Er掺杂PbF_(2)晶体的局域团簇结构与光谱性能研究

本文采用Bridgman法成功生长了一系列Er∶PbF_(2)晶体。利用基于密度泛函理论的第一性原理计算详细研究了Er^(3+)在PbF_(2)晶体中的团簇效应。首次获得了Er∶PbF_(2)晶体的上转换发光特性(发光强度、颜色变化)与团簇结构之间的关系。研究发现,随着Er^(3+)浓度增加,团簇从单聚体向高阶构型演化,Er^(3+)离子之间的距离先减小后增大,这使得上转换发光中的红色发射强度先增大后减小,红绿发光比也在Er^(3+)浓度高于6.5%(摩尔分数)后逐渐减小,即发光颜色可以从红色调整为黄绿色。该研究证明了稀土离子团簇的结构演化可以调控Er∶PbF_(2)的光谱特性,为多色发光材料的设计提供一种新方法。

ER50-6焊丝激光焊接Q345B/304异种钢接头组织与性能

目的研究异种钢激光填丝焊接工艺对焊接组织与性能的影响规律,以降低Q345B/304异种钢激光焊接的成本,扩大异种钢激光焊接的应用范围,使其能够满足使用要求,实现Q345B/304异种钢激光焊接低成本的产业化应用。方法采用便宜的ER50-6碳钢焊丝代替价格高昂的ER308L不锈钢焊丝以及不锈钢药芯焊丝对Q345B/304异种钢进行激光焊接,主要采用填丝ER50-6焊丝对5 mm厚的Q345B/304异种钢板进行激光焊接,再结合焊缝区、熔合区及热影响区的纳观-微观-宏观多尺度表征和测试结果,研究不同工艺参数下焊接接头的组织与结构,同时结合焊接工艺参数和多尺度的表征结果,研究焊接接头硬度、焊缝中元素分布、物相特征、力学性能的变化规律。结果当激光功率为4.5 kW、焊接速度为6 mm/s、焊丝直径为1.2 mm、装配间隙为1 mm、送丝速度为2.5 m/min时,焊缝成形最好,且在焊缝中没有出现大量的M_(23)C_(6)和σ等有害相,焊接接头的力学性能等也完全满足使用要求。结论采用ER50-6焊丝对Q345B/304异种钢进行激光焊接,能够得到完全符合质量要求的焊接接头,且降低了焊接成本。

Er:YAG激光和传统车针去龋后牙本质粘接强度的比较

目的:比较使用不同模式Er:YAG激光以及传统车针去龋后牙本质与复合树脂的粘接强度。方法:选用人类离体磨牙模拟龋坏,分别采用Er:YAG激光中短脉冲(medium short pulse,MSP)模式、Er:YAG激光超短脉冲(super short pulse,SSP)模式和传统车针去除模拟的龋坏后,采用自酸蚀粘接剂将牙体标本与复合树脂粘接制成试件。使用万能试验机对试件进行拉伸试验,测得断裂负荷和粘接强度,并采用单因素方差分析和Tukey多重比较进行统计学分析。采用扫描电子显微镜观察3种不同去龋方式处理后的牙本质表面形态,以及涂布自酸蚀粘接剂并固化后试件的横截面形态。结果:使用Er:YAG激光MSP模式处理后牙本质与复合树脂的粘接强度最高,SSP模式处理后次之,传统车针处理后最低,但差异无统计学意义(P>0.05)。扫描电子显微镜图像显示,Er:YAG激光MSP模式处理后的牙本质表面较平坦,牙本质小管内几乎没有残屑;Er:YAG激光SSP模式处理后的牙本质表面呈现鳞片状,牙本质小管内可见少量碎屑;而传统车针处理后牙本质小管大部分处于被表面牙本质部分甚至完全遮盖的状态,牙本质小管内充满残屑。结论:使用Er:YAG激光去龋相比传统车针去龋可以获得较好的牙本质粘接强度,且对牙本质小管的处理深度和洁净度明显优于传统车针去龋,其中MSP模式更佳。

