初始镀铬层微裂纹形貌的基体化学腐蚀法研究

通过基体化学腐蚀法去掉钢基体,利用高分辨扫描电镜(HRSEM)就钢基体激光离散淬火对初始镀铬层界面微裂纹形貌影响进行研究。结果表明:激光处理的裂纹宽度近似是原始基体的一半;在离散处理的钢基体上镀铬可以在原始基体上形成一条与激光扫描方向相一致的宽裂纹。

酸性镀铜研究进展

将至今所使用的酸性镀铜添加剂分成六类进行了归纳叙述;简述近年来的各种物理因素例如脉冲技术、超声波技术、激光技术等在酸性镀铜中的应用现状及其对镀层质量的影响;总结应用阴极极化曲线、交流阻抗、微分电容等测试方法研究添加剂电化学行为和用扫描电镜、X-射线衍射、原子力显微镜等研究镀层结构来探讨酸性镀铜的沉积机理的一般方法。

10kW级光纤激光厚板焊接表面塌陷的试验研究

针对12mm厚的SUS 304不锈钢板的大功率光纤激光焊接过程中,焊缝表面容易出现塌陷的问题,利用高速相机及"三明治"焊接方法拍摄了熔池的流动状况。讨论了焊接位置和焊接速度以及底部驼峰的形成对表面塌陷的影响,研究了塌陷产生的原因。结果表明:从水平焊接位置到竖直焊接位置的过程中,表面塌陷平均深度逐步减小。焊接速度越小,小孔前沿孔壁上"凸台"越大,表面塌陷越严重。底部驼峰的形成,导致熔池熔融金属不足,形成表面塌陷。

中厚钢板小圆孔的高功率CO_2激光切割工艺研究

为解决高功率CO2激光切割广泛用于面板、模板制作的中厚钢板小圆孔时存在的切割质量差的问题,采用Rofin DC025板条CO2激光切割系统,对6mm厚的A3钢板进行了5mm小孔的激光切割工艺研究。系统研究了激光功率、切割速度和氧气压力对切割质量的影响,分析了切割前沿温度分布对切割质量的决定作用。结果表明,当激光功率为1KW、切割速度为1.0m/min、氧气压力为1.2×105Pa时可获得最佳切割效果,解决了中厚钢板小圆孔的高功率CO2激光切割时存在的切割质量差的问题。

不同脉宽纳秒激光致铝材损伤特性与打孔机理

为了获得纳秒激光脉宽对铝材的损伤特性,给纳秒激光金属加工的脉宽选择提供依据,采用面积推算法,利用光学显微镜、扫描电镜、表面轮廓仪等仪器,测试了37种脉宽纳秒激光(脉宽10ns^520ns,波长1064nm)对铝材的损伤阈值。研究了脉宽不变时激光脉冲数目对铝板的损伤规律,揭示了不同脉宽纳秒激光对铝板打孔的作用机理。结果表明,单脉冲损伤阈值与纳秒激光脉宽的平方根成线性关系。当脉冲个数增加时,材料的损蚀阈值呈现下降趋势;铝板打孔时,纳秒激光的脉宽越窄,对铝的损伤阈值越低;打孔过程中蒸发过程占主导,孔内壁烧蚀熔融物越少,孔圆度越好,孔口喷溅物越少,打孔质量越高。该结果可为纳秒激光金属加工的脉宽选择提供参考。

激光电镀和激光刻蚀

对液相中的激光表面处理－ 激光电镀和激光刻蚀进行综述，阐述了有关原理和应用。

金属板料的激光喷丸变形理论

基于激光喷丸机理,提出了板料激光喷丸变形的小挠度纯弯曲变形理论.以外弯矩替代激光喷丸后的残余应力层,把激光喷丸板料变形过程等价为平板的纯弯曲问题,推导出激光喷丸后板料的变形曲率估算式,建立了板料变形曲率半径与残余应力层深度、残余应力的大小及分布和材料性能之间的关系模型.在此基础上对激光喷丸板料成典型的"∧"形过程进行了理论分析和实验研究,取得了一致的结果.

