激光诱导击穿光谱法分析表面氧化钢铁样品中的碳硅锰磷硫铬镍铜铝

利用激光诱导击穿光谱法对中低合金钢中的碳、硅、锰、磷、硫、铬、镍、铜、铝九种元素进行了定量分析。采用铁基体作参比、信号积分平均的数据处理方法,考察了样品台高度、激光聚焦位置、积分延迟时间、低压充氩等因素对激光光谱信号的影响。通过反复试验,确定了焦点位于样品表面之下4mm、氩气氛围为4 000Pa等最佳分析条件。在优化条件下,中低合金钢标准样品GSBH40068-93中9种元素线性相关系数均大于0.99。所建立的方法可应用于存在表面氧化钢铁样品的直接测定。实验表明,本法在不进行样品处理条件下测定值与火花光谱测量结果相吻合。

Cu合金在真空小间隙下的击穿表面特征

本文研究了真空Ｃｕ，ＣｕＣｒ３和ＣｕＣｒ５０合金在真空小间隙下的击穿强度和击穿后表面组织特征，认为个同成份的合金由于表面熔化层快速冷却时产生的不同表面组织形貌特征是影响其击穿强度的一个重要原因。

激光诱导击穿光谱诊断合金铸件表面/界面质量

熔模精密铸造技术广泛应用于高温合金叶片生产。高温合金单晶叶片铸件尺寸精度高,内部和表面不得有缺陷,但在浇铸时易受浇铸温度场、熔体流场及与模壳发生界面反应的影响而导致表面结瘤、凹陷、缩孔等缺陷。激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种非常有效的表面及界面分析技术,对于诊断分析铸件表面/界面质量具有明显的优势,对样品损伤小,可对不平整表面进行分析。研究优化了LIBS深度分析的条件,采用2mm孔径光阑分光,500mJ,1 064nm脉冲高斯激光在焦外激发单晶高温合金获得了良好的空间分辨力,降低了能量密度较低的二级以上衍射环能量辐射造成表层烧蚀引起的深度分析信号失真。体积烧蚀速率与激光输出能量线性正相关,与光阑直径正相关,与激发频率无关。采用LIBS技术对DD407高温合金单晶叶片表面和近表面进行了深度分析。发现SiO2-Al2O3莫来石结构的型壳在铸造过程中会引起DD407单晶叶片表面和近表面的Al,Ti,Ni,Cr,Co贫化,其中Al和Ti贫化显著且深度达50μm。铸件尖锐部位较厚大部位的合金元素贫化明显。叶片经过脱芯脱壳后表面沉积钙镁盐类、钠盐物质。通过沸水清洗和超声清洗后,钠盐完全去除,钙镁物质均大幅减少,仍有3～5μm厚。LIBS可方便的进行合金铸件表面和界面的成分分布分析,给出表面/界面质量的清晰判据,展现了较好的应用前景。

钨铜合金表面粗糙度对抗电弧烧蚀性能的影响

将纯W、纯Cu和W70Cu30合金分别进行机械磨光、电解抛光和机械抛光后获得3种不同的表面状态,在专有设备上模拟电触头材料的电弧烧蚀过程,通过扫描电子显微镜观察首击穿烧蚀形貌。结果表明：通过机械抛光获得的表面粗糙度最小,对于W70Cu30合金可达到0.044μm,电解抛光次之,机械磨光最大;随表面粗糙度降低,W70Cu30合金的击穿场强逐渐增大,烧蚀区域趋于规整化,烧蚀产物增加,烧蚀坑的分布更加集中,纯W、纯Cu也表现出相同的现象;在本实验条件下材料表面粗糙度在0.2-0.3μm时,其抗电弧烧蚀性能最好。