属间化合物,并且制备出无裂纹和气孔、完全致密、与基体形成冶金结合的涂层,其组织是Fe固溶强化的细小的β-NiAl-Fe金属间化合物基体加弥散的粒状和薄带状γ-Fe-Ni奥氏体析出相,固溶强化和细晶强化使涂层强度和韧性得到改善。

大幅宽激光合成孔径雷达成像技术研究

激光合成孔径雷达(SAL)结合了光相干探测技术和合成孔径成像技术,其微弱信号检测能力达到光子量级、成像分辨率可以突破望远镜衍射孔径极限,可以获得高分辨率图像而不受探测距离影响。针对SAL系统在成像幅宽方面的技术短板,在介绍激光合成孔径雷达与扫描成像激光雷达(Li DAR)各自发展阶段和技术特点的基础上,该文提出合成孔径技术与激光扫描技术相结合,在实现高分辨率成像同时突破SAL技术的成像幅宽限制。通过对扫描模式下SAL信号模型分析、机载SAL外场飞行成像实验和地面目标合成孔径成图计算,该文展示了SAL在远程、高分辨率和扫描成像中的应用潜力,提出了弥补现有SAL技术在成像幅宽和作业效率方面的缺憾的方法,为SAL系统在大幅宽、高分辨率对地观测以及空天弱目标ISAL成像提供了科学技术手段。

激光合成TiC/Ni-Al复合材料涂层组织及耐磨性研究

在不锈钢基材上通过激光合成Ni-Cr-Al-Co-X(X=Mo、W、Nb、Ti、C)+TiC粉末,制备出金属间化合物Ni3Al-Ni0.58Al0.42,获得了组织均匀且与基体间完全冶金结合的无缺陷涂层。利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和磨损试验机对涂层的组织、相结构、硬度及耐磨性进行了分析和测试。结果表明,复合材料涂层主要组织为TiC增强相、金属间化合物Ni3Al及大量Ni0.58Al0.42相;其组织均匀,与基体之间为完全冶金结合;复合材料涂层具有硬度高、抗黏着摩损能力强的优点,在滑动干摩擦试验条件下表现出优异的耐磨性能。

激光合成纳米晶Si粉及粉体性能表征

本文采用激光诱导高纯硅烷气相反应在不同的合成条件下制备出平均粒径为２０—１００ｎｍ。晶粒度为１８—３７ｎｍ的各种纳米Ｓｉ粉。研究了实验参数对粉体形成的影响并采用多种测试手段（ＴＥＭ．ＸＰＳ，ＸＲＤ，ＦＴＩＲ．ＢＥＴ）研究了粉体粒子形貌、键结构特征及表面状态。结果表明。粉体由团聚态形状不规各单分散球形的多晶粒子组成。较低的激光功率似加大稀释Ａｒ气量有利于单分散细粒子的形成。粉体氧杂质含量为２．０—３．０ｗｔ－％。主要以Ｏ－Ｓｉ－Ｈ键状态存在于粒子表面，是由粉体暴露空气后粒子表面产生化学吸附氧形成的。

激光合成Al_2O_3－WO_3陶瓷的电子显微分析

本文利用透射电镜（ＴＥＭ）及能量色散Ｘ射线衍射分析（ＥＤＡＸ）技术对激光合成的Ａｌ２Ｏ３－ＷＯ３陶瓷材料进行分析．ＴＥＭ分析表明，在Ａｌ２Ｏ３－ＷＯ３材料的胞状结构中，Ａｌ２Ｏ３形成柱状单晶且Ｃｏ轴平行生长轴，Ａｌ２（ＷＯ４）３及ＡｌｘＷＯ３位于Ａｌ２Ｏ３柱状晶间界；非平衡相ＡｌｘＷＯ３中存在畴及超晶格结构，Ａｌ３＋对ＷＯ３母体网格Ａ位占位是有序的．ＥＤＡＸ结果则指出合成材料Ａｌ２Ｏ３晶粒中Ｗ杂质的浓度随配料ＷＯ３含量的增加而增大；样品合成过程中激光功率从最高值连续降低至０瓦可减少Ａｌ２Ｏ３晶粒Ｗ的掺入量；高温下对合成样品长时间热处理可使Ｗ杂质从Ａｌ２Ｏ３中释放出．材料电性质测试结果表明，材料电阻率与其中Ａｌ２Ｏ３晶粒Ｗ含量紧密相关，Ｗ的含量越高，材料电导率越大．

