聚合物微结构特征激光融化成型方法

为了实现聚合物微结构件的高效和高精度成型加工,提出基于激光融化的聚合物微结构特征成型新方法,并对其成型工艺进行研究。阐述激光融化成型机制,建立激光融化成型理论模型,理论推导聚合物温度变化与激光参数的相互关系表达式,数值计算和模拟激光辐照下的聚合物基体融化过程,探讨激光融化成型的控制理论与方法。研制试验装置,进行典型聚合物微结构特征激光融化成型试验,测试微结构成型误差,分析模具温度和成型压力等工艺因素对微结构成型效果的影响规律。试验结果表明,试验测试数据与理论计算结果基本相符,获得较好的聚合物微结构特征复制度和成型精度,微结构成型误差小于1μm,说明聚合物微结构特征的激光融化成型方法具有可行性和有效性。     

聚合物微流控芯片激光加工及建模研究

在CO2激光直写聚合物PMMA微流控芯片加工原理基础上，对建立激光直写PMMA微流道的数学模型进行了研究。采用能量守恒原理对激光直写PMMA微流道成形进行分析，结果表明其微流道的形状呈高斯函数型分布，并获得了微流道深度与激光功率、加工速度及加工次数的函数关系模型。实验数据较好地验证了所建模型的正确性，该模型对CO2激光直写聚合物微流控芯片的加工参数选择具有较好的指导作用。     

高功率CO_2激光对远场HgCdTe探测器的干扰实验

理论分析和实验研究了高功率CO2激光对远场光导型长波红外HgCdTe探测器的干扰损伤。采用激光辐照探测器的温升理论模型,根据实验参数,讨论了高功率激光对长波红外探测器的损伤机理,计算了温升与辐照时间和功率的关系,并和CO2激光器在距离15km处辐照光导型长波红外HgCdTe探测器的实验结果进行对比分析。实验结果表明,2.5kW连续CO2激光经过大气衰减后在15km处激光功率密度可达0.161W/cm2,计算可知此时会聚到探测器靶面处的功率密度为140W/cm2;靶面处功率密度为20.5W/cm2时,对探测器产生干扰;靶面处功率密度为110W/cm2时,达到损伤,计算此时探测器表面温度已达到Hg析出温度,这一实验现象和理论计算预期结果相吻合。实验结论对研究探测器的激光防护和激光干扰星载探测器技术具有指导意义。     

CO_2激光器在PVC塑料表面标刻二维条码的研究

利用CO2激光器在PVC塑料表面直接标刻二维条码,引用激光加工深度模型进行了理论分析,建立了加工深度与功率扫描速度的理论模型。而后通过试验对该理论模型进行修正,最后研究了深度对二维条码识别的影响,得出对于识别时间最短的条码的最佳深度范围,进而得到最佳的激光功率和扫描速度的参数组合,为激光直接标刻非金属奠定了基础,对实际打标的过程具有一定指导作用。     

车削可加工陶瓷刀具磨损模型研究

使用硬质合金刀具对二硅酸锂玻璃陶瓷和氟金云母陶瓷进行车削实验,利用激光共聚焦检测系统观察刀具磨损形貌,研究刀具磨损机理。提出刀具磨损机制,即在工件待加工表面硬质点多次划擦作用下导致的疲劳磨损,刀具磨损形式为后刀面接触区的逐层剥落。通过赫兹接触理论和摩擦疲劳学建立了一种刀具磨损理论模型,而后在不同切削参数下进行车削实验,验证理论模型的有效性,分析切削参数对刀具磨损的影响。结果表明:理论模型计算值可以良好地预测刀具磨损量,模型预测曲线与实际磨损曲线趋势相符。     

纳秒级激光脉冲展宽系统的分析及应用

建立了一种纳秒级多腔式激光脉冲扩展系统.通过激光脉冲展宽,该系统可以有效降低脉冲激光的峰值功率,从而在激光燃烧诊断实验中避免激光诱导等离子体的产生,减少背景干扰,有效提高信噪比.建立了理论模型,对影响脉冲展宽的分束比、腔长以及光学腔个数等几个主要参数进行了分析,并通过数值计算实现了各参数的优化.利用建立的多腔串联式激光...     

激光工艺参数对45钢淬透性能的影响

采用CO2激光器对45钢表面进行激光淬火处理,通过改变不同的激光工艺参数得到不同的试样。对各个试样的金相组织进行观察和分析并研究了激光淬火工艺参数对45钢淬透性的影响,试验得出硬化层深度在0.15~0.35mm之间,宽度在1.0~2.0mm之间。     

轴承滚道表面激光强化处理

利用CO2激光器进行GCr15制轴承滚道表面激光强化处理试验.用光学显微镜和扫描电镜对经激光表面改性后的显微组织和形貌进行分析.结果表明,选择合适的激光淬火参数,可以保证激光表面改性层有足够的硬化层深度(0.8～0.9 mm)、高的硬度值及更加细小的马氏体组织.     

非极性聚合物塑化设备的设计

微界面上非极性聚合物的分子链被扭曲、变形、错位或断裂而呈电极性,对非极性聚合物施加高频电场,使呈电极性的聚合物分子在高频电场中发生振动,分子间相互碰撞、摩擦而产生热能,致使非极性聚合物被加热而熔融软化,从而实现了低温条件下的成型加工。依据这一原理,设计一种非极性聚合物的塑化低温塑化设备和系统,实现了以下功能:(1)利用辊压结构实现普通聚烯烃如低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和聚丙烯的正应力塑化加工;(2)利用高频电场发生器产生高频电场,并将其引入塑化加工设备;(3)使用陶瓷轴承和聚四氟乙烯实现电绝缘和绝热以及解决了实验人员的安全问题;(4)利用红外测温仪实时、精确地控制加工温度;(5)利用数据采集系统和扭矩传感器可实时、在线测量并采集加工过程的工艺参数。     

镀锌高强钢激光深熔焊接温度研究

通过对薄板激光深熔焊接焊缝形状的研究,建立了薄板深熔焊接点线叠加的热源模型.通过对比数值计算和试验测定的焊件表面不同点处温度,验证了理论模型的正确性,为激光薄板焊接优化工艺参数提供依据.