Nd:YAG激光和Er:YAG激光治疗牙本质敏感的临床对比研究

目的探讨Nd:YAG激光和Er:YAG激光治疗牙本质敏感(Dentin Hypersensitivity,DH)的效果。方法收治佛山市第一人民医院2021年3月至2022年12月期间就诊的牙本质敏感93例患者共259颗牙,患者均在受到冷、酸、甜及刷牙等刺激后存在酸痛感,诊断为DH。随机分为3组,分别给予常规脱敏剂治疗组(31例患者,86颗患牙)、Nd:YAG激光治疗组(31例患者,90颗患牙)、Er:YAG激光治疗组(31例患者,83颗患牙)3种方法,其中激光组尝试改变激光照射参数及时间,寻求最好的治疗参数。对比3种脱敏方法的即刻效果、1周效果、1个月效果及3个月效果。结果治疗前3组对冷空气及机械刺激反应的VAS评分无明显差异(P>0.05);治疗后各个时间段Nd:YAG激光组和Er:YAG激光组对冷空气刺激反应均明显轻于对照组(P<0.05)。治疗后各个时间段Nd:YAG激光组和Er:YAG激光组对机械刺激反应均明显轻于对照组(P<0.05)。3组经治疗后均获得一定疗效,Nd:YAG激光组和Er:YAG激光组的效果好于常规组,但差异无统计学意义(P>0.05)。结论Nd:YAG激光、Er:YAG激光治疗DH与常规脱敏方法相比,明显降低患者的冷空气和机械刺激反应,在一定程度上提升了治疗效果。

高速拉拔ER70S-6焊丝钢生产工艺优化

通过总结分析ER70S-6焊丝钢存在的质量问题,提出了有针对性的优化改进措施,重点对ER70S-6焊丝钢的化学成分范围、气体氮含量、尺寸精度、显微组织等关键指标严格控制,攻关后C、Si、Mn、N含量内控达标率提高,尺寸偏差C级精度得到改善,而且消除了混晶异常组织。用户拉拔使用结果表明,优化后的焊丝钢质量得到进一步的提高,可满足用户拉拔速度28 m/s以上高速拉拔的要求。

2.79μm高速转镜调Q Er,Cr:YSGG纳秒窄脉冲激光器

转镜调Q无插入损耗,是获得窄脉冲、高峰值功率输出激光的直接方式。纳秒脉冲需要使用高速转镜调Q,并精准控制电机转速与氙灯放电延时,以使激光介质上能级粒子数反转最大,获得最大激光能量输出。本文设计了以Arduino mega 2560单片机为核心的高速转镜调Q控制系统,通过精确单片机解析串口屏指令控制激光电源的充放电和高速电机启停,同时通过对转镜脉冲信号整合降频控制氙灯放电时刻,实现对延迟时间的精准控制,实现了灯泵Er,Cr:YSGG激光纳秒窄脉冲调Q输出。在5 Hz重复频率下,转镜转速为650 r/s时,获得的最高单脉冲激光能量为45.7 mJ、脉冲宽度为86.2 ns,相应的峰值功率为530.2 kW。

基于石墨烯可饱和吸收体的Er∶YAG被动调Q激光器

本文研究了一种采用氙灯侧泵方式,并基于石墨烯可饱和吸收体的Er∶YAG被动调Q激光器。首先成功将石墨烯转移至Al 2 O 3衬底制备得到石墨烯可饱和吸收体,并对其进行了形貌、结构及化学状态等性能表征。此外,对基于石墨烯可饱和吸收体的Er∶YAG被动调Q激光特性进行了研究,结果表明单脉冲能量从0.4 mJ增加至7 mJ,输出激光单脉冲宽度从761.2 ns下降至510 ns,最大峰值功率为13.7 kW。激光中心波长位于2935和2945 nm,且主波长在2935 nm处对应的半峰全宽(FWHM)为1.535 nm。沿x和y方向的光束质量因子分别为4.45和5.76。实验结果表明,该研究为推进更低成本、谐振腔设计简单且紧凑的2.94μm波段Er∶YAG激光器的发展提供了有效的参考依据。

