等离子喷涂氧化铝涂层连通孔的准分子激光表面处理改性

等离子喷涂氧化铝陶瓷涂层由于内部存在孔隙、层迭及层间裂纹等缺陷而呈现出复杂的微观结构。这些典型的微结构特点显著影响着涂层的力学性能。本研究开发了一种等离子喷涂氧化铝涂层的准分子激光表面处理技术以优化石油工业缆绳工具的部件性能。相比于CO2或YAG激光器的液相处理技术,准分子激光工艺采用短波激光,这对陶瓷材料来说就意味着能量主要被表面区所吸收。首先,采用SEM研究了涂层的表面和截面微观结构,并表征了激光处理后表面粗糙度和消融状态。然后采用X射线微观断层成像技术获取了涂层的三维微结构以研究激光处理后涂层的3D孔隙率。最后,借助纳米压痕和电化学阻抗谱方法分别表征了改性后涂层微结构的力学和电学性能。结果表明,准分子激光表面处理技术是一种控制等离子喷涂氧化铝涂层绝缘性能的创新工艺。     

钢板表面形貌对冲压成形性能和油漆后外观质量的影响

表面毛化(麻面)钢板比光面钢板冲压时有更好的抗擦伤性能和成形性能,因而广泛地用于汽车车身的生产.可以采用喷丸、放电加工和激光毛化方法生产麻面钢板,但是不同方法生产的麻面钢板的表面形貌不同.概要介绍了麻面钢板表面形貌的特征和它们对摩擦性能、成形性能和油漆后外观质量的影响.     

退火处理对激光熔覆制备FeCrMnCo1.5Ni高熵合金涂层组织的影响

采用激光熔覆技术在Inconel 718合金难体表面制备了FeCrMnCo1.5Ni高熵合金涂层,使用X射线衍射仪、扫描电镜和UMT-3型摩擦磨损试验机研究了退火热处理对合金涂层组织和性能的影响.研究结果表明:经热处理后FeCrVlnCo1.5Ni合金涂层的宏观形貌无明显变化,退火热处理对合金的相结构无影响.合金元素均匀化使得退火后的合金涂层微观形貌发生改变,涂层的枝晶间组织变得细小致密.经退火热处理后涂层最外层的耐磨性能出现了降低,涂层的磨损量为10.16 mg,摩擦系数为0.7957,整体上表现出较好的抗高温软化性能.     

蛇纹石超细粉体作润滑油添加剂的摩擦学性能

考察平均粒径为1.0μm的表面修饰蛇纹石超细粉体作为50CC润滑油添加剂对钢/钢摩擦副的润滑性能,研究超细粉体添加量(质量分数)对摩擦学性能的影响.通过对磨损表面的形貌、元素及微观力学性能分析,探讨蛇纹石超细粉体作为添加剂的抗磨、减摩机制.结果表明,蛇纹行超细粉体可显著改善50CC润滑油的润滑性能,降低钢/钢摩擦副的磨损,其最佳添加量为1.5%.蛇纹石超细粉体的减摩润滑机制在于:1)在铁基摩擦表面形成高硬度、低弹性模量的氧化膜,有效降低接触应力和磨粒磨损;2)释放出Al2O3杂质颗粒嵌入摩擦表面并形成微坑和孔洞,起硬质点颗粒增强与微孔储油的双重抗磨、减摩作用;3)摩擦过程中粉体粒径得到细化,形成具有减摩润滑作用的纳米级蛇纹石"第三体"颗粒.     

钛表面处理技术的发展现状

综述了钛表面加工、耐磨处理以及耐蚀、抗氧化处理等技术的发展现状.指出了钛表面处理技术在朝着性能优、工艺简单、成本低的方向发展;工艺研究今后会集中在离子束增强沉积、离子渗金属合金化、微弧氧化、激光涂层等方面;钛材需要表面技术提高的性能主要集中在作为摩擦副的耐磨性能、作为生物材料的生物相容性、作为特殊介质中使用的材料的耐蚀性、作为建筑材料的表面艺术性以及日用品的表面低成本装饰性能等.     

