Al2(WO4)3的激光烧结合成及特性

采用激光烧结技术快速成功地将比例适当的Al2O3和WO3粉末合成了形貌良好且致密的Al2(WO4)3材料,并对该材料采用多种分析手段进行了分析。 拉曼光谱分析说明在合适工艺参数下激光烧结可避免原料挥发，使原料完全参与反应。X射线衍射(XRD)分析表明合成物主要是Al2(WO4)3，属空间群Pnca，具有正交结构，可能显示负热膨胀特性，另外还含有少量的AlxWO3(x≤1)和WO3-x(x<1)。扫描电镜(SEM)发现合成物晶粒呈球形、细小、排列致密、少有气孔、尺寸约在10 nm左右。能量散射光谱(EDS)分析显示合成物内部成分分布均匀。热分析则得出合成物中少许杂相为复杂非平衡相。     

激光烧结快速合成La2(MoO4)3材料

针对已有的固相合成法和湿化学法等合成方法中存在的工艺复杂、反应时间长、反应不充分等缺点,提出应用激光烧结快速合成技术制备质地致密、成型较好的La2(MoO4)3材料。对样品的拉曼光谱，X射线衍射,样品表面形貌和热膨胀性进行了分析和讨论。结果表明，制备的样品基本上是单一相的La2(MoO4)3，扫描电镜显示出样品表面多为细小晶粒的团聚体;能谱分析表明样品表面上各小晶粒的成分基本相同，说明得到的样品成分均匀;La2(MoO4)3在低温下是单斜结构，达到室温及以上时为正交结构，其极有可能是各向异性负热膨胀材料。     

激光合成Al2O3-WO3系陶瓷中钨掺杂α-Al2O3相的研究——I. 钨对α-Al2O3晶格的掺杂方式

通过X射线衍射及激光拉曼光谱分析,对激光合成Al2O3-WO3系陶瓷中钨掺杂α-Al2O3相进行了深入研究,得出钨对α-Al2O3的掺杂是以替位铝形式进行的结论。     

激光快速烧结合成HfW_2O_8及其特性的研究

采用激光烧结的方法快速合成HfW2O8陶瓷,X射线衍射(XRD)和拉曼光谱分析表明,合成物的主要成分是立方相的HfW2O8含有极少量的正交相,这是由于样品在凝固的过程中温度从熔池到周围环境迅速降低会产生较大的压应力,压应力约在0.6GPa左右。扫描电镜(SEM)观察表明,晶粒沿激光扫描的方向取向生长,形貌为柱状晶,排列错落有致,均匀致密,晶粒内少有气孔,尺寸在几10μm左右。     

(Bi,Pb)2Sr2CaCu2O8薄膜的激光感生电压效应

采用紫外脉冲激光沉积技术和高低温沉积工艺,在LaAlO3(100)平衬底及倾斜衬底上成功制备了c轴取向的(Bi,Pb)2Sr2CaCu2O8[(Bi,Pb)-2212]薄膜;研究了在倾斜LaAlO3(100)单晶衬底上生长的(Bi,Pb)-2212薄膜激光感生热电电压信号与沉积条件及入射激光能量的关系。为避免(Bi,Pb)-2212薄膜被激光剥蚀或蒸发,还初步研究了MgO保护层对(Bi,Pb)-2212薄膜激光感生电压信号的作用,结果表明MgO层能够显著增强激光感生热电电压效应。     

选择性激光烧结/冷等静压复合制造高密度Al2O3异形陶瓷件的研究

为了获得高密度复杂形状氧化铝陶瓷件,提出采用覆膜和混合相结合的方式制备出含有机粘接剂w(PVA)=1.5%和w(ER06)=8.0%的Al2O3复合粉体,对复合粉体进行选择性激光烧结(selective laser sintering,SLS)/冷等静压(cold isostatic pressing,CIP)成形、再经脱脂、高温烧结获得最终陶瓷零部件的制造方法。研究了激光烧结的4个工艺参数,得出在激光功率为21 W、扫描速度为1 600 mm/s、扫描间距为100μm、单层层厚为150μm时,获得的SLS陶瓷坯体密度和强度较好,较高强度的SLS坯体有利于后续其它工艺的进行。研究了具有随形包套的SLS陶瓷件的CIP工艺,得出随着压力的增大,陶瓷坯体的孔隙得到更大程度的消除,粉体颗粒重排压实,密度和强度显著提高,而当CIP压力大于200 MPa时,致密化速率减小。基于环氧树脂粘接剂的热重(TG)曲线分析,对SLS/CIP试样进行合理的脱脂、高温烧结处理,所得Al2O3陶瓷件相对密度大于92.26%。为制造高性能复杂形状的陶瓷件提供了一种新的方法,并拓展了SLS技术的应用范围。     