基于ERS信号蛋白异常表达探讨清肝降浊方治疗NAFLD的机制研究

目的通过试验研究探讨清肝降浊方基于ERS信号蛋白异常表达治疗非酒精性脂肪肝病的作用机制。方法采用高脂饮食饲喂的方法,诱导建立非酒精性脂肪肝病大鼠动物模型。给药8周后,进行肝功能指标AST、ALT、AKP检测、血清中TC、TG、NEFA及肝组织匀浆中TC、TG检测、肝组织匀浆中SOD、MDA检测,检测信号通路相关蛋白ATF4、eIF2a、CHOP的表达水平。结果清肝降浊方865.1 mg/kg、432.6 mg/kg和216.3 mg/kg给药组动物血清AST、ALT、AKP活性及肝组织中ATF4、CHOP表达量、TG含量均明显的低于模型组,而肝组织中SOD活性显著高于模型组(P<0.01或P<0.05);865.1 mg/kg和432.6 mg/kg 2个给药组动物血清TC、TG、NEFA含量及肝组织中TC、TG、MDA含量、eIF2a表达量均低于模型组(P<0.01或P<0.05)。结论清肝降浊方治疗NAFLD作用机制可能是通过调节ERS信号蛋白异常表达,从而达到防治非酒精性脂肪肝病。

Er∶YAG激光SWEEPS双脉冲模式激活荡洗在自由水域中的气泡动力学观测

目的:探究Er∶YAG激光光子增强的光声流(SWEEPS)技术在不同脉冲间隔参数条件下的蒸汽气泡动力学效应。方法:Er∶YAG激光手具连接工作尖放置于自由水域模型中,设置SWEEPS模式,150~600μs脉冲间隔激活。高速摄像机(200 000 Hz)摄录Er∶YAG激光激活荡洗引起空穴效应的过程,matlab逐帧分析蒸汽气泡间的相互作用关系,及蒸汽气泡消失时刻气泡残余与激光工作尖之间的距离。实验数据经SPSS 19.0统计软件进行统计分析。结果:在自由水域中,Er∶YAG激光SWEEPS模式下,脉冲间隔设置的改变会引起两次脉冲激发的蒸汽气泡形成不同的相互作用关系,包括双气泡融合、双气泡撞击及双气泡脱离。其中,脉冲间隔设置为360~440μs时,双气泡撞击现象会使蒸汽气泡消失时气泡残余与激光工作尖之间达到最远距离。结论:在自由水域中,Er∶YAG激光双脉冲SWEEPS模式在不同的脉冲间隔设置下引起双气泡间形成不同的作用关系,该现象可能可以增强Er∶YAG激光空穴效应,强化激光激活荡洗的临床应用效果。

