脉冲高能量密度等离子体陶瓷刀具表面改性研究进展

对刀具涂层技术的发展现状与趋势进行了综述,提出了提高涂层刀具性能的"五化"措施:沉积工艺复合化、薄膜组成多元化、薄膜结构多层化、薄膜组成和显微结构梯度化、薄膜晶粒纳米化。基于这个思想,提出了用高能量密度脉冲等离子体技术进行陶瓷刀具表面改性,并在最近几年用高能量密度脉冲等离子体同轴枪对硬质合金和氮化硅陶瓷刀具进行了镀膜改性尝试。使用该复合表面改性技术,所制备涂层刀具结构独特,很好地满足了"五化"思想,材料性能得到显著提高。在优化的工艺条件下,所得TiN、TiCN和TiAlN涂层刀具硬度高,纳米硬度分别为26～28GPa、50～53GPa和38～40GPa;膜基结合力强,纳米划痕临界载荷达80～110mN。所得TiN、TiCN和(Ti,Al)N涂层硬质合金刀具能够在工业条件下对硬度高达HRC58～62的淬硬CrWMn钢进行干切削,实用切削速度可提高2～10倍,且刀具磨损较小;涂层氮化硅陶瓷刀具加工淬硬钢和灰铸铁(HB2200～2300MPa)工件时,比未涂层刀具后面磨损降低6～10倍。预示该技术是一种非常有前途的陶瓷刀具改性技术。

脉冲高能量密度等离子体沉积新型TiAlN薄膜

利用脉冲高能量密度等离子体技术在室温条件下 ,在 45钢基材上制备出了 Ti Al N薄膜。利用 XRD、SEM等手段分析了薄膜的相组成及显微组织 ,利用纳米压痕仪测试了薄膜的纳米硬度分布及薄膜与基材的结合力。结果表明 :薄膜主要组成相为 Ti Al N,薄膜组织致密、均匀 。

脉冲高能量密度等离子体表面改性AlN膜的形成和结构

利用脉冲高能量密度等离子体(ＰＨＥＤＰ)表面改性技术,在４５号钢、γ不锈钢等试样上获得ＡｌＮ膜．采用ＸＲＤ,ＸＰＳ和ＴＥＭ等方法研究了改性膜的组织结构．研究表明,改性膜是由１０ｎｍ尺寸的ＡｌＮ相组成．ＡｌＮ相结构随基体的结构而异．在具有面心立方结构的基体上．形成具有面心立方结构的ｃ－ＡｌＮ相、而在体心立方的基体上形成六方ｈ－ＡｌＮ相．从热力学角度,讨论了ＰＨＥＤＰ表面改性中ＡｌＮ形成的特性．

Ultra Pulse超脉冲高能量CO_2激光机治疗睑黄疣178例

1临床资料和方法 我院自1996年12月～2001年12月共收治178例睑黄疣患者,患者中,女性158例,男性20例,男女比例为1:7.9.病变部位,分布于面部,上下眼睑周围,面积最小0.5cm2,最大3cm2.年龄最小28岁、最大57岁,平均38.81岁.

脉冲高能量密度等离子体法制备TiN薄膜及其摩擦磨损性能研究

利用脉冲高能量密度等离子体技术在室温条件下在 4 5号钢基材上制备出了超硬耐磨TiN薄膜 .利用XRD ,XPS ,AES ,SEM等手段分析了薄膜的成分及显微组织结构 ,并测试了薄膜的硬度分布及摩擦磨损性能 .结果表明 :薄膜主要组成相为TiN ,薄膜组织致密、均匀 ,与基材之间存在较宽的混合界面 ;薄膜硬度高 。