激光合成Ni_(85)Al_(15)掺杂钨精矿粉合金组织及性能研究

为了提高复合材料的硬度、强度及耐磨性能,采用高能束激光诱发自蔓延原位自生反应合成金属陶瓷颗粒增强复合材料的方法,在过共晶Ni85Al15粉末中添加质量分数为0.01,0.015和0.02的钨精矿粉并压制成坯激光烧结后,得到了烧结合金的X射线衍射和扫描电子显微硬度、磨损测试结果。未添加钨精矿粉时,烧结合金的合成产物主要有NiAl,Ni3Al和Al2O3等相;添加钨精矿粉后,烧结合金产物增加了Ni4W和WO3相;当钨精矿粉的质量分数为0.01时,烧结合金相对密度最高为5.84g/cm3,其孔隙率最低为0.13%,合金硬度最高为325.2HK,磨损率最低为0.27mg/mm2。结果表明,钨精矿粉的加入,能够增加材料的硬度及其耐磨性能,当其质量分数达到0.01时,材料的硬度和材料的耐磨性能最优。

激光合成纳米硅的红外光声光谱

利用光声技术对激光气相沉积的纳米硅进行了红外光声光谱的研究，考察了红外光声谱随退火处理和外加压力的变化行为，给出了纳米硅红外吸收峰的指认和解释，讨论了固态效应对吸收峰位置的影响．

SiH_4／C_2H_4体系激光合成SiC超细粉

本文报道了ＳｉＨ４／Ｃ２Ｈ４体系激光合成ＳｉＣ超细粉研究及对合成的ＳｉＣ超细粉进行的ＴＥＭ（ＴＥＤ）、ＸＲＤ、ＦＴＩＲ、ＸＰＳ及Ｒａｍａｎ散射等测试分析．在部分样品中发现了ＳｉＣ空心颗粒．讨论了ＳｉＣ超细粉的成核成长规律，得出了一些有价值的新结果：ＳｉＣ超细粉的合成由Ｓｉ成核生长和碳化组成，反应温度较高时，为获得接近化学计量比的ＳｉＣ超细粉，要求有较高的源气Ｃ／Ｓｉ比，并且高的Ｃ／Ｓｉ比有利于降低粉体的氧含量．

激光合成Al_2O_3-WO_3线性热敏材料

应用大功率CO_2激光器非平衡态高温、快速合成陶瓷新工艺,合成了Al_2O_3-WO_3系线性NTC热敏材料。并从激光合成工艺、材料组成、热老化、材料的抗氧化性及耐酸碱性等方面对合成陶瓷材料进行了试验。

激光合成Ni-Cr-Al+12%TiC涂层的显微组织及耐磨性研究

在不锈钢基材上通过激光合成Ni-Cr-Al-Co-X(X=Mo、W、Nb、Ti、C)+12%TiC粉末制备出组织均匀且与基体间完全冶金结合的无缺陷的涂层,其中组织主要为金属间化合物Ni3Al-Ni0.58Al0.42及其增强相TiC。利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和磨损试验机对涂层的组织、相结构、硬度及耐磨性进行了分析和测试。结果显示:复合材料涂层的主要组织为TiC增强相、金属间化合物Ni3Al及大量Ni0.58Al0.42相;其组织均匀,与基体之间为完全冶金结合,具有硬度高、抗粘着摩损能力强的特点,在滑动干摩擦实验条件下表现出优异的耐磨性。

用基态透明的物质进行激光合成超细粉

用 TEA CO2 激光的被原料吸收或不被吸收的不同谱线辐照几种物质 ,如四甲基硅烷 ,三甲基氯硅烷 ,六甲基二硅胺烷等 ,比较其反应情况与产物的异同。认为对于振动基态透明的物质 ,可以由激光引发气体级联电离的机制生成高活性的低温等离子体从而诱发化学反应 ,同样可以合成超细粉 ,而不受物质吸光性的限制。因此激光方法的原料范围可大为拓宽。本文对影响这类反应和产物的诸因素如激光功率密度、外电场、稀释气体、原料分子的化学组成及电离电位等进行了讨论。