热键合、凹端面及晶体棒直径对Er∶YSGG中红外激光性能的影响

对热键合、凹端面及不同直径Er∶YSGG晶体棒的中红外激光性能进行了系统对比研究。晶体经高温退火、定向切割、端面精密抛光后,测量得到其平面度和表面粗糙度分别小于0.1λ@633 nm和0.5 nm。通过精密加工实现了YSGG与Er∶YSGG室温光胶,然后进行了高温热键合,透过谱表明键合界面基本无损耗,达到了一体化。热焦距结果表明,热键合、凹端面能够有效改善和补偿高功率泵浦条件下晶体的热透镜效应,有利于提高晶体的激光性能。对比未键合、热键合及凹面热键合Er∶YSGG晶体在968 nm LD侧面泵浦条件下的激光性能发现,低频150 Hz以下,键合与凹面并未表现出优势,三种棒的最大输出功率和斜效率分别均在24 W和28%附近;但随重频增加,热效应逐渐加重,键合晶体良好散热能力和凹面热补偿效应使激光性能得到提高。在重频300 Hz下,未键合、热键合及凹面热键合三种棒的最大输出功率分别为15.54,17.85和18.33 W、斜效率分别为16.6%,18.3%和18.4%;重频600 Hz条件下,三种棒的最大输出功率分别为9.4,13.32和13.18 W、斜效率分别为6.7%,8.6%和9%。此外,对比研究了不同直径Er∶YSGG晶体的激光性能,在低于100 Hz的低频下,三种晶体的激光性能接近。但相比于3和4 mm键合凹面棒,直径2 mm棒有大的比表面积,拥有更好的热管理能力,使其在高重频条件下具有更好的激光性能。如在150 Hz条件下,2 mm凹面键合Er∶YSGG晶体棒获得了功率23.82 W、斜效率27.7%的中红外激光输出,大大高于直径3和4 mm棒的18 W和23%。在600 Hz,直径2 mm键合凹面棒中实现了功率13.18 W,斜效率9%的激光输出,相比于直径3和4 mm键合凹面棒的9 W,7%具有较大的改善。测量得到2 mm凹面键合Er∶YSGG晶体棒在150 Hz,200μs条件下的光束质量因子M_(x)^(2)/M_(y)^(2)=6.28/6.30,表明该激光具有良好的光束质量。综上,选择合适晶体棒直径,并将键合与凹面相结合是实现高性能2.79μm激光的有效方法。

准连续c切Er,Yb:YAl_(3)(BO_(3))_(4)激光器的偏振操控

通过构建谐振腔模型,分析了各向同性固体激光器中两个本征模式相干叠加后的光斑奇异特征。并且实验验证了在不使用任何特定的腔内光学偏振选择元件的情况下,在二极管泵浦的准连续c切Er,Yb:YAl_(3)(BO_(3))_(4)激光器中可以有效操控1.6μm输出激光的偏振态。实现了从部分偏振态转化成稳定的线偏振态,其线偏振方向为可切换的正交特殊情况,均具有21 dB的偏振消光比。同时通过光斑对比,验证了激光器的线偏振输出来源于两个正交本征模式的相干叠加。文中为c切Er,Yb:YAl_(3)(BO_(3))_(4)激光器线偏振光的直接输出与偏振态的调控提供了可靠的方案。

Er_(2)SiO_(5)纳米粉体的并流共沉淀法合成

以Er_(2)O_(3)和正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用并流共沉淀法合成了纳米Er_(2)SiO_(5)粉体。研究了前驱体Si/Er摩尔比、煅烧温度以及反应体系pH值对Er_(2)SiO_(5)物相组成和显微结构的影响,并探讨了Er_(2)SiO_(5)粉体的合成机理。结果表明:前驱体Er/Si摩尔比为20∶12,煅烧温度为1300℃时,Er_(2)SiO_(5)粉体由X2-Er_(2)SiO_(5)纯相组成,具有近球形形貌特征。低Er/Si摩尔比可降低Er_(2)SiO_(5)的结晶温度并促进X2-Er_(2)SiO_(5)的生成,反应体系pH值的升高则对[Si—O—Er]结构的生成具有一定的促进作用。Er_(2)SiO_(5)前驱体是以[Si—O—Er]网络结构形式存在的,煅烧过程中通过分解和结构重组逐步生成Er_(2)SiO_(5),Er_(2)O_(3)杂质相的生成是高Er/Si摩尔比前驱体[Si—O—Er]网络结构中的Er^(3+)在Er_(2)SiO_(5)结晶过程中的析出造成的。