TA2纯钛表面激光气体氮化工艺研究

采用Nd:YAG激光器在氮气环境中对TA2纯钛进行激光气体氮化处理,研究了不同工艺下TA2纯钛表面激光气体氮化层的宏观形貌、物相组成、显微组织、硬度及摩擦磨损性能。结果表明,经过激光表面氮化处理后,氮化层与基体之间为冶金结合,氮化层的组织主要由细小的、枝晶状的Ti N构成。激光离散氮化可显著降低材料表面的摩擦系数,提高材料的耐磨性能,且氮化强化区域的分布越密集,摩擦系数值越小,耐磨性越好。激光离散氮化还可以提高加工效率,抑制裂纹的萌生。     

银/石墨烯复合润滑添加剂对于润滑油摩擦性能的影响

通过化学还原合成了银包覆石墨烯(Ag/RGO)复合添加剂, 利用X射线衍射仪和扫描电镜分析了样品相成分和微观形貌, 采用UMT-2摩擦磨损试验机测定了Ag/RGO复合润滑油添加剂的摩擦性能。结果表明: 纳米银颗粒均匀分布在石墨烯片上, 银颗粒的粒径大约200nm。在摩擦磨损试验过程中, 摩擦副与磨损表面的凹凸点直接接触, 纯润滑油的润滑作用较差; 在润滑油中添加Ag/RGO复合添加剂, 在摩擦初始过程中, 摩擦副与磨损表面也是凹凸点直接接触, 随着磨损时间的增加, Ag/RGO复合添加剂在摩擦副与磨损表面之间形成一层润滑膜, 阻隔摩擦副与磨损表面直接接触, 产生边界润滑; 另外, 部分纳米银颗粒可起到微轴承作用, 使得改性后的润滑油润滑性能更好。     

钛表面处理技术的发展现状

综述了钛表面加工、耐磨处理以及耐蚀、抗氧化处理等技术的发展现状。指出了钛表面处理技术在朝着性能优、工艺简单、成本低的方向发展;工艺研究今后会集中在离子束增强沉积、离子渗金属合金化、微弧氧化、激光涂层等方面;钛材需要表面技术提高的性能主要集中在作为摩擦副的耐磨性能、作为生物材料的生物相容性、作为特殊介质中使用的材料的耐蚀性、作为建筑材料的表面艺术性以及日用品的表面低成本装饰性能等。     

激光毛化与电火花毛化带钢表面形貌对比研究

冷轧带钢的表面形貌是带钢表面几何形状的总称,主要包括粗糙度、波纹度、纹理及形状误差4个方面,介绍了其表征和评价方法。对电火花毛化板和激光毛化板的表面形貌进行了对比研究,分析了激光毛化板存在的不足,通过优化激光毛化加工工艺和轧辊使用制度,激光毛化板表面形貌有明显改善。     

铝合金表面激光熔覆钛基粉末涂层的性能与组织

采用激光熔覆技术,在铝合金表面制备钛基涂层,对激光熔覆层微观组织、摩擦磨损性能及显微硬度进行测试。结果表明:激光熔覆区主要为树枝晶,过渡区主要为胞状晶,热影响区以等轴晶为主。熔覆层样品表面平均硬度较铝合金基体(120HV)提高了2倍,硬度值为326.3HV。熔覆层的耐磨性能提高显著,表面主要为微小犁沟,磨损损失质量约为铝合金基体的53%。     

铁基粉末冶金材料的激光宽带淬火

利用连续波CO2激光器，对铁基粉末冶金材料进行了宽带激光相变硬化实验。研究了激光相变硬化工艺参数对铁基粉末冶金材料的显微组织、显微硬度、硬化层深度和耐磨性的影响。结果表明，对铁基粉末冶金材料进行宽带激光淬火存在最佳的能量密度，可使硬化层分布均匀，耐磨性明显提高。     