激光合成超微粉结构的高分辩电子显微镜观察

超微粉(粒度在100钠米以下)的使用在微晶陶瓷及功能材料中日益受到得视。由于超微粉很细小,选区电子衍射实验难以对其作物相鉴定。在一定条件下,如分散得当,利用高分辩电子显微镜直接显示超微粉的原子排列规律可成为其结构及物相鉴定的有力手段。本文所用超微粉是由金属所以公斤级生产的,其平均尺寸在20nm左右。图1为激光法制备的Si—B—C合超微粉的高分辩像。高分辩像观察表明此种复合粉主要为SiC超微粉,其次为SiB_6微粉。SiB_6的晶体结构尚有争议,有人认为是立方晶系,CaB_6型,有人认为是正交晶系。近来的研究趋于后者,确定SiB_6属正交晶系,空间群为Pnnm,点阵常数为a=14.397埃,b=18.138埃,c=9.

纯钛表面激光合成钙磷生物陶瓷涂层的组成与结构

目的 采用廉价的CaCO_3和CaHPO_4·2H_2O作为原料,在激光的作用下通过反应制备HA生物陶瓷涂层。方法 利用X射线衍射仪和电子探针分析仪对涂层进行相分析、组织观察和成分分析。结果CaCO_3和CaHPO_4·2H_2O按20:80的质量比混合时,在功率为600W、扫描速度为3.5mm/s的激光作用下可一步合成钙磷生物陶瓷涂层。结论 在一定实验条件下,CaCO_3和CaHPO_4·2H_2O可合成组织致密、结合状态良好的钙磷生物陶瓷涂层。

陶瓷材料的激光合成工艺研究

采用激光作热源合成了Ａｌ_２Ｏ_３－ＷＯ_３，Ｃｒ_２Ｏ_３－ＷＯ_３，Ｓｂ_２Ｏ_３－ＷＯ_３，ＣｄＯ－ＷＯ_３，Ｆｅ_２Ｏ_３－ＷＯ_３等系列陶瓷材料。测量这些材料的阻温特性，结果表明这些材料都是负温度系数热敏电阻材料。讨论激光合成陶瓷工艺过程中所表现出来的特殊生长形态，这些形态与激光在合成材料中形成的温场分布、材料的导热特性、材料对激光的吸收等有关。通过理论计算得出的温场分布与实验结果很好符合。论述用激光作热源合成陶瓷与传统工艺相比所具有的独特优点，指出该工艺目前尚未解决的问题及今后的研究方向。

激光合成新型线性NTC热敏电阻材料

本文采用ＣＯ＿２激光器作热源合成了Ａｌ＿２Ｏ＿３－ＷＯ＿３系热敏电阻材料，该材料具有负的温度系数，在一定温区内阻温特性呈线性变化。并对材料的导电机理进行了初步探讨。

Al_2O_3-WO_3材料的激光合成研究

采用大功率ＣＯ２激光器合成出了Ａｌ２Ｏ３－ＷＯ３陶瓷材料。测量其阻－温特性表明合成样品具有线性的ＮＴＣ热敏电阻特性，微观分析结果证明激光合成样品由Ａｌ２Ｏ３、ＷＯ３、Ａｌ２（ＷＯ４）３、ＡｌｘＷＯ３四相组成，而起导电作用的是ＡｌｘＷＯ３这一非平衡反应产物。常规烧结工艺合成Ａｌ２Ｏ３－ＷＯ３陶瓷材料所得试样没有线性的ＮＴＣ热敏电阻特性。

用激光合成线性热敏电阻瓷料

采用Ｃ０２激光合成陶瓷材料新工艺合成出Ａｌ２Ｏ３－ＷＯ３。系线性热敏电阻材料，该材料在－２０～２３０℃范围内具有良好线性，讨论了激光合成工艺参数如激光功率、作用时间等对合成材料性能的影响，分析了合成材料的导电机理。

激光合成Al_2O_3-WO_3陶瓷材料的显微分析

用Ｘ射线衍射等技术分析了激光合成Ａｌ２Ｏ３－ＷＯ３陶瓷材料，结果表明在激光合成样品中形成柱状晶，而常规工艺和Ｎ２气氛中烧结样品不含有柱状晶，柱状晶的成分主要是Ａｌ２Ｏ３。进一步的分析表明Ａｌ２Ｏ３－ＷＯ３陶瓷合成样品的导电相是ＡｌｘＷＯ３。