高能量超脉冲CO_(2)点阵激光联合小剂量异维A酸软胶囊治疗扁平疣的疗效观察

目的:探讨高能量超脉冲CO_(2)点阵激光联合小剂量异维A酸软胶囊治疗扁平疣的疗效观察。方法:选取2020年9月—2021年8月在我科接受治疗的96例扁平疣患者作为观察对象,按照随机数表法将其平均分为对照组(n=48)和观察组(n=48),对照组行高能量超脉冲CO_(2)点阵激光进行治疗,观察组在对照组的基础上口服小剂量异维A酸软胶囊进行联合治疗。比较临床疗效及不良反应以及治疗前后两组皮损评分、皮肤病生活质量指数(DLQI),并对治疗后的不同临床指标和复发情况进行观察分析。结果:观察组临床总有效率为97.92%,高于对照组的83.33%,差异具有统计学意义(P<0.05);治疗8周后,观察组皮损评分、DLQI评分均显著低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05);观察组术后愈合时长、痂皮完全自然脱落时长及脱落后遗留红斑消退时长均明显短于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05);观察组不良反应总发生率为10.42%,低于对照组的16.67%,但组间差异无统计学意义(P>0.05);随访6个月,观察组的复发率低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:高能量超脉冲CO_(2)点阵激光联合小剂量异维A酸软胶囊治疗扁平疣疗效显著,可有效改善皮损,缩短恢复时间,降低该疾病对患者生活质量的影响程度,减少复发,值得临床推广。

脉冲高能量密度等离子体法类金刚石膜的制备及分析

利用脉冲高能量密度等离子体法在光学玻璃衬底上、在室温下成功的制备了光滑、致密、均匀的纳米类金刚石膜 .工艺研究表明 :放电电压和放电距离以及工作气体种类对纳米类金刚石膜的沉积起着关键作用 .利用拉曼光谱、扫描电镜以及电子能量损失谱分析薄膜的形态结构表明 :薄膜具有典型的类金刚石特征 ;纳米类金刚石膜的晶粒尺寸小于 2 0nm甚至为非晶态 ;类金刚石膜中含有一定量的氮原子 ,随着沉积能量的升高 ,氮的含量增大 .纳米类金刚石膜的薄膜电阻超过 10 9Ω cm2 .对放电溅射过程进行了理论分析 ,结果与工艺研究的结论吻合 .

脉冲高能量密度等离子体沉积(Ti,Al)N薄膜组织及其性能研究

利用脉冲高能量密度等离子体技术在室温条件下在 4 5 #钢基材表面沉积了高硬度耐腐蚀 (Ti,Al)N薄膜 .利用扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、俄歇电子能谱分析了薄膜的显微组织 .利用纳米压痕仪测试了薄膜的纳米硬度 .测试了薄膜在 0 5mol LH2 SO4 水溶液中的耐蚀性 .测试结果表明 :薄膜主要组成相为 (Ti,Al)N ,同时含有少量的AlN ,薄膜的纳米硬度高达 2 6GPa ,薄膜具有良好的耐蚀性 ,与 1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢相比 ,耐蚀性提高了一个数量级 .

脉冲高能量密度等离子体材料表面改性及其应用

脉冲高能量密度等离子体(pu lsed h igh energy density p lasm a,PHEDP)是一项新的材料表面改性技术.它集高电子温度、高能量密度、高定向速度于一身,在制备薄膜时具有沉积薄膜的温度低、沉积效率高、能量利用率高的优点,并兼具表面溅射、离子注入、冲击波和强淬火效应等综合效应;它可以制备纳米晶或非晶硬质薄膜,提高基底材料的表面硬度和耐磨、耐蚀性能;能够实现非金属材料表面金属化,所制备薄膜与基底之间存在很宽的混合过渡区,因此膜/基结合良好.文章主要介绍了作者近年来在该领域的部分研究成果,简要介绍了脉冲高能量密度等离子体的原理、特点及应用.分析了脉冲等离子体与材料相互作用的基本物理现象.