利用激光相变硬化技术对合金压片模进行国产化替代研究

采用3千瓦横流CO2激光器及激光相变硬化技术，对40Cr锻件进行激光扫描，利用金相分析及测定显徽硬度的方法，对激光工艺进行优化筛选，利用优化出来的参数进行实际加工，与对照组进行同时上机实用。结果表明：用激光相变技术处理的40Ct材质压片模，完全达到生产实用要求，能够替代贵重材质的、价格昂贵的进口品。     

H13模具钢表面激光熔覆Co基合金涂层的组织和性能

采用CO2连续激光器在H13模具钢表面制备Co基合金涂层。利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、显微硬度计和摩擦磨损试验机等设备分析测试了熔覆层的微观组织和性能。结果表明:激光熔覆层与H13钢基材之间呈现良好的冶金结合特征。熔覆层与基材的结合区为粗大柱状晶和细小共晶组织,熔覆层中部呈典型亚共晶组织特征,表层为致密而细小的亚共晶组织。经过激光熔覆处理后,H13钢基材表面硬度和耐磨性得到了显著改善。     

低碳相变诱发塑性钢的综合性能

对抗拉强度600 MPa级的低碳相变诱发塑性钢(TRIP钢)进行了拉伸、成形、高速冲击拉伸和激光焊接试验.对焊接前后的综合性能进行了对比,并对其金相组织、显微硬度进行了观察和测试分析.与原始板材相比,激光焊接后,低碳TRIP钢的强度和硬度增加,而伸长率略有下降;焊接热影响区的硬化较明显,但均未发现明显的焊接裂纹及其它缺陷,表明其焊接性能良好.发现低碳TRIP钢成形性能、抗凹陷性能、激光焊接性能良好.     

铸铁轧辊激光合金化

在轧辊表面通过添加强碳化物形成元素,在适当的激光照射工艺条件下原位生成陶瓷相,得到以亚共晶组织为基,密集分布微米级陶瓷颗粒,同时保留较高残余奥氏体,形成强韧相间的激光合金化区.控制合金过程残余奥氏体量,可防止微裂纹的产生,在使用过程阻止裂纹的扩展.经过表层激光合金化处理的铸铁轧辊,过钢量可提高一倍以上.     

Influence of High‐Frequency Micro‐Forging on Microstructure and Properties of 304 Stainless Steel Fabricated by Laser Rapid Prototyping

We report the fabrication of the 304 stainless steel by the laser rapid prototyping harmonized with high‐frequency micro‐forging and demonstrate that both microstructure and properties of the prepared samples can be enhanced significantly. Structurally, we find that the large regular dendritic microstructure can be broken into pieces and that the internal defects are to some extent eliminated. Moreover, grains are refined remarkably. As a consequence of such structural modification, mechanical properties are found to be enhanced considerably by demonstrating a much broader fluctuation in tensile strength, a marked increase in tensile and yielding strength, and a drastic enhancement in surface hardness by 76% after the micro‐forging. Further calculations reveal that the defect region is shrunken substantially after micro‐forging. Detailed analysis of fractures in the tensile samples provides convincing evidence that plastic properties can be improved as well by the micro‐forging.     

Infrared, surface-assisted laser desorption ionization mass spectrometry on frozen aqueous solutions of proteins and peptides using suspensions of organic solids

Surface-assisted, laser desorption ionization (SALDI) time-of-flight mass spectra of proteins and peptides have been obtained from bulk frozen aqueous solutions by adding solid organic powders to the solutions before freezing. Abundant analyte ions were obtained with a 3.28 microgram Nd:YAG/OPO laser. 20 compounds were evaluated as solid additives, and 16 yielded protein mass spectra. Successful solids included compounds like pyrene, aspartic acid, and polystyrene. The best results were obtained with nicotinic acid and indole-2-carboxylic acid, which yielded protein mass spectra anywhere on the sample and with every laser shot. Compared with ultraviolet-matrix-assisted laser desorption ionization on the same instrument, cryo-IR-SALDI had a comparable detection limit (approximately equal to 1 micro M), a lower mass resolution for peptides, and a higher mass resolution for large proteins. Approximately 2500 cryo-IR-SALDI mass spectra were obtained from a single spot on a 0.3-mm-thick frozen sample before the metal surface was reached. About 0.1 nL of frozen solution was desorbed per laser shot. The extent of protein charging varied between the SALDI solids used. With thymine, myoglobin charge states up to MH12(+12) were observed. It is tentatively concluded that observed ions are performed in the frozen sample.     