真空平板玻璃激光封接气孔控制研究

为了探究激光焊接真空平板玻璃封接层气孔的产生机理,利用扫描电镜、自带能谱仪、X射线衍射仪和金相显微镜等手段,进行了真空平板玻璃激光侧边封接试验,研究了激光功率和焊接速率对封接层气孔的影响,分析气孔产生的原因。结果表明,真空平板玻璃封接层出现了数量较多、大小不一、相互不连通的孤立气孔,位于颗粒的交界处,主要是由焊料颗粒间的残余空气引起的;在焊接速率为2mm/s和离焦量为-2mm的条件下,过低或过高的激光功率都不利于减少封接层的气孔缺陷,激光功率为80W(能量密度为80J/mm2)时,封接层组织形貌好,封接层封接质量佳;在激光功率为80W和离焦量为-2mm的条件下,较低的焊接速率将有利于减少封接层的气孔缺陷,焊接速率为1mm/s(能量密度为160J/mm2)时,封接层组织形貌好,封接层封接质量佳。此研究可为真空平板玻璃的激光封接制造提供理论依据。

波片位相延迟测量的双λ/4波片法

在对波片延迟量的测量中常因光源起伏影响测量精度,出现较大的测量误差,为了避开光源强度起伏的影响,提高系统的测量精度,减小测量误差,用两个标准λ/4波片与待测波片组合,使其满足一定条件等效为旋光器,搭建了一套测量系统,用角度测量替代对光强的直接测量。实验结果表明,该系统可有效避免光源强度起伏对测量结果的影响,测量精度可达0.5°。与传统测量方法相比,该测量系统具有构造简单,不受光源起伏影响,以及测量精度高等特点,是一种便捷有效的测量方法。

旋光法测量波片位相延迟量

在对波片延迟量的测量中常因光源起伏影响测量精度,出现较大的测量误差.为了避开光源强度起伏的影响,提高系统的测量精度,减小测量误差,作者用两个标准λ/4波片与待测波片组合,使其满足一定条件等效为旋光器,搭建了一套测量系统,用角度测量替代对光强的直接测量.实验表明,该系统可有效避免光源强度起伏对测量结果的影响,测量精度可达0.5°.与传统测量方法相比,该测量系统具有构造简单,不受光源起伏影响,以及测量精度高等特点,是一种便捷有效的测量方法.

激光淬火基体对镀铬层界面剪切强度的影响

为了揭示激光淬火预处理基体提高镀铬身管寿命的机理,采用多裂纹拉伸技术分别对激光淬火处理和激光未处理基体上的镀铬层界面剪切强度进行了测量,发现激光淬火基体可以提高镀铬层界面剪切强度77.7%,并从基体与铬层的界面材料结构和力学两个方面进行了分析。结果表明,激光预处理的界面是连续过渡的,而原始基体的界面存在一个过渡;激光淬火基体表面残余压应力的存在提高了铬层的断裂应力;基体表面硬度的提高减小了最大裂纹间距。

激光离散预处理镀铬身管的基体烧蚀行为研究

为了揭示激光离散预处理基体提高某种型号镀铬身管寿命的机理,采用实验方法,对激光离散处理和未处理的寿终镀铬身管基体烧蚀行为进行了定量对比分析,发现经激光离散处理的没有明显烧蚀沟,并且其基体的烧蚀量比激光未处理的降低了10%。结果表明,降低的原因是受激光处理控制的间距较大的铬层主裂纹扩展到了烧蚀层,增加了影响烧蚀层剥落的主裂纹间距,延缓了烧蚀层的剥落时间。这一结果对进一步分析激光离散预处理基体提高镀铬身管寿命是有帮助的。

激光淬火基体对铬层生长影响的电镀机理研究

采用实验和理论相结合的方法研究激光淬火基体对铬层生长的影响,并分析了其电镀机理。结果表明,激光淬火预处理基体改变铬层生长方式的电镀机理是激光淬火预处理基体所得到的较小粗糙度可以提高过电位,过电位的提高将原始基体的铬层层状生长转变为了外向生长。

激光淬火基体对铬层表面形貌的影响

为了揭示激光淬火基体对电镀铬层表面形貌的影响,采用激光离散淬火基体的方法对镀铬层表面形貌进行了研究。铬层表面形成了与离散基体对应的、密实球状组织条带和疏散球状组织条带离散相间的周期性形貌;密实球状组织条带对应着原始基体区,而疏散球状组织条带则对应着激光淬火区。借助于高分辨率扫描电镜,利用化学腐蚀基体和粒子束刻蚀法分别对铬层界面和厚度方向组织形貌的进行了实验分析。结果表明,铬层表面形成了与其对应的周期性形貌,其机理是铬层界面周期形貌和铬层不同的生长方式,将激光离散基体特征传递给了铬层表面。