脉冲高能量密度等离子体薄膜制备与材料表面改性

脉冲高能量密度等离子体是一项全新的等离子体材料表面处理和薄膜制备技术 .文章主要介绍了作者近几年来在这方面的研究成果 .从理论和试验上研究了脉冲高能量密度等离子体的产生机制及其物理性质 .研究了脉冲等离子体与材料相互作用的基本物理现象和物理机制 .诊断测量表明 ,脉冲等离子体具有电子温度高 (10—10 0eV)、等离子体密度高 (10 1 4— 10 1 6 cm- 3)、定向速度高 (～ 10 7cm s)、功率大 (10 4 W cm2 )等特点 .在制备薄膜时具有沉积速率高 ,薄膜与基底粘结力强 ,并兼有激光表面处理、电子束处理、冲击波轰击、离子注入、溅射、化学气相沉积等综合性特点 ,可以在室温下合成亚稳态相和其他化合物材料 .在此基础上 ,系统地进行了脉冲等离子体薄膜制备和材料表面改性及其机理的研究 .在室温下的不同材料衬底上成功地沉积了性能良好的较大颗粒立方氮化硼、碳氮化钛、氮化钛、类金刚石、氮化铝等薄膜材料 .沉积薄膜和基底之间存在一个很宽的过渡层 ,因此导致薄膜与基底有很强的粘结力 .

高能量密度脉冲等离子体同轴枪制备Ti(C,N)薄膜研究

用高能量密度脉冲等离子体同轴枪分别在硬质合金和氮化硅陶瓷刀具基体上沉积了Ti(C,N)薄膜,研究了各种因素对薄膜相转化的影响,通过XRD分析,最后得到合适的Ti(C,N)薄膜沉积工艺条件是:枪压3.5kV,同轴枪与试样间距30～40mm,氮气进气压力0.2MPa,电磁阀电压1.5kV,脉冲等离子轰击次数5次以上。

高能量密度脉冲等离子体制备高硬耐磨TiN涂层

用高能量密度脉冲等离子体于室温下在硬质合金刀具上成功淀积了高硬耐磨TiN涂层。实验结果表明,涂层与基体有强的结合力,纳米划痕实验临界载荷达90mN以上;TiN涂层具有很高的硬度和Young's模量,分别达27和450 GPa以上。涂层刀具切削实验表明,刀具可用于硬度高达HRC58—62的CrWMn钢切削,且磨损量较低,寿命长。

基于PbS量子点的可调谐高能量锁模光纤激光器

基于低维纳米材料的飞秒光纤激光器在光学开关、光纤传感和光通信领域中发挥着重要的作用。然而,低损伤阈值限制了其在高能量激光领域的实际应用。为了解决这一问题,实验中基于PbS量子点饱和吸收体,在近零色散区研究掺铒光纤激光器的飞秒脉冲输出特性,脉冲中心波长为1568.6 nm,光谱的3 dB带宽为11.4 nm,脉冲半高全宽为361 fs。利用多模光纤中的非线性多模干涉效应实现带宽可调的光谱滤波效应,调节偏振相关“基模”引起的群时间延迟量调控腔内总色散量,升高泵浦驱动电流达到饱和吸收体的反饱和吸收特性区域,实现从展宽脉冲到高能量耗散孤子共振脉冲的切换。由于局部的非同步色散波与孤子之间的相消干涉效应,导致耗散孤子共振脉冲光谱出现了dip型边带和Kelly边带不对称地分布在光谱两边的现象。通过调谐腔内脉冲的偏振状态和泵浦功率,高能量脉冲的半高全宽可以在7.7~23 ns之间调谐。当泵浦驱动电流达到800 mA时,腔内激光脉冲能量为34.8 nJ,其损伤阈值大于60 mJ/cm^(2)。该工作为实现高效、高能量飞秒光纤激光提供了新的解决方案。

高能量密度脉冲等离子枪在硬质合金刀具上沉积高硬耐磨涂层研究

用高能量密度脉冲等离子体枪,于室温下在硬质合金刀具基体上分别成功沉积了硬度高、耐磨损、膜基结合力强的TiN、TiCN和TiAlN薄膜。在优化的工艺条件下,所得TiN、TiCN、TiAlN薄膜纳米硬度分别可达27 GPa、50 GPa和 38 GPa;杨氏模量分别可达 450 GPa、550 GPa、650 GPa。纳米划痕实验临界载荷分别达 90 mN、110 mN和100 mN以上。切削实验表明,涂层刀具可用于高速切削,刀具后面磨损明显减小。刀具力学性能的改善归因于更优异力学性能涂层的沉积、良好的膜基结合力以及徐层特殊的显微结构。