低功率CO2激光辐照对多层石墨烯结构的影响

在真空环境下使用不同功率密度的CO2激光对化学气相沉积法(CVD)生长的石墨烯进行辐照,通过研究辐照前后的拉曼光谱变化考察了激光功率密度及辐照时间对多层石墨烯结构的影响。结果表明,当功率密度较低(13W/cm2)时,石墨烯拉曼光谱中的D峰降低,2D峰增强,石墨烯内的掺杂、缺陷减少。随着功率密度的增加,石墨烯的缺陷增多,部分缺陷连接形成晶界,使石墨烯分解为纳米晶。在58 W/cm2的功率密度下,当作用时间为120s时,在石墨烯表面产生非晶碳。研究表明,适当参数的CO2激光辐照能改善石墨烯的内在性能。     

Yb3+: GdGaGe2O7制备、结构及光谱性能

采用固相法制备了10at.% Yb3+: GdGaGe2O7多晶粉体，通过X射线粉末衍射用Rietveld全谱拟合给出了其空间群为P21/c,晶格常数a、b、c和β、Gd/Yb和Ga的原子坐标为。Ge1、Ge2、O1～O7的原子坐标。通过吸收谱、激发谱、光致发光谱和Raman光谱确定Yb3+的晶场能级分裂；1003nm发光在低温8K和室温(300K)时上能级荧光寿命为0.493ms和0.774ms。在室温下测量荧光寿命变长主要由再吸收所引起。Yb3+:GdGaGe2O7的吸收和发射光谱均很宽，荧光寿命长，是潜在的全固态激光工作物质。     

95%Al2O3陶瓷Mo-Mn金属化层烧结机理研究

通过对95%Al2O3陶瓷Mo-Mn金属化层烧结前后显微结构的分析,对不同Mo含量金属化配方的块状烧结体及高纯高致密Al2O3陶瓷表面金属化层显微结构的研究,探讨了95%Al2O3陶瓷Mo-Mn金属化层的烧结过程,揭示了Mo骨架结构中Mo颗粒间气孔形成的机理.     

γ射线辐照对Cr掺杂MgAl2O4晶体光谱特征的影响

为评估辐照对Cr:MgAl₂O₄晶体光谱特性的影响,采用辐照剂量为100 Mrad的⁶⁰Co γ射线照射抛光后的Cr:MgAl₂O₄晶体样品片,测量了辐照前后的拉曼光谱、透射光谱和荧光特性,并对辐照前后光谱变化的原因进行了分析。研究结果表明:样品的拉曼振动峰值的位置和强度都受到辐照的影响,但振动峰的数量没有改变;由于色心的吸收,辐照后250～600 nm波长范围内的透射率均明显降低;辐照前后样品的荧光发射峰位一致,但辐照后荧光强度明显降低,同时辐照后的荧光寿命显著增加。     

Li_2ZnTi_3O_8微波介质陶瓷烧结工艺的研究

采用传统固相反应法制得Li2ZnTi3O8微波介质陶瓷,研究了主要烧结工艺参数对所制陶瓷的物相组成、显微组织及微波介电性能的影响。结果表明:经900℃预烧并在1 075℃保温4 h所得陶瓷试样只含有单一的Li2ZnTi3O8相;另外,其显微组织均匀,气孔等缺陷较少,相对密度达到98.5%,且具有良好的介电性能:εr=26.6,Q·f=75 563 GHz,τf=–12.4×10–6/℃。     

一种用于激光烧结陶瓷的大功率CO2激光均束装置

理论设计了一种反射型正交双带式积分镜均束装置，委托加工出实物，并搭建了实验装置。通过观察，该装置对实验用大功率CO2激光器光束达到了一定的均束效果，但同时均束得到的光斑光强分布出现了分裂现象，对其产生原因进行了分析。最后用均束后得到的光束对Ta2O5陶瓷进行了激光烧结实验，证明烧结效果得到了改善。     