激光预处理基体细化铬层晶粒的电镀机理研究

为了揭示激光淬火预处理钢基体细化镀铬层界面晶粒的电镀机理,采用理论和试验相结合的方法进行了理论分析和试验验证。用化学腐蚀法制备了铬层/激光离散预处理基体界面的两侧(铬层界面与基体界面),利用扫描电镜研究了铬层界面晶粒形貌,利用激光粗糙度仪测量了基体界面粗糙度;借助电镀理论构建了以过电位为中间变量的铬层界面晶粒尺寸和基体界面粗糙度关系分析模型;取得了粗糙度与晶粒尺寸呈正比的试验结果和粗糙度与晶粒尺寸呈正比的理论关系,得到了淬火预处理钢基体细化镀铬层界面晶粒的电镀机理。结果表明,激光淬火预处理钢基体得到的较小粗糙度可以提高过电位,过电位的提高减小了铬层界面晶粒尺寸。这一结果对进一步解释激光淬火预处理可以提高基体/铬层界面结合强度是有帮助的。

几种空间材料激光刻蚀的可行性研究

文章针对Kevlar/环氧蜂窝板热冲击试验中发现镀膜刻蚀栅条断裂的现象,提出改进蜂窝板表面状态的两种措施:(1)在Kevlar表面贴Tedlar薄膜;(2)在Kevlar表面贴胶膜。文章介绍了两种对激光吸收率不同的Tedlar膜和三种空间用胶膜材料在真空镀膜以后,用激光刻蚀后材料的微观表面状态、基体损伤等情况,最后得出这几种材料的激光刻蚀可行性结论。

阵列菲涅耳波带片波前探测性能研究

在高功率激光系统中,激光束小尺度畸变波前探测是实现激光束中频段波前补偿与控制的重要前提.采用阵列菲涅耳波带片作为激光束波前传感的子孔径分割器,研究其聚焦性能,讨论了波带片的结构如阵列数目和阵列尺寸对波前探测精度的影响。仿真结果表明,选取合适的波带片结构参数可以使小尺度畸变波前的重构误差小于十分之一个波长。为了检测阵列菲涅耳波带片作为波前传感器检测波前畸变的性能,实现小尺度波前畸变检测的目的,构建了激光波前畸变检测光路系统。实验结果表明了阵列菲涅耳波带片检测波前畸变的可行性和准确性。

低噪声671nm红光激光器

介绍了一种在腔内插入全波片实现671 nm激光低噪声稳定运转的方法。该方法利用全波片和Nd∶YVO4激光器的偏振特性构成双折射滤光片,使用I类临界相位匹配LBO作为倍频晶体,在注入泵浦功率2.7 W的情况下获得149 mW的671 nm低噪声红光输出,光-光转换率为5.6%。使用该方法研制的激光器结构简单、紧凑,适用于中低功率激光器。

激光回馈波片位相延迟测量的误差源及消除方法

激光回馈法是一种新型的波片位相延迟测量方法。将波片放置在激光器与回馈镜之间,可使激光回馈波形产生偏振90°旋转(即跳变)现象,而两偏振态所占的周期比(占空比)与波片的位相延迟相关。通过测量占空比即可由计算机自动给出波片位相延迟。采用双向扫描回馈镜,2次获得并测出占空比,这样可以很好地消除两偏振态损耗的波动造成的测量误差,提高了该方法长期测量的稳定性。测量的重复性达到0.5°。该方法结构简单,在线测量精度高,满足工业化生产的需要。

傅里叶λ/4波片双折射检测方法

为了对液晶光学相控阵的相位调制量进行高分辨率、高精度的自动化测量,采用了傅里叶λ/4波片法,在常规λ/4波片法的基础上,结合离散傅里叶变换算法完成数据处理过程,获得更高的测试精度,并且对测试环境的振动、噪声具备更好的抑制能力。实验中,利用微机控制步进电机、CCD等辅助设备,结合傅里叶λ/4波片法形成自动检测设备。结果表明,将标准λ/4波片作为测试样品,测试重复精度小于0.3°;将自行研制的液晶光学相控阵作为待测样品,获得了其近场的相位分布,可看到样品的相位周期性与电极间相位凹陷等情况。