单用高能量超脉冲CO2激光和CO2激光联合外用药物治疗寻常疣和跖疣的疗效观察

目的探讨单用高能量超脉冲CO2激光与CO2激光联合外用药物在寻常疣或趾疣中治疗效果差异。方法：选取我院收治112例寻常疣和趾疣患者随机分为研究组和对照组，分别采用高能量超脉冲coz激光联合外用药物、单用高能量脉冲CO2激光治疗，比较2组患者疗效及不良反应。结果：研究组患者治疗总有效率高于对照组[98．21％vs．87．50％，P〈0．05]。研究组患儿治疗不良反应发生率低于对照组（26．79％V8．44．64％，P〈0．05）。结论：单用高能量超脉冲CO2激光联合外用药物治疗寻常疣和趾疣效果较单纯采用CO2激光治疗效果更为显著。

高能量密度脉冲等离子体制备的氮化钛刀具涂层的微观结构与力学性能

室温下用高能量密度脉冲等离子体在硬质合金刀具上成功淀积了硬度高、耐磨损、膜基结合良好的氮化钛涂层.俄歇分析表明,薄膜与基体间界面大于250nm;涂层与基体的结合良好,纳米划痕实验临界载荷达90mN以上.纳米压痕实验表明,氮化钛涂层具有很高的硬度和杨氏模量,分别达27GPa和450 GPa以上.涂层刀具切削实验表明,刀具可用于HRC高达58～62的CrWMn钢切削,且磨损量较低,寿命长.微观结构分析表明,高能量密度等离子的注入效应、晶粒细化效应等对薄膜硬度、杨氏模量、膜基结合力和抗磨损性能等物理性能的改善起主导作用.

多孔脆性材料对高能量密度脉冲的吸收和抵抗能力

作用在脆性结构材料表面的高能量密度脉冲会以冲击波的形式传播进入材料内部,导致压缩破坏和功能失效.通过设计并引入微孔洞,显著增强了脆性材料冲击下的塑性变形能力,从而使脆性结构材料可以有效地吸收耗散冲击波能量,并抑制冲击诱导裂纹的扩展贯通.建立格点-弹簧模型并用于模拟研究致密和多孔脆性材料在高能量密度脉冲加载下的冲击塑性机理、能量吸收耗散过程和裂纹扩展过程.冲击波压缩下孔洞塌缩,导致体积收缩变形和滑移以及转动变形,使得多孔脆性材料表现出显著的冲击塑性.对致密样品、气孔率5%和10%的多孔样品吸能能力的计算表明,多孔脆性材料吸收耗散高能量密度脉冲的能力远优于致密脆性材料.在短脉冲加载下,相较于遭受整体破坏的致密脆性材料,多孔脆性材料以增加局部区域的损伤程度为代价,阻止了严重的冲击破坏扩展贯通整个样品,避免了材料的整体功能失效.

皮秒脉冲隐形切割碳化硅晶圆实验研究

为了实现高速度切割碳化硅(SiC)晶圆,采用自行研制的高能量皮秒脉冲光纤激光器进行了隐形切割实验。依据切片的截面形貌、表面热损伤区和边缘直线度,分析了皮秒激光器的切割结果,并探究了单脉冲能量和扫描速度对切片质量的影响。结果表明,当使用中心波长为1030 nm、重复频率为100 kHz、单脉冲能量为20μJ、脉冲宽度约为100 ps的皮秒脉冲隐形切割360μm厚度的SiC晶圆时,切片的质量能够满足实际应用要求,且激光的扫描速度可达400 mm/s,相应的切割速度为44.44 mm/s,高于其他相关报道。