2.94μm LiNbO_(3)声光调Q Er:YAG激光输出脉冲特性

2.94μm纳秒铒激光是宽调谐中红外激光和临床医疗研究中重要的固体激光源.本文研制了新型LiNbO_(3)声光调Q Er:YAG激光器,研究了20 Hz重复频率下不同调Q延迟时间和耦合腔镜反射率对激光输出脉冲特性的影响规律.根据测量激光器的热透镜焦距设计了凹凸谐振腔补偿热透镜效应,获得了激光单脉冲能量为34.68 mJ、脉冲宽度为119.9 ns的调Q输出,相应的峰值功率为289.24 kW,与平平腔相比输出能量提高了2.09倍.据我们所知,这是目前声光调Q Er:YAG激光器中获得的最高能量,可为进一步研究宽调谐中红外激光技术提供新的手段.

车轮钢ER8在中性NaCl溶液中的电化学腐蚀行为

为研究ER8车轮钢在沿海中性氯盐环境下的腐蚀行为,通过电化学测试、腐蚀失重试验,结合扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)技术对ER8车轮钢在3种不同浓度中性NaCl溶液中的电化学腐蚀行为进行分析。极化曲线结果表明浸泡初期5.0%NaCl浓度下自腐蚀电流密度(Jcorr)最大,576 h后Jcorr在2.0%、3.5%NaCl浓度下均持续增大,腐蚀速率在2160 h时均大于0.12 mm/a。SEM结果显示腐蚀产物形貌主要为片状与团簇状结构,初期腐蚀产物形貌具有较多孔隙,难以阻碍Cl-与基体发生反应,2160 h时腐蚀产物结构更为均匀致密。XRD结果表明腐蚀产物主要由γ-FeOOH、α-FeOOH与Fe3O4组成。

Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体的光谱分析及中红外发射增强

采用非化学计量配比的提拉法成功生长出Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体、Er^(3+)/Yb^(3+):SrLaGaO_(4)和Er^(3+):SrLaGaO_(4)晶体并进行了详细的光谱分析,同时对纯的SrLaGaO_(4)晶体进行了热学性能分析。与Er^(3+):SrLaGaO_(4)晶体相比,Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体不仅展示了更好的吸收特性,而且还表现出较弱的近红外发射,以及优异的中红外发射;Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体中2.7μm铒激光下能级4I13/2的荧光寿命显著减少,而上能级4I11/2的寿命略微下降,成功抑制了自终止效应。此外,本工作还研究了Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体中Yb^(3+)的敏化作用和Pr^(3+)离子的去激活作用以及能量传递机制。总之,引入Yb^(3+)和Pr^(3+)有利于在Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体中实现增强的2.7μm发射,这使其成为中红外激光有前途的候选材料。

固溶-时效过程中微量Er和Zr添加对6082铝合金力学性能的影响

微量Er和Zr添加是提升6系铝合金力学性能的有效途径,然而微量Er和Zr添加后固溶时效工艺对力学性能的影响机制研究仍不充分。本文研究通过硬度和拉伸性能测试等方法,综合分析固溶-时效过程中添加微量Er和Zr(0、0.1Er+0.1Zr(%)和0.2Er+0.2Zr(%))对6082铝合金力学性能的影响。结果表明,添加Er和Zr对不同固溶温度(530、540、550、560℃)下6082铝合金硬度变化趋势影响较小,较优固溶工艺为540℃×0.5 h。在170℃时效过程中(0~12 h),添加Er和Zr后的Er+Zr/6082铝合金布氏硬度均在8 h时达到峰值,相比于6082铝合金峰时效时间提前2 h。Er和Zr添加降低Mg2Si相的热力学形核能,加快了时效期间Mg2Si相生长和演变过程。