激光烧结锆钛酸钡压电陶瓷

报道了采用激光烧结技术制备锆钛酸钡(BZT)压电陶瓷的研究。用常规方法制备了锆钛酸钡粉料，采用CO2激光直接烧结锆钛酸钡坯材，最大激光功率150 W，扫描转速1440 rad/min，烧结时间10 min;对陶瓷样品介电频谱与谐振频谱的测量显示了锆钛酸钡的压电特征;比较了传统高温炉烧结与激光烧结陶瓷样品的高温介电谱线，激光烧结陶瓷样品居里温度有所提高;测得介电常数和压电常数分别为1563 pC/N和45pC/N;X射线衍射(XRD)谱图显示(111),(002)衍射峰相对强度增强;陶瓷样品表面的显微照片显示了晶粒生长的形貌。激光烧结可以作为功能陶瓷烧结的方法之一。     

激光功率对连续CO2激光制备单壁碳纳米管的影响

在室温下用大功率连续CO2激光制备单壁碳纳米管，测量了500～850W激光功率下产生的碳纳米管样品的透射电镜和拉曼(Raman)光谱，对单壁碳纳米管的生长条件和直径分布与激光功率的关系进行了研究，实验证明在长波长激光制备单壁碳纳米管中，激光功率对单壁碳纳米管的形成和管径的大小起着关键的作用。激光功率越高，单壁碳纳米管的产率越大。对不同管径的单壁碳纳米管，激光功率较高所制备得到的平均管径较大。     

激光熔覆Al2O3-13% TiO2陶瓷层制备及其抗热震性能

利用高频感应辅助激光熔覆技术在镍基高温合金基体上制备了NiCoCrAl-Y2O3黏结层及Al2O3-13%TiO2(质量分数)陶瓷层。通过扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪分析了涂层的微观结构。实验结果表明,在高频感应辅助激光的作用下,基体与黏结层、黏结层与陶瓷层之间的界面均展现了良好的结合特性,具有明显的界面扩散现象。陶瓷层在激光的作用下形成了三维网状结构,该结构使得陶瓷材料中的TiO2材料与Al2O3材料均匀分布,减少了因不同材料聚集所产生的内应力。同时对涂层进行了热震实验,结果证明了利用高频感应辅助激光熔覆技术制备的Al2O3-13%TiO2陶瓷层具有良好的抗热震性能,适合工作于高温环境。     

激光合金化Mn-Al2O3和Mn-Al2O3-NiWC涂层的磨蚀性能研究

为了提高不锈钢桨叶的表面耐磨蚀性能,采用激光合金化技术在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面制备了Mn-Al2O3和Mn-Al2O3-NiWC合金化层,原位获得均由枝晶、共晶和未熔氧化铝颗粒组成的高锰钢基复合耐磨蚀涂层,并通过正交试验研究了两种合金化层的显微组织和耐磨蚀性能。结果表明,所有的正交参量下激光合金化Mn-Al2O3均可提高不锈钢的耐磨性,但耐蚀性有的提高,有的降低;参量因素对合金化层耐磨性的影响顺序为Al2O3添加量、扫描速率、激光功率,对耐蚀性的影响次序则恰恰相反;Al2O3添加量决定了Mn-Al2O3复合涂层中硬质相的含量,从而决定了涂层硬度和耐磨性;两种合金化层表面均发生晶界腐蚀、晶粒内和晶界处的点蚀,其耐蚀性与其多种组织、物相及各自的化学成分和耐蚀性及组织均匀性相关。     

ZrO2-13%Al2O3陶瓷薄壁件激光近净成形实验

采用同轴送粉激光近净成形系统,在纯钛基体上进行激光近净成形(LENS)ZrO2-13%Al2O3(质量分数)复合陶瓷的基础实验研究。分析了激光功率和扫描速度对激光近净成形陶瓷薄壁宏观质量(宽高、表面平整性和宏观裂纹)的影响规律,获得致密、无宏观裂纹的陶瓷薄壁件。利用扫描电镜观察了成形件的微观组织,结合电子探针(EPMA)和X射线衍射仪(XRD)分析了微观组织成分和ZrO2陶瓷激光加工前后相成分的变化。结果表明,激光功率和扫描速度对激光近净成形陶瓷单层高度和表面宏观质量具有重要影响,通过精确控制该两个参数能够获得良好的表面质量;不同的激光功率和扫描速度下,会产生横向和纵向两种不同的宏观裂纹;激光近净成形技术能够制备出致密并具有细小枝状晶组织的陶瓷;少量的Al2O3主要存在于晶界中,有利于抑制裂纹扩展。