连铸机拉矫辊辊面激光重熔纳米ZrO2基涂层性能

 为了提高连铸机拉矫辊的使用寿命,在H13钢表面等离子喷涂常规级和纳米级两种规格的ZrO2涂层,并对其进行激光重熔处理。利用有限元软件ABAQUS分析热障涂层对拉矫辊温度场的影响,利用激光共焦显微镜观察涂层表面和断面的组织结构,利用场发射扫描电子显微镜（SEM）测量涂层断面的元素分布,采用Gleeble-3800热模拟试验机考查涂层的抗热冲击性,结果发现,经激光重熔之后纳米级ZrO2涂层的孔隙率和微裂纹数量都明显少于常规级ZrO2涂层,并且纳米级ZrO2涂层的抗热冲击性都优于常规级涂层。     

X射线荧光光谱原位微区分析的地学应用评介

原位微区分析是微观物质研究的重要手段,是现代分析技术的重要发展方向。以扫描核探针(SNM)、同步辐射X射线微探针(SR-XRMP)、二次离子质谱(SIMS)和激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)为主的微区痕量分析技术是一类新的微区分析手段,它从根本上解决了以电子探针分析技术(EMPA)和各类电镜(扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、分析电子显微镜(AEM))为主的电子微束技术(发展较早,已相当成熟)难以分析痕量元素的弱点,使原位微区分析成为一种能测定包括主、次、痕量元素和同位素在内的完整分析体系。文章收集了20世纪80年代以来原位微区X射线荧光分析地质应用探索的文献,首先介绍了相关专著、XRF专著中的相关内容及这方面的重要评述,随后从SR-XRMP、SNM、微束X射线荧光光谱(M-XRF)和多功能X射线荧光光谱仪器等方面评介其地学应用,涉及矿物微区元素分布、地质包裹体、陨石分析、从海洋矿物层状结构和韵律特征进行的成因矿物学研究及海洋环境变化、通过石笋类环带结构和湖泊沉积进行的古环境古气候研究的时间分辨率提高到季节尺度、恐龙蛋化石的铂族元素分布研究生物绝灭事件等。最后从技术特点和应用领域讨论了原位微区XRF分析的分类问题。引文187篇。     

Increasing Rigidity and Strength using Local Effects of Bead‐on‐Plate Laser Welding Seams

In order to achieve graded strength properties and to improve the rigidity of metallic materials, side effects of the laser joining process are used. Local physical and geometrical effects which have only been observed as side effects are to be used purposefully. The investigations take place in context of the SFB 675 “high‐strength metallic structures and joints by setting up scaled local material properties”. The energy needed to produce bead‐on‐plate welding seams can be limited to a small area of the workpiece by using a focused laser beam with a diameter of tenths of a millimetre. The heat affected zone of a laser beam is very small. In comparison to other welding procedures, lower heat input is the main reason that basic material characteristics remain unaffected after welding. The progressive development of laser beam sources to higher available laser output power has extended their spectrum of use in the field of joining technologies [1, 2]. It should be pointed out that local physical and geometrical effects can be used to achieve specific material characteristics. Bead‐on‐plate laser welding seams were produced to demonstrate that strength and rigidity can be increased in metal sheets. First investigations are carried out on the micro‐alloyed high‐strength steel H340LAD. The sheets were tested using tensile tests and also with 3‐point and 4‐point bending tests. Six different specimens were investigated, one without welding seams and five with different laser based welding seam types. The tensile and bending tests showed that higher forces were needed to rupture or to bend the laser welded specimens. Furthermore, the investigations showed that the strength of the specimens was increased in comparison to the specimens without welding seam.