Nd∶YAG和Er∶YAG激光联合辅助治疗伴2型糖尿病的慢性牙周炎的临床疗效分析

纳入合并2型糖尿病的慢性牙周炎患者30例,采用分口设计法,将同患者左侧牙列设为试验组,行牙周基础治疗,以及Nd∶YAG和Er∶YAG激光联合辅助治疗,右侧牙列设为对照组,仅行牙周基础治疗。治疗前后检测牙周及CBCT影像指标,并行组间比较。治疗前2组全部指标无统计学差异(P>0.05)。治疗后3个月,试验组的出血指数(BI)和探诊深度(PD)明显低于对照组(P<0.05);治疗后6个月,试验组的BI、PD以及附着丧失(AL)明显低于对照组,牙槽骨内剩余牙根表面积和牙根体积明显高于对照组(P<0.05)。Nd∶YAG和Er∶YAG激光联合辅助下的牙周基础治疗较单纯牙周基础治疗对伴2型糖尿病的慢性牙周炎疗效更为显著。

基于稀土掺杂上转换纳米材料NaYF_(4):Yb,Er@TGA直接对金属离子进行定量分析的方法探究

目的:基于荧光猝灭或增强机制,构建稀土掺杂上转换纳米材料NaYF_(4):Yb,Er@TGA直接对金属离子进行定量分析的方法,实现对金属离子快速、准确、灵敏检测。方法:通过溶剂热法制备出性能优良的稀土掺杂上转换纳米材料NaYF_(4):Yb,Er@TGA,并对其进行表征;通过测量14种常见的金属离子对NaYF_(4):Yb,Er@TGA荧光强度的影响,筛选能够引起NaYF_(4):Yb,Er@TGA荧光强度增强或下降,且与金属离子浓度呈线性关系的金属离子类型,进而建立检测新方法。结果:金属离子Mg^(2+)、Fe^(3+)分别在浓度范围为0~7.00μg/mL、0~6.00μg/mL与NaYF_(4):Yb,Er@TGA的荧光强度呈现良好的线性关系,其标准曲线方程的线性系数分别为0.9924、0.9982,检出限分别为1.79μg/mL、1.30μg/mL,加标回收率分别为95.5%~98.8%、92.5%~97.8%,方法相对标准偏差分别为4.05%、8.18%。结论:该方法检测限低、准确度较高、精密度较好,有望用于实际样品中Mg^(2+)、Fe^(3+)定量分析。

Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)磁性吸附剂的制备及其对Er(Ⅲ)和Ho(Ⅲ)的吸附性能

稀土资源的开采伴随着稀土离子排放,对水资源造成了严重污染。吸附法是处理水相稀土离子污染的一种高效技术,磁性吸附剂能够加速固液分离,具有较大的研究价值。本研究以FeCl_(3)·6H_(2)O、甘醇、醋酸钠、聚乙二醇(PEG2000)等为原料,采用溶剂热法在200℃的条件下制备粒径约为230 nm的Fe_(3)O_(4)磁性纳米颗粒,将其加入正硅酸乙酯中,利用氨水水解聚合,即可形成粒径约为300 nm的Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)磁性吸附剂材料。此复合材料为核壳结构,包含Fe_(3)O_(4)和SiO_(2)两种晶型结构。SiO_(2)的包覆未对Fe_(3)O_(4)物相结构产生较大影响,在包覆的同时能够显现出一定的磁性性能。此复合材料对Er(Ⅲ)和Ho(Ⅲ)的最大吸附容量分别达到10.03 mg/g和5.25 mg/g。

Mg-Zn-Sn-Er合金时效析出机制的研究

改善镁合金的抗高温性能,增强镁合金的热稳定性一直是镁合金研究中的一个重要领域。本文研究了Mg-5Zn-3Sn-xEr(x=0、0.5、1、2)合金通过335℃保温24h,440℃保温24h,480℃保温18h的三级固溶后150℃中时效的析出机制。发现Mg-Zn-Sn-Er合金中铸态下凝固的相全部固溶于基体中。时效后,MgZn2的沉淀相以'β1平行于α-Mg基体的[0001]方向析出和'β2在(0001)生成。Mg_(2) Sn一般垂直于较长MgZn2针,呈现短条状,易于在MgZn2针的端部生长。MgSnEr以MgZn2作为形核质点进